医疗科技的前沿：人工智能驱动的医疗设备

Mon Nov 20 13:47:00 CET 2023

生成式人工智能领域的蓬勃发展对医疗技术（MedTech）产生了深远的影响。生成式人工智能是指根据输入的标准和限制条件，应用人工智能来创造或辅助创造设计。生成式设计技术正被用于革新医疗设备的创造。

工程师和设计师使用人工智能算法来删繁就简或以其他方式改进医疗设备的设计。正如工程师基于其训练和经验来提出新的解决方案，生成式人工智能基于大得多的信息数据库和远超人类计算能力的复杂计算来优化产品设计——因此被称为“人工智能”。人工智能使工程师能够根据特定的患者需求和复杂的医疗要求来调整设计，并加快开发过程。这对患者和医疗人员都有帮助。

医疗技术创新中的人工智能是什么样的？

在以下案例中，两个公司使用人工智能显著改善患者护理和治疗效果。

Meticuly是一家总部位于泰国的医疗技术公司，它利用生成式人工智能开发私人定制骨科植入物。Meticuly将患者的CT扫描结果输入人工智能深度学习算法，来设计植入物。然后用3D打印把生成的设计制作出来。在使用人工智能之前，骨科植入物是手工塑造的，需要医生在手术过程中手动调整植入物的形状，以完美地适应患者的身体。Meticuly消除了这一需求，将手术时间缩短了数小时，改善了患者的治疗效果。

NuVasive是一家总部位于美国的医疗设备公司，使用生成式设计和3D打印来制造多孔钛脊柱植入物。钛脊柱植入物通常由固体金属块制成。借助生成式人工智能和3D打印技术，NuVasive可以制造通体遍布细孔的海绵状的钛植入物。这利用了钛的生物相容性，同时细孔给愈合中的脊柱提供了更多生长空间，使植入物更柔韧，从而防止植入物下沉（脊柱融合手术的常见并发症）。使用传统的脊柱植入物时，下沉发生率约为20%。使用人工智能生成的多孔钛植入物时，这一比例降至1.1%。

生成式人工智能如何影响医疗技术公司的知识产权组合？

使用生成式人工智能设计医疗设备，对知识产权和生成设计的所有权提出重要问题和挑战：使用人工智能生成的设计是否可以获得专利？人工智能辅助设计（即由人类设计并由人工智能改进）和人工智能生成设计在知识产权方面有什么差异？

在第六届产权组织对话会“前沿技术——人工智能发明”上，Meticuly联合创始人兼首席技术官Chedtha Puncreobutr助理教授介绍了Meticuly的知识产权组合，以及它如何受到人工智能的影响。该技术结合了3D打印钛材料和生成式人工智能程序，共同创造出最终产品。

Meticuly通过发明专利保护其材料，并通过技术商业秘密保护其生成式人工智能。通过混合使用发明和设计专利，3D打印植入物的系列产品全部被覆盖。Meticuly拥有6项专利，保护其产品的不同方面，还拥有12项商业秘密，覆盖其生成式人工智能和其他制造工艺。这是人工智能辅助设计知识产权组合的一个很好的案例。

对于人工智能生成的设计，可能很难确定合法的知识产权所有人。相关问题正被热议，即人工智能系统的创造者、人工智能的使用者，甚至人工智能本身是否可以对这些设计主张所有权和保护。

人工智能生成设计的所有权问题深受人工智能系统训练数据的影响。人工智能模型赖以学习的庞大数据集可能包含各种各样已存的设计和创意作品。在某些情况下，训练数据可能包含受版权保护的或专有的信息，人们担忧这可能会侵犯现有的知识产权。此外，当人工智能系统产生新颖的设计时，人们会质疑，这些产出在多大程度上受到训练数据的影响，以及它们是否可以完全被视为原创。

近期，统一感知自主引导设备（DABUS）人工智能系统引发了这些问题在全球范围内的讨论。DABUS人工智能系统由Stephen Thaler博士创造，在美国专利公布中的专利号是：5,659,666；7454388 B2；和2015/0379394 A1。DABUS获得了全世界的关注，因为它是第一个据称独立提出两项发明（分形饮料容器和闪烁警报灯）的人工智能系统，也是第一个作为发明人申请专利的人工智能系统。

Thaler博士及其团队在澳大利亚、欧洲专利局、新西兰、南非、英国和美国为这些发明申请了专利。这个问题在世界范围内引起了激烈争论，大多数国家以发明人必须是人类为由拒绝了这些申请。只有南非公司与知识产权委员会（CIPC）于2021年6月24日接受了Thaler博士的申请，并于2021年7月发出了专利权授予通知书。目前尚不清楚这一决定对该领域将有何影响。这一决定可能加速专门针对人工智能发明的知识产权制度的建立，但也可能毫无影响。

人工智能和医疗技术——接下来会发生什么？

生成式人工智能和医疗设备设计的交叉带来了知识产权方面的复杂挑战，特别是当设计完全由人工智能生成时。DABUS人工智能系统作为发明人寻求专利认定的案例，在全球范围内引发了关于人工智能实体的权利和知识产权法的未来的争论。

尽管人工智能对知识产权生态系统的影响还有待观察，但它对医疗技术领域的影响已经很明显。人工智能技术的使用正在开启医疗技术创新的新时代，并为个性化医疗和减少医疗程序中的并发症提供巨大潜力。认识到这一影响，世界知识产权组织（WIPO）、国际电信联盟（ITU）和世界卫生组织（WHO）近期共同发起了医疗健康人工智能全球倡议。我们这三个联合国机构正携手支持人工智能充分发挥其潜力，促进患者治疗效果的改善。

Meticuly和NuVasive这类公司是第一批使用生成式人工智能改善患者生活的先驱，但它们不会是最后一批。解锁这一新工具使我们有潜力在世界各地加强患者护理和治疗效果。