ИИ в сфере здравоохранения: как нейросети диагностируют болезни и разрабатывают лекарства

Технологии искусственного интеллекта все чаще и активнее внедряют в здравоохранение. Нейросети уже научились диагностировать болезни, создавать лекарства и заполнять истории болезни. Какие программы уже применяют в медицине и как они помогают спасать жизни — в нашей статье.

Традиционно результаты МРТ, УЗИ, КТ и рентгеновские снимки описывает врач. Но на эту работу уходит от 15 минут до 4-х часов. ИИ анализирует снимки быстрее и эффективнее — алгоритмы обрабатывают 1 снимок за 10 секунд. Точность ИИ-диагностики составляет 80-95%.

Журнал Journal of the National Cancer Institute опубликовал исследование, в котором рассказывается, что ученые использовали нейросеть для анализа маммограмм 26 000 женщин. Алгоритм обнаружил рак с точностью 94,5% процента. Для сравнения — врач-радиолог обнаруживает рак с точностью 88,4%.

Исследования доказывают, что каждый 5-ый диагноз ставится неверно. А ошибочное заключение может угрожать жизни пациента. Искусственный интеллект повышает точность диагнозов и позволяет избежать врачебных ошибок. Нейросети быстро обрабатывают большие объемы информации — результаты анализов, снимки, историю болезни. Программа ставит диагноз на их основе и отправляет врачу. Он либо подтверждает, либо опровергает заключение ИИ.

Московские больницы уже 3-ий год используют программы, которые предсказывают диагнозы. Нейросети изучают жалобы пациентов и сопоставляют их с 12 млн записей других пациентов. После алгоритм предлагает не менее 3-х диагнозов. Точность программы — 48-68%.

Существуют нейросети, которые диагностируют кожные заболевания по фото. Например, алгоритм «Фотодетекция кожи» от Сбера. Система распознает 7 типов кожных заболеваний: меланомы, невусы, базалиомы, себорейные кератозы, сосудистые заболевания и дерматофибромы. Программа ставит диагнозы на основе фотографий, которые загружает врач или пациент.

Нейросети активно используют в фармакологии. Они ускоряют процесс производства лекарств и повышают его эффективность. Один из первых препаратов, созданных с помощью нейросетей, — DSP-1181. Его разработали в 2019-2020 годах. DSP-1181 предназначен для лечения ОКР (обсессивно-компульсивного расстройства). Обычно разработка подобных лекарств занимает около 5 лет. ИИ справился всего за 1 год.

Китайские ученые создали нейросеть GENTRL, которая за 21 день предложила 6 возможных способов лечения фиброза. Это разрастание соединительной ткани, которое сопровождается появлением рубцов. Один из шести методов, предложенных ИИ, показал многообещающие результаты. Еще GENTRL создала препарат, который препятствует активности белка DDR1. Ученые предполагают, что он способствует развитию фиброза. Нейросеть разработала лекарство всего за 46 дней. На производство потратили 150 000 долларов. Разработка препарата традиционным способом заняла бы 8 лет и стоила бы миллионы долларов.

Сегодня набирает популярность персонализированная или точная медицина. Это подход, который учитывает генетические особенности, образ жизни пациента и факторы окружающей среды. Методы персонализированной медицины показали большой потенциал и эффективность. Например, рак в 10% случаев возникает из-за генных мутаций. Поэтому исследование генетических данных может предотвратить онкологию.

Персонализированная медицина тоже использует ИИ. Так, ученые создают цифровых двойников реальных людей. Это компьютерные модели, которые предсказывают, как пациент будет чувствовать себя в разных условиях.

Врачи тратят очень много времени на административные задачи — составление историй болезни, заполнение документов и отчетов. Эту работу можно доверить ИИ. Так, американские больницы используют суперкомпьютер Watson, который обрабатывает до 200 млн электронных документов за 3 секунды. Он составляет истории болезни пациентов и их членов семьи, выявляет генетическую предрасположенность к патологиям. Еще Watson дает рекомендации по лечению заболеваний, в том числе рака.

Похожие функции выполняет платформа K2 Process Automation. Она автоматически обновляет данные в картах пациентов, регистрирует их запросы и звонки. Еще система отправляет уведомления, когда приходят результаты анализов.

Нейросети значительно облегчают и улучшают работу врачей, но есть и обратная сторона медали. Во-первых, искусственный интеллект может поставить ошибочный диагноз, если в обучающем датасете было мало информации. Во-вторых, ИИ может нарушать конфиденциальность пациентов. Нейросети получают доступ к персональным данным — ФИО, дате рождения, адресу, серии и номеру паспорта и т.д. Эта информация может попасть в руки мошенников, потому что технологии ИИ уязвимы — их можно взломать, как и любые другие программы.

Итак, нейросети уже успешно применяются в диагностике рака, разработке новых лекарств и в персонализированной медицине. Но, несмотря на все преимущества ИИ, он не способен работать автономно, — ответы программ должен перепроверять врач. Еще нейросети подвержены взлому, поэтому использовать их рискованно. Правда, алгоритмы ИИ становятся все мощнее и безопаснее, поэтому все больше медицинских учреждений использует нейросети.