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华中科技大学博导、武汉智能医学院院长叶哲伟。湖北日报全媒记者周鹏摄
湖北日报全媒记者 周鹏 刘映阳 通讯员 陈稳定 吕泳庆
从最初为解决科研难题而萌生的一个跨界构想,到如今成为国家战略层面的新兴学科,智能医学在过去二十多年间经历了从无到有、从萌芽到爆发的惊人蜕变。
3月20日,华中科技大学同济医学院附属协和医院博导、武汉智能医学院院长叶哲伟来到鄂州,做客2026荆楚科普大讲堂,讲述亲身经历与这条“医工交叉”的来时路。
缘起:一个“医工交叉”的火花
智能医学的火花,源于一次“死胡同”前的思维转换。
叶哲伟回忆,上世纪末本世纪初,他在读博士期间,在科研中曾面临一个纯医学方法无法解决的难题:在现实世界中,无法建立某种特定的细胞系进行实验。于是,一个大胆的念头诞生了——“有没有可能直接在计算机上建立一个虚拟细胞?”
带着这个想法,叶哲伟找到了华中科技大学计算机与虚拟仿真领域的博士周均清。他从医学角度论证可行性,周均清则从技术层面探讨实现路径。双方经过反复推敲,最终将整个实验方案变成了一个可行的国家自然科学基金课题,并成功获批,随后做了大量卓有成效的探索。
“这件事情对我的触动非常大。”叶哲伟说,“在传统的医学赛道上遭遇瓶颈甚至‘死胡同’时,用医工交叉的思维,理工科的技术手段,或许就能走通那些看似走不通的路。”这份源于科研需要,更源于兴趣与情怀的探索,成为他此后深耕医工交叉领域的起点。
2011至2012年,他赴美交流访问,与国际同行的深入沟通让他更清晰地意识到,医工交叉领域正向着更广、更深的方向发展,回国后,系统性建立医工交叉学科体系的想法在他心中开始萌生。
筑基:从一本教材到一个学科体系
从个人探索到建立学科体系,叶哲伟选择的突破口是教材。
2016年,在申报国家规划教材时,关于书名是“信息医学”还是“智能医学”,引发了激烈讨论。叶哲伟坚持使用“智能医学”。“四次科技革命对应四个时代:蒸汽时代、电力时代、信息时代、智能时代。如果叫信息医学,它还是停留在第三个时代。”他坚信,虽然在当时这个提法超前了“半步”,但智能时代的大势必将到来。最终,这份坚持让全国首部《智能医学》国家卫生健康委医师规范化培训规划教材得以诞生,并在出版当年即成为教材“爆款”。2021年,国家又设立本科生、研究生层面的智能医学教材,叶哲伟再次受邀担任主编。智能医学国家教材体系正式形成完整闭环。
教材的推进,带动了智能医学高等教育的普及。叶哲伟介绍,从教育部数据看,2022年全国仅64所高校开设智能医学相关专业,而今年的数据估计会超过100所。在华中科技大学,他们更构建了三个维度的教学体系:一是连续开设12个学期的智能医学选修课,选课学生从最初的医工各半,到如今工科生比例逐年上升;二是创建了“医学人工智能微专业”,以15个学分、5门课程的轻量化模式,让医学生能兼顾主修专业与人工智能前沿知识学习,同时获得教育部学信网可查的微专业证书,为未来就业和深造增加竞争力;三是在研究生课程中增设医学人工智能方向,侧重用AI赋能临床科研与创新。
“我们所有的努力,都是为了让医学生能成体系地获取智能医学知识,为中国在这一未来赛道做好人才培养和储备。”叶哲伟说。
爆发:技术落地与未来已来
当人才培养的土壤日渐肥沃,技术的应用也迎来了爆发期。
叶哲伟团队在混合现实(MR)远程会诊领域的探索,便是技术落地的典型案例。2018年1月8日,通过混合现实技术同步协作,叶哲伟教授用一支虚拟标记笔,从武汉协和医院“穿越”到3700公里外的新疆手术现场,为59岁的维吾尔族骨折患者成功实施手术。在更远处,1.5万公里外的美国专家也实时参与了讨论。这场全球首例混合现实技术多地远程会诊震惊了医学界,微软也发文为之点赞并确认为全球首例。这次远程会诊也首次验证了这一技术在跨国、跨时区场景下的稳定性,将远程医疗从传统的二维视频指导提升至三维立体交互。
仅仅一年半后,这项技术迎来了又一次质的飞跃。2019年7月17日,在中国电信5G网络和华为技术的支持下,叶哲伟团队完成了全球首例5G环境下混合现实云平台远程会诊手术。恩施76岁农妇不慎坠落导致胸椎爆裂性骨折,但无法转运至武汉。通过5G网络,600公里外的叶哲伟佩戴MR眼镜,患者三维影像悬浮眼前,远程指导咸丰主刀医生精准植入6颗螺钉。通过5G网络,手术时延仅1毫秒——比人的本能反应还快。术后一个月,患者恢复下地行走。
从2017年验证可行性,到2019年5G加持下的规模化应用,叶哲伟团队一步一个脚印,将“千里之外、触手可及”的科幻场景变成了现实。目前,这项技术已在国内200多家医院应用,累计案例达数万例。团队研发的“虚拟病人”培训系统,更已成为细分赛道的全球第一,每年有超过230万人使用其进行医学模拟训练与考试。
在叶哲伟看来,智能医学的本质是“科技为医生全方位赋能”。从蒸汽时代、电力时代的“体力赋能”,到信息时代、智能时代的“智力赋能”,技术不断拓展着人类手眼和智力的边界。“人工智能不会取代医生,但懂人工智能的医生一定会打败不懂人工智能的医生。”
这种赋能正从概念走向现实,走向每一个患者。叶哲伟强调,未来的医疗将真正从“千人一方”走向“千人千方”,借助AI分析每个患者的个体化数据,制定更精准、更安全的治疗方案。而AI在基础科研领域的突破,更是为医学发展注入了强大动力。他举例说,传统方法首次发现一个蛋白质三维空间结构已是轰动全球的重大成果,而AI在一年内就预测出了2.14亿个蛋白质结构,这将对新药研发和医学科研产生颠覆性推动。
展望:人类智能与人工智能将“合作共存”
叶哲伟认为,人工智能的发展为像鄂州这样的城市提供了在局部赛道实现“反超”的机遇。他指出,鄂州具备软硬件基础和地缘优势,可以与光谷形成互补。他建议,可以从教育(高等教育、职业培训、科普)、应用(医疗场景落地)和产业化(抓住全球高增长的智能医学赛道)三个方向进行布局。
对于未来,叶哲伟认为人类智能与人工智能将是“合作共存”的关系。他强调,在拥抱技术的同时,必须正视其风险,依靠政策法规划定“红线”,确保其在安全、健康的轨道上发展。
访谈最后,叶哲伟寄语所有年轻学子和投身于这一领域的探索者:“很多努力可能不一定能改变智能医学的现在,但在将来的某一天,一定能改变智能医学的未来。”
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