人工智能大模型赋能医疗健康产业白皮书(2023).docx
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1、人工智能大模型赋能医疗健康产业白皮书(2023年)2023年10月编制说明牵头单位人工智能医疗器械创新合作平台智能化医疗器械产业发展研究工作组、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所参编单位北京邮电大学、北京大学、中国科学技术大学、北京大学第三医院、首都医科大学附属北京友谊医院、解放军总医院第六医学中心、温州医科大学附属眼视光医院、江苏省中医院、温州眼视光国际创新中心、国家药监局智能化医疗器械研究与评价重点实验室、网络与交换技术全国重点实验室、互联网医疗健康产业联盟、阿里云计算有限公司、腾讯医疗健康(深圳)有限公司、北京百度网讯科技有限公司、商汤科技、OPPo广东移动通信有限公司刖三随着全球新
2、一轮科技革命和产业变革深入发展,以人工智能(ArtificialIntelligence,Al)为代表的数字技术加速演进,成为经济增长的核心驱动力。近年来,人工智能大规模预训练模型(以下简称“大模型“)在知识、数据、算法和算力等关键要素的共同推动下,呈现爆发式增长,从自然语言处理逐步扩展、迁移到计算机视觉、多模态、科学计算等领域,增强了人工智能的泛化性、通用性,开启了人工智能发展新范式。人工智能大模型有望成为未来新型基础设施,赋能千行百业新一轮增长,落地应用和价值实现成为大模型下一步发展方向。生命科学和医疗健康是大模型等Al技术最重要的应用领域之一,大模型可赋能生命科学研究和新药研发,促进医疗
3、器械创新,提升医疗智能化水平。将大模型应用于医疗健康领域,推动医疗健康行业数字化转型升级,对满足人民群众健康需求和实现经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。本白皮书集中梳理了国内外医疗健康大模型的最新态势及发展成果,尤其是技术体系、应用场景、风险挑战、评价和监管等方面的内容。白皮书首先阐述了医疗健康大模型的概念内涵、发展优势、生态架构;对医疗健康大模型技术体系和演进趋势进行了分析;并对医疗健康大模型应用现状及优秀应用案例进行了系统性梳理。在此基础上,白皮书分析了医疗健康大模型面临的技术、应用、数据、伦理挑战,并结合医疗健康大模型标准、验证评价和监管治理情况,提出了进一步促进医疗健康大模型
4、发展的相关建议。白皮书旨在为我国生命科学与医疗健康大模型技术和产业发展提供参考和引导,共同推动技术研发创新,促进行业高质量发展。由于生命科学与医疗健康大模型仍处于快速发展阶段,我们的认识还有待持续深化,白皮书仍有不足之处,欢迎大家批评指正。下一步,我们将广泛采纳各方面的建议,进一步深入相关研究,适时发布新版报告。我们诚邀各界专家学者参与我们的研究工作,积极献言献策,为促进生命科学与医疗健康大模型发展作出贡献。一、医疗健康大模型发展概述9(一)医疗健康大模型的概念和优势9(二)医疗健康大模型的生态架构11二、医疔健康大模型的技术体系及演进14(一)大模型响应生物大数据时代的数据特征和应用需求14
5、(二)多类型基础模型为医疗健康大模型提供坚实源动力19(三)四种范式助力大模型在医疗健康垂直领域的应用实践.28(四)模型发展呈现家族化、多模态、融合化、协同化趋势.35三、医疗健康大模型的应用场景39(一)整体发展分析40(二)具体场景分析46四、医疗健康大模型面临的风险与挑战68(一)技术风险:精度不够,尚不能完全满足医疗场景安全性可靠性需求68(二)落地挑战:数据、成本、权责问题制约大模型在医疗领域落地应用70(三)数据安全和隐私:个人数据滥用、隐私泄露和网络攻击风险突出72(四)伦理道德问题:大模型加剧医疗偏见和有害、虚假信息传73播问题(一)标准和指南:基础信息安全标准开始起步,领域
6、平台规范指南需求迫切74(二)评价和验证:针对新能力、新特性、真实表现的动态评估方法有待建立76(三)政策和监管:促发展与防风险并重,奠定医疗大模型监管治理良好基础78六、医疗健康大模型发展建议80图目录图1人工智能大模型+医疗健康生态架构12图2人工智能发展历程16图3医疗健康大模型的类别和实例20图4LLaVA-Med的预训练和微调流程23图5Med-PaLMM所用基准数据集的模态和任务28图6生命科学与医疗领域开发与应用大模型的四种范式29图7GatOrTron模型的预训练和微调过程30图8BioBERT的预训练和微调过程32图9ChatDoctor模型的构建过程34图10Med-PaL
7、M2采用多种路径提升推理能力35图11ClinicalGPT的训练及对齐流程41图12商量大医模型工作原理和应用场景43图13灵医大模型输入“医-患-药”医疗健康数据和医学知识45图14灵医大模型的商业化服务模式46图15EyeGPT根据需求输出研究题目的文章大纲50图16未来EyeGPT在眼健康智能诊断一体化应用示范50图17腾讯医疗大模型多轮问询和智能问诊示意图59图18神经源性膀胱慢病管埋数字疗法平台示意图63图19运动健康助手应用架构和界面65-、医疗健康大模型发展概述(一)医疗健康大模型的概念和优势人工智能大模型(Al大模型)是“大数据+大算力+强算法”结合的深度神经网络模型,通过“
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