心臟科醫生本傑明·梅德（Benjamin Meder）用滑鼠和電腦螢幕代替手術刀和手術室，小心翼翼地將起搏器的電極放入跳動的數字心臟中。

使用這個“數字雙胞胎”（映象心臟），模擬了7497號病人心臟細胞的電和物理特性，Meder執行模擬，看看起搏器是否能讓充血性心力衰竭患者存活——在他實際實施手術之前。

隨著醫學進入日益個性化的時代，醫療裝置製造商如何利用人工智慧（AI）幫助醫生做出更精確的診斷？西門子Healthineers開發的這款數字心臟就是其中一例應用。

西門子醫療集團（Siemens Healthineers）以及飛利浦（Philips）和通用電氣（GE Healthcare）等競爭對手面臨的挑戰是，如何保持與從谷歌到阿里巴巴（Alibaba）等希望利用大資料從醫療支出中分得一杯羹的科技巨頭的競爭優勢。

對西門子Healthineers及其傳統競爭對手而言，在這個新進入者越來越多的領域中，從主要的硬體公司轉型為醫療軟體先驅，被視為至關重要的一步。

谷歌已經開發了大量的人工智慧工具，包括可以分析醫學影象以診斷眼疾的演算法，或篩選數字記錄以預測死亡可能性的演算法。

與此同時，阿里巴巴希望利用其雲和資料系統解決中國醫療專家短缺的問題。它正在開發人工智慧輔助診斷工具，以幫助分析CT掃描和核磁共振成像等影象。

今年3月從德國母公司西門子（Siemens）剝離出來的西門子Healthineers近幾個季度的業績，已超過了市場，得益於一系列醫用成像裝置方面的新產品的推出。

但分析師表示，德國飛利浦（Philips）、荷蘭飛利浦（Philips）和通用電氣（General Electric）子公司通用醫療（GE Healthcare）都將面臨壓力，要求它們證明自己能夠節省醫療系統的資金，因為支出與患者預後的關係越來越密切，而醫院則依賴批次採購來爭取折扣。

西門子Healthineers在工業上有著悠久的歷史。它在1896年製造了第一臺工業製造的x光機，現在是世界上最大的醫療成像裝置製造商。

如今，執行長貝恩德蒙塔格（Bernd Montag）的目標是將其轉變為“醫療保健GPS”——一家利用其資料銷售智慧服務的公司，同時讓小型科技公司開發利用其資料庫的應用程式。

西門子Healthineers投入了巨資。它僱傭了大約2900名軟體工程師，在機器學習領域擁有超過600項專利和專利申請。

它並不孤獨。飛利浦表示，其研發人員和支出中約有60%集中在軟體和資料科學上。該公司表示，它僱傭了數千名軟體工程師，但沒有具體說明。

專家們表示，人工智慧在醫療技術上的成功將取決於能否獲得可靠的資料，這不僅可以建立診斷模型，還可以預測未來數年某個特定病人的有效治療方法。

德國海德堡大學醫院（Heidelberg University Hospital）的心臟病專家梅德（Meder）正在測試西門子Healthineers的數字心臟軟體。

“我們能夠提前幾周或幾個月預測哪些病人會生病，某個病人對某種療法會有什麼反應，哪些病人會受益最大。這能徹底改變醫學”。

為此，西門子Healthineers建立了一個龐大的資料庫，其中包括2。5億多張帶註釋的影象、報告和操作資料，用於訓練其新演算法。

在這個數字雙胞胎模型的例子中，人工智慧系統被訓練成將電子、物理特性以及心臟結構的資料搭建成三維影象。

開發該軟體的西門子Healthineers高階研發總監托馬索曼西（Tommaso Mansi）表示，主要挑戰之一是隱藏其複雜性，並建立易於使用的介面。

為了測試這項技術，Meder的團隊在6年的試驗中創造了100對患有心力衰竭的數字心臟雙胞胎。

計算機根據數字雙胞胎進行預測，然後將其與實際結果進行比較。

他的團隊希望在2018年底完成對預測的評估。

如果測試結果令人滿意，該系統將在一個更大的、多中心的試驗中進行測試，作為讓該軟體獲得監管機構批准用於商業用途的下一步舉措。

西門子醫療公司（Siemens Healthineers）拒絕透露這項技術何時最終可能被診所使用，也拒絕透露其數字心臟或其他器官模型（如肺和肝）的具體商業化程序。

通用電氣（GE）和飛利浦（Philips）也在研發數碼心臟雙胞胎產品，非傳統的運營商也在積極行動。

飛利浦公司（Philips）銷售的人工智慧心臟模型可以將2D超聲影象轉化為資料，幫助醫生診斷問題，或自動分析掃描結果，幫助醫生制定手術計劃。

與西門子醫療公司（Siemens Healthineers）一樣，該公司的願景是將掃描、心電圖（ECGs）和醫療記錄結合起來，建立一個模型，為現有的心臟模型增加更多的細節，預測心臟在現實生活中對治療的反應。

目前，這類軟體仍處於開發的早期階段，公司將不得不與監管機構合作，研究如何才能在醫生願意相信機器診斷之前，讓監管機構批准這類預測模型。

專家們說，獲取具有足夠多樣性的高質量資料至關重要，解釋資料並將其轉化為醫學專業人員可以使用的東西的能力也至關重要。

GE醫療臨床護理解決方案部門的首席技術官Vivek Bhatt說，特別是，隨著模型越來越接近完美，模型將不得不針對罕見病例進行培訓。

他說，要想獲得更多的資料，獲得正確的資料，並利用這些獨特的案例資料，有一個持續的過程是極其重要的。

這家老牌醫療技術公司表示，它們與醫院和研究機構的長期合作關係，以及龐大的已安裝的機器網路，將使它們在與新科技公司的競爭中佔據優勢。

西門子Healthineers、GE Healthcare和Philips表示，他們的資料庫中既有公開資料，也有臨床試驗或與醫院合作的資料，還有一些來自客戶的資料。

他們說，所有的資料都是匿名的，只在病人同意的情況下使用。不過，一些活動人士和學者擔心，患者的資料主要被公司用作商業工具。

埃森哲（Accenture）瑞士科學業務董事總經理鮑里斯博格丹（Boris Bogdan）認為，資料所有權是一個灰色地帶，如果企業開始從中獲利，可能會引發患者的反彈。

他說，Facebook創立之初，沒有人真正關心誰擁有這些資訊。但既然人們知道Facebook用他們的資料賺了大錢，那麼資料隱私、資料使用和資料商業化等問題就變得越來越明顯。