人工智能与医疗健康领域的技术融合:基于专利文本的可视化研究

《Technology in Society》:Technology Convergence between Artificial Intelligence and Healthcare: A Visualization Study Based on Patent Texts

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月10日 来源:Technology in Society 12.9

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   •21,917项专利揭示了AI与医疗健康领域的长期融合趋势。•AI与医疗健康的融合在经历长期探索阶段后迅速加速。•AI与医疗健康的融合转向算法-数据-场景重构方向。•技术融合的速度超过了跨组织协作的速度。•通用技术驱动的融合在受监管的社会技术系统中表现出独特的模式。引言人工智

  
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    21,917项专利揭示了AI与医疗健康领域的长期融合趋势。
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    AI与医疗健康的融合在经历长期探索阶段后迅速加速。
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    AI与医疗健康的融合转向算法-数据-场景重构方向。
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    技术融合的速度超过了跨组织协作的速度。
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    通用技术驱动的融合在受监管的社会技术系统中表现出独特的模式。

引言

人工智能(AI)是一种通过感知、解释数据、学习、推理并决定最佳行动方案来发挥作用的系统(世界经济论坛,2023)。作为新一轮技术革命和产业转型的关键驱动力,AI被广泛应用于信息和通信技术(ICT)、制造业、能源、医疗健康及科学创新等领域(Demirbaga, 2025; Li等人, 2024; Rammer等, 2022; Chatterjee等, 2021; OECD, 2023; Truong & Papagiannidis, 2022; Zahlan等, 2023; Spatharou等, 2020; Matheny等, 2022; Lee等, 2019)。在医疗健康领域,AI技术为疾病诊断和治疗以及医疗服务提供了新工具,并为解决资源约束、服务效率和医疗公平等问题提供了新的可能性(Zahlan等, 2023)。根据美国政府问责办公室(GAO)的一份报告,AI有潜力改善治疗结果、降低成本并提高健康水平,通过减轻医疗提供者的工作负担以及改善资源配置和服务效率来实现这些目标(GAO, 2020)。
在过去60年中,AI推动了众多领域的进步(Hajkowicz等, 2023; Hoffmann, 2022)。然而,在医疗健康领域的进展相对有限(Bohr, 2020)。主要的制约因素是缺乏高质量、准确且可靠的数据来支持算法的开发和训练(Yang等, 2019)。随着技术进步和医疗数据的增长,这一状况正在发生变化。大量的医疗数据为AI应用及相关技术(如机器学习)提供了基础。这些技术正在被快速整合到医疗场景中,包括医学影像、临床决策支持、健康管理和药物发现(He等, 2022; Zhang等, 2017)。
随着AI在医疗健康领域的应用不断深入,近期的研究越来越多地不仅关注其临床应用和技术进步,还关注实施过程中的挑战、工作流程整合、组织适应性和治理问题(Zahlan等, 2023; McCradden等, 2023; Khan等, 2024; Alami等, 2024; Secinaro等, 2021; Rong等, 2020)。这些研究为理解AI在医疗健康环境中的采用和实施提供了重要见解。然而,对于AI作为通用技术(GPT)与医疗健康技术系统进行长期融合的过程,关注度相对有限。
技术融合理论为理解这一问题提供了重要的视角。现有研究通常将融合分为不同层次,如知识融合、技术融合、应用或市场融合以及产业融合(Br?ring等, 2006; Appio等, 2023; Curran等, 2010; Hacklin等, 2010)。其中,技术融合连接不同的技术领域,通过功能集成和边界重构推动技术关系的变化。然而,现有的技术融合理论主要基于传统技术领域或相对开放的产业环境,在解释如AI等通用技术整合到高度监管行业的过程中仍存在不足。AI具有跨场景扩散、算法迭代和持续学习的特征,而医疗健康则高度依赖专业知识、敏感数据、伦理规范、监管审批和组织边界。这两个领域的融合不仅涉及技术应用的扩散,还包括技术能力对现有医疗健康体系的持续适应和修改。这种融合对现有的技术融合理论提出了新的挑战。
在此背景下,我们关注以下研究问题:当AI作为通用技术嵌入高度监管的医疗健康技术系统时,技术融合的演化路径、融合机制和组织结构表现出哪些特征?这些特征与现有技术融合理论的典型预期有何不同?本研究潜在的贡献包括三个方面:(1) 通过将AI与医疗健康的整合置于技术融合框架中,我们扩展了现有技术融合研究的范围,重点关注通用技术进入高度监管的社会技术系统的过程;(2) 利用专利文本、技术分类和协作网络,我们从演化路径、融合机制和组织结构三个维度分析融合过程,为进一步的理论发展提供实证证据;(3) 本研究揭示了AI驱动的医疗健康创新中的技术演化、治理约束和协作特征,为政策制定者、医疗机构、技术公司、研究机构及其他利益相关方提供了实践启示。
本研究共包含六个部分。第2节回顾文献并建立理论框架。第3节描述研究设计、方法和数据分析过程。第4节呈现实证发现并分析AI与医疗健康融合的趋势和特征。第5节讨论研究发现以及本研究的理论和管理启示。第6节提供结论并指出研究的局限性和未来研究方向。

章节摘要

人工智能及其关键技术

人工智能作为一个跨学科领域,缺乏清晰统一的定义。近年来,国际组织基于技术功能、系统特征和社会影响对其进行定义。例如,世界经济论坛(2023)将人工智能描述为"通过感知、解释数据、学习、推理并推荐最佳行动方案来发挥作用的系统",从而强调了AI获取信息和自主判断的能力。经济合作与发展组织

数据获取与处理

我们利用AI与医疗健康交叉领域的专利数据来研究两者之间的技术融合过程。专利文献提供了丰富的技术知识,并与技术的市场应用密切相关。这使得专利数据成为识别不同技术领域之间技术趋势和联系的重要信息来源(Ernst, 2003; Kim & Lee, 2017)。由于这些特征,专利数据已被广泛用于技术研究

专利描述性分析

本节从专利数量、专利持有人和技术领域三个角度概述AI-医疗健康领域的发展趋势。图3展示了2004年至2023年专利数量的变化。总体而言,2016年之前专利数量的增长相对缓慢,但此后显著加速,表现出明显的阶段性特征。在同一时期,AI技术进入了快速发展阶段。AlphaGo的

讨论

AI与医疗健康的融合正在加深。然而,AI的扩散特性与高度监管的医疗健康行业相结合,意味着这种融合表现出不同于传统技术融合的独特特征。本文使用专利数据分析AI-医疗健康融合的演化路径、融合机制和组织结构,旨在揭示当AI嵌入

结论

本研究考察了当AI这一通用技术进入高度专业化、数据敏感且严格监管的医疗健康领域时,技术融合的演化路径、融合机制和组织结构。利用2004年至2023年AI与医疗健康交叉领域的专利数据,本研究采用系统方法,结合专利文本挖掘、DMC共现分析和专利持有人协作网络来分析这一融合过程。本研究

CRediT作者贡献声明

赵瑞雪: 数据整理。 刘云: 资金获取、概念化。 俞宇: 写作-审阅与编辑、写作-初稿、可视化、验证、监督、软件、资源、方法论、调查、形式分析、数据整理、概念化

未引用参考文献

Clarivate, 2023.

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者申请获取。

资助

本研究得到国家自然科学基金面上项目"未来产业培育的协同创新机制与政策体系研究"(批准号:72474206)以及国家自然科学基金国际(地区)合作交流项目"新兴全球创新网络的形成机制、演化特征及其对创新绩效影响的研究"资助

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

感谢所有作者对本文写作、修改和数据处理的贡献,以及编辑和匿名审稿人在修改过程中提出的建设性建议和意见。
俞宇|刘云|赵瑞雪
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