Искусственный интеллект в медицине: методы применения ИИ с примерами, технологии, будущее медицины, здравоохранения 2024

Применение искусственного интеллекта в медицине и здравоохранении: сферы использования и перспективы ИИ. Как искусственный интеллект помогает врачам в диагностике болезней? Методы ИИ и профилактика здоровья: какие есть сервисы на базе нейросетей? Диагностика заболеваний и расшифровка анализов.

Применение искусственного интеллекта в медицине

Области применения ИИ в медицине

• Диагностика заболеваний
• Как ИИ спас жизнь собаке
• ИИ помогает расшифровать анализы
• Роботизированная хирургия
• Мониторинг падения артериального давления
• Распознавание рака кожи по фото

ИИ в российском здравоохранении

ИИ: будущее и перспективы

Искусственный интеллект, или ИИ, и нейросети повышают качество диагностики и медицинских услуг, помогают в создании новых лекарств и снижают затраты на здравоохранение. Для понимания, как это работает, сначала разберемся, что такое ИИ.

❔ Что такое ИИ?

ИИ – это компьютерные программы, которые могут решать задачи подобно человеческому мозгу. Они прогнозируют ситуации, анализируют данные и ищут скрытые закономерности.

Чем ИИ отличается от обычных программ? Он не просто работает по заранее заданным алгоритмам. ИИ обучаем.

Пример: обычная программа не «видит» болезнь на рентгеновском снимке. ИИ может научиться это делать.

Если ИИ дает неправильные результаты, его переобучают, чтобы исправить ошибки и улучшить качество работы. Чем больше данных у ИИ, тем точнее он работает. Это происходит потому, что так ИИ лучше понимает контекст и предоставляет более обоснованные сведения.

Однако, изначальные данные могут быть неполными или тоже содержать ошибки. Это также сказывается на результатах, которые выдает ИИ.

❔ Разбирается ли ИИ в медицине?

Исследователи обнаружили, что ChatGPT от OpenAI отвечает на медицинские вопросы лучше, чем врачи на форуме Reddit/AskDocs, в 78% случаев.

ChatGPT оказался особенно хорош в общей медицине, но не так силен в специализированных областях, например, в офтальмологии.

Несмотря на это, ChatGPT успешно прошел несколько стандартизированных медицинских тестов, включая экзамен на получение медицинской лицензии в США.

Разработки в разных медицинских областях ведутся по всему миру.

Американский суперкомпьютер Watson помогает в анализе сердечных заболеваний и онкологии. Google разрабатывает ИИ DM Health для помощи офтальмологам, а израильская компания MedyMatch Technology создаёт систему для диагностики инсульта, сравнивая снимки мозга пациента с миллионами других снимков.

Особенно искусственный интеллект преуспел в точности диагностики болезней. ИИ имеет доступ к большому количеству медицинских данных, поэтому может быстро анализировать и предлагать решения.

Вот еще пара ярких случаев, когда ИИ поставил верный диагноз:

🙌 Как ChatGPT спас жизнь собаке

Ветеринары долгое время не могли установить диагноз собаке по кличке Сасси, которая страдала от неизвестного заболевания. Первоначально ей диагностировали клещевую инфекцию, но анализы по всем связанным с клещами инфекциям пришли отрицательные. Состояние Сасси ухудшалось.

Владелец собаки использовал ChatGPT, чтобы узнать, что может быть с его собакой. Он ввел данные анализа крови Сасси в чат-бот, и искусственный интеллект предположил, что у собаки аутоиммунная гемолитическая анемия. «GPT-3.5 не смог правильно определить диагноз. А вот GPT-4 оказался достаточно умен» – говорит хозяин.

Аутоиммунная гемолитическая анемия – это состояние, при котором иммунная система организма ошибочно атакует и разрушает собственные эритроциты – красные кровяные клетки, что приводит к их недостаточности. Это разрушение происходит быстрее, чем костный мозг может производить новые эритроциты, в результате чего развивается анемия.

После получения предположительного диагноза от ChatGPT-4, владелец собаки снова обратился к ветеринару. Ветеринар подтвердил, что у Сасси действительно аутоиммунная гемолитическая анемия, и назначил соответствующее лечение. После лечения Сасси наконец-то стало лучше.

🙌 ChatGPT оказался лучше 17 врачей

Все началось тогда, когда женщина заметила за своим сыном Алексом новую привычку: он начал жевать разные предметы. Она предположила, что у него кариес или начали прорезываться зубы, но стоматолог исключил эти варианты. Помимо этого, Алекс жаловался на болевые ощущения и головокружение во время прыжков на батуте.

Стоматолог отправил семью к ортодонту, специализирующемуся на обструкции дыхательных путей. Но и он не помог ребенку. Другие специалисты – невролог и врач-отоларинголог, тоже не нашли причину болей Алекса.

Спустя три года и безуспешное посещение 17-ти различных врачей диагноз так и не был поставлен.

Женщина решила обратиться к ChatGPT. ИИ предположил, что Алекс может страдать от синдрома фиксированного спинного мозга – это когда спинной мозг растягивается из-за того, что его нижняя часть, каудальный конец, фиксируется и не может двигаться нормально. Это натяжение и вызывает боль.

Диагноз был подтвержден. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, медицинское состояние Алекса считалось «скрытым», то есть его было трудно диагностировать.

После операции по устранению фиксации спинного мозга, состояние Алекса улучшилось. Сейчас с ним все хорошо.

Эндрю Бим, доктор философии и доцент кафедры эпидемиологии в Гарварде: «ChatGPT может стать хорошим партнером в наших диагностических одиссеях. Он прочесывает буквально весь Интернет и у него нет таких же слепых зон, как у врача-человека».

Вот несколько примеров:

• Помогает в медицинской сортировке: быстро определяет, каким пациентам нужна срочная помощь. Например, так делает ИИ от Enlitic: он анализирует данные пациентов, а затем направляет их к подходящему врачу.
• Компания Babylon Health разработала ИИ, который предоставляет информацию о здоровье на основе симптомов пациента.
• Предсказывает, как изменения в геноме могут повлиять на организм. Например, они могут привести к изменению функции белков, что, в свою очередь, может нарушить нормальные процессы в организме.
• Помогает выявлять рак на ранней стадии. Компания Ezra использует ИИ для анализа МРТ-сканов и раннего выявления рака. ИИ уже умеет диагностировать рак легких, анализируя большие фотографии легочных тканей. Также есть разработки ИИ для диагностики рака кожи по фотографиям. Об этом я подробнее расскажу ниже.
• Используется в британских больницах для УЗИ-обследования беременных. Система ScanNav анализирует снимки плода, используя большую базу данных. В этой базе более 350 тысяч изображений плодов с различными патологиями. Система помогает получить информацию о возможных отклонениях в развитии плода.
• ИИ также используется для диагностики ОРВИ и пневмонии, что помогает врачам быстро назначать правильное лечение.

Сегодня есть технологии, благодаря которым люди сами могут следить за здоровьем. Например, есть приложения, которые отслеживают пульс, давление и другие важные показатели. Также существуют сервисы, где можно расшифровать результаты медицинских анализов. Один из них – BionMax.

BionMax – это возможность расшифровать результаты медицинских анализов прямо в телефоне. Сервис работает на основе искусственного интеллекта и сотрудничает со специалистами из лаборатории Lab4U.

BionMax предлагает загрузить результаты медицинских анализов и ответить на вопросы по состоянию здоровья и симптомам. После этого сервис анализирует полученные данные пациента и дает индивидуальные советы по приему витаминов и минералов, а также по сдаче дополнительных анализов.

Также в приложении скоро появятся программы сбалансированного питания и дневник тренировок.

Читайте другую полезную статью об анализах, подготовленную специалистами из BionMax:

Роботы-хирурги – это не самостоятельные хирурги, а скорее помощники. Они особенно полезны в операциях, где нужно повторять одни и те же действия, например, в микрохирургии. При этом они не устают, в отличие от людей.

Микрохирургия – это тип хирургической процедуры, при которой используются специальные микроскопы и точные инструменты для работы с очень маленькими структурами: с кровеносными сосудами или нервами.

За последнее время появились новые устройства для микрохирургии: микроскопические роботы-крабы. Этот тип роботов предназначен для использования в малоинвазивных операциях, то есть в процедурах, которые требуют минимальных разрезов или вмешательства.

Согласно отчету Verified Market Research, к 2030 году объем мирового рынка медицинских роботов достигнет $35,05 млрд.

Искусственный интеллект помогает правильно дозировать лекарства. Это важно для обеспечения эффективности и безопасности лечения: недостаточная дозировка может не принести желаемого лечебного результата, а избыточная – даже вызвать отравление. Правильная дозировка также помогает избежать развития устойчивости к лекарствам, особенно в случае лечения антибиотиками.

Этот метод учитывает индивидуальные клинические данные и использует специальное алгебраическое уравнение для расчета дозы лекарства. Расчет происходит на основе реакции пациента на лекарственные средства.

Метод ППД может быть использован даже в сложных случаях, например, когда пациент проходит гемодиализ – процедуру внепочечного очищения крови, которая используется при острой и хронической почечной недостаточности.

Гемодиализ влияет на распределение лекарства в организме. Однако, такие изменения в ходе лечения метод ППД также учитывает, как и добавление новых лекарств, удаление ненужных препаратов или проведение других клинических процедур. Таким образом, при использовании этого метода ИИ принимает во внимание все эти факторы, чтобы дать как можно более точные рекомендации для пациента.

❗ Падение артериального давления во время операций опасно тем, что при этом снижается приток крови к жизненно важным органам, таким как мозг и сердце. Это может привести к серьезным осложнениям – недостатку кислорода в тканях, то есть гипоксии, или даже к остановке сердца. Поэтому очень важно контролировать и поддерживать артериальное давление на безопасном уровне во время хирургических вмешательств.

ИИ для мониторинга падения артериального давления был обучен на данных более чем 1300 пациентов. Затем алгоритм был проверен на группе из 204 пациентов. ИИ смог точно предсказать внезапное падение давления в 84% случаев за 15 минут до события, в 84% случаев за 10 минут и в 87% случаев за 5 минут.

Искусственный интеллект показывает отличные результаты в распознавании рака кожи на ранней стадии.

В 2018 году ученые из США, Франции и Германии обучили нейросеть отличать безопасные родинки от опасных меланом. Меланома – это серьезный вид рака кожи. Она возникает из клеток, производящих пигмент – меланоцитов.

Меланома известна своей способностью быстро распространяться на другие части тела, если ее не лечить на ранней стадии. Поэтому раннее обнаружение и лечение меланомы критически важны для успешного исхода.

Ученые использовали более 100 тысяч фотографий для обучения ИИ. Когда те же фото были показаны дерматологам, показания ИИ оказались точнее: он правильно определил раковые образования в 95% случаев, в то время как дерматологи – только в 86%.

Искусственный интеллект может использоваться в медицине для многих целей, особенно если есть достаточно данных для обучения и четкая задача.

Вот несколько примеров:

• Компания Wellframe разработала мобильное приложение с ИИ для сиделок и медсестер. Это приложение помогает им в уходе за пациентами. Также приложение облегчает жизнь самим пациентам: в приложении есть напоминания о приеме лекарств и возможность быстро получить консультацию у специалистов.
• ИИ исследует рынок медицинских услуг, помогая клиникам устанавливать конкурентоспособные цены.
• ИИ автоматизирует рутинные операции с документами в больницах. Есть системы, которые помогают организовывать встречи, назначать анализы и отслеживать состояние пациентов. Одна из таких систем, Qventus используется для мониторинга пациентов в стационаре, предсказывая ухудшение их состояния и помогая координировать работу персонала.

Искусственный интеллект в здравоохранении — это новое направление, и его нужно тщательно регулировать законами. ИИ может допускать ошибки, поэтому необходимы четкие правила для его использования в медицинской практике. В России обсуждается создание специального государственного агентства по робототехнике и искусственному интеллекту для контроля над этой областью.

Как и во многих других странах, в России ИИ тоже помогает врачам диагностировать заболевания по медицинским данным и снимкам.

Например, с 2017 года Институт развития интернета работает над созданием ИИ, который сможет ставить диагнозы по медицинским снимкам, включая рентген, УЗИ и МРТ. Также запущен проект TeleMD для помощи онкологам в выявлении рака на ранней стадии.

В сфере здравоохранения у ИИ есть плюсы и минусы:

Плюсы

• ИИ анализирует огромное количество медицинских данных, что повышает точность диагностики. В то время как врачу нужны годы для изучения миллионов медицинских карт, компьютер сделает это гораздо быстрее.
• Выполняет рутинные задачи, которые отнимают у медперсонала время. Например, распределение палат, поиск оборудования, контроль за исправностью медтехники.

Минусы

• Разработка и внедрение ИИ стоят дорого. Помимо создания программы, нужно адаптировать ее под конкретное медицинское учреждение и обеспечить специализированное обслуживание.
• Внедрение ИИ в медицину требует решения юридических и этических вопросов, например, о конфиденциальности и безопасности данных.

Искусственный интеллект играет ключевую роль в развитии рынка цифрового здравоохранения.

Рынок цифрового здравоохранения — это рынок компьютерных технологий для улучшения медицинского ухода. Он включает в себя приложения для мониторинга здоровья, онлайн-консультации с врачами и инструменты для диагностики болезней с помощью ИИ.

К 2024 году ожидается, что объем рынка цифрового здравоохранения достигнет 193,70 млрд долларов, а к 2028 году – 275 млрд долларов. Основной упор делается на цифровой фитнес и благополучие.

Искусственный интеллект в медицине открывает новые горизонты, обеспечивая более точную диагностику, персонализированный подход к лечению и эффективное управление ресурсами. С помощью ИИ медицинские специалисты могут предсказывать развитие заболеваний, оптимизировать хирургические процедуры и улучшать качество жизни пациентов.

Перспективы ИИ в медицине огромны. Но интеграция ИИ в медицину требует продолжения исследований, этических рассмотрений и создания нормативных баз.

#искусственныйинтеллект #ии #иибудущее #иисервисы #иитехнологии #иивмедицине #ииинновации #ииитехнологии #chatgpt #chatgpt4 #chatgpt3 #chatgptнейросеть #chat_gpt #ai #artificialaintlligence #artificialintelligenceai #здоровье #здоровье_и_процветание #healthcare #health #анализы #медицина #медицинские_исследования #профилактиказдоровье #профилактикарака#диагностика #диагноз