Способен ли искусственный интеллект поставить диагноз больному или назначить лечение

Сегодня, в эпоху цифровизации, главной технологией становится искусственный интеллект (ИИ). ИИ способен писать музыку, создавать картины, управлять автомобилем, распознавать лица, переводить тексты. Также искусственный интеллект нашел применение и в медицине. Многие клиники начали внедрять новейшие IT-разработки в свою деятельность.

Например, в АО «Медицина» (клиника академика Ройтберга) используют системы поддержки принятия врачебных решений, которые помогают избежать врачебных ошибок при назначении лекарственных препаратов; используют искусственный интеллект, описывающий изображения рентгенологических исследований, компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии; робот Софья записывает пациентов позвонивших по телефону на инструментальные исследования.

Давайте разберемся, может ли искусственный интеллект заменить врача, поставить диагноз и назначить эффективное лечение?

Что такое искусственный интеллект

Искусственный интеллект — это свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции вместо человека. То есть это система, которая может на основе доступной информации решать определенные задачи, оперировать данными, планировать. ИИ предполагает не простое копирование, а способность принимать рациональные решения и оценивать события с помощью алгоритмов. Он сочетает в себе лингвистику, психологию, математику и когнитивную информатику.

В основе искусственного интеллекта лежат нейронные сети, которые могут обучаться. Нейросеть — это математическая модель, сконструированная подобно биологической нейронной сети. Работа нашего мозга определяется взаимодействием нейронов, которые обмениваются друг с другом информацией. Нейроны преобразуют входящие сигналы, поступающие из разных источников, например от органов чувств, и выдают нам готовую «инструкцию» к действию. Нейронные сети принимают решение на основе полученного ранее опыта. Вот эта модель и была взята за основу искусственных нейронных сетей.

Искусственные нейросети после обработки информации, например текста или музыки, способны выдавать нужный человеку результат. Специальные алгоритмы обучения могут натренировать сети выполнять те или иные задачи.

Искусственный интеллект может быстро и точно решать задачи в различных областях, среди которых медицина, промышленность, государственная служба, финансы, сельское хозяйство, образование, сфера услуг.

Искусственный интеллект помогает специалисту выявить распространенные заболевания, которые сопровождаются нетипичными симптомами; болезни-хамелеоны, маскирующиеся под другую патологию; симптомы-миражи, которые связывают с болезнью, не имеющей с ними ничего общего; а также редкие заболевания.

Большие надежды

Каждый пятый пациент в России может столкнуться с неправильным или неточным диагнозом, по сведениям медико-сервисной компании «Этнамед». А согласно аналитическим данным Google, по причине неправильно поставленного диагноза страдает каждый десятый пациент. Поэтому именно медицина стала той отраслью, в которой большие надежды возлагаются на искусственный интеллект.

Сегодня разработкой медицинских продуктов на основе ИИ занимаются Google, IBM, General Electric, Apple, Microsoft, DeepMind. А начиналось все в конце прошлого столетия, когда были созданы системы для диагностирования глаукомы casnet, диагностирования бактериальной инфекции MYCIN, система-консультант в области общей терапии Internist-1.

В настоящее время системы на основе искусственного интеллекта могут обрабатывать данные о пациентах, диагностировать заболевания, проводить генетический анализ, предлагать алгоритм лечения, оптимизировать документооборот.

Диагностика рака

В 2011 году компания IBM создала суперкомпьютер IBM Watson. Возможно, вы слышали о его победе в телевикторине Jeopardy в том же году. Однако о том, что суперкомпьютер может выступать в роли диагноста, знают не все.

Сегодня подразделение Watson Health разработало несколько модулей для медицины, которые предназначены для диагностики онкологических заболеваний, управления здоровьем населения и здравоохранением.

Модуль Watson for Oncology применяется для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Watson находит в базе данных, которая состоит из 600 000 медицинских заключений и 2 миллионов страниц научных публикаций, нужную информацию. Врач может в любой момент подгрузить для обработки нейросети уточненные данные конкретного больного. Компьютер выдаст диагноз, а также несколько вариантов лечения.

Широко известен случай, когда IBM Watson, изучив статьи о раке, диагностировал у пациентки редкую форму лейкемии. До этого 60-летней женщине диагноз был поставлен неправильно.

Модуль Watson for Genomics разработан в помощь лабораториям молекулярной патологии и позволяет подбирать и назначать индивидуальное эффективное лечение для каждого пациента.

Робот для детей с аутизмом

Компания LuxAI создала робота для лечения детей с аутизмом — QTrobot. Известно, что дети, которые страдают заболеваниями аутичного спектра, испытывают затруднения при общении с окружающими, им сложно выражать свои эмоции или считывать эмоции других людей. Однако очень важно уделять внимание терапии болезни, начиная с детского возраста: чем старше ребенок становится, тем ему сложнее взаимодействовать и миром. QTrobot общается с маленьким пациентом при помощи разных выражений лица, жестов, слов, помогая ему адаптироваться.

Знает все о пациенте

DeepMind Health, подразделение британской компании, которая занимается искусственным интеллектом, создает инструменты, упрощающие работу врача. Разработки DeepMind уже используются в некоторых клиниках Великобритании. Например, разработка от DeepMind Health анализирует всю информацию о конкретном пациенте, включая историю болезни, симптомы, после чего предоставляет специалисту рекомендации относительно тактики лечения.

Также компания создала приложение для смартфона, предназначенное для точной диагностики почечной недостаточности.

Искусственный интеллект против COVID-19

Исследователи из медицинского комплекса Маунт-Синай, Нью-Йорк, использовали алгоритмы искусственного интеллекта в сочетании с КТ грудной клетки и историей болезни, чтобы быстро и точно проводить диагностику пациентов на COVID-19, в том числе и среди людей, у которых по результатам КТ не были выявлены изменения в легких. В ходе эксперимента алгоритм ИИ диагностировал COVID-19 у 17 из 25 пациентов, у которых было нормальное КТ, но вирус был выявлен по результатам ПЦР-теста. Рентгенологи классифицировали всех пациентов как здоровых, без коронавируса.

По словам ученых, этот пример демонстрирует, что искусственный интеллект способен с большой точностью выявить заболевание даже в том случае, когда другие методы не дают однозначных результатов: так, на КТ не было явных признаков заболевания легких.

Поскольку симптомы COVID-19 неспецифичны, то есть присущи ряду разных болезней, диагностика может быть затруднена. Это, по мнению исследователей, подтверждает необходимость искать альтернативные способы диагностики пациентов с COVID-19. Специалисты все чаще полагаются на ИИ для диагностики и лечения пациентов с новым коронавирусом. Кроме того, использование диагностических возможностей искусственного интеллекта снизит нагрузку на врачей.

О том, может ли ИИ заменить врача, рассказала Жанна Дорош, директор медицинской службы АО «Медицина» (клиника академика Ройтберга), к.м.н., доцент:

«Применение искусственного интеллекта в медицине открывает пред нами широкие возможности. Внедрение систем искусственного интеллекта, безусловно, приведет к уменьшению количества медицинских ошибок. Он помогает сделать более точной и быстрой диагностику, а также способен прогнозировать и предупреждать болезни путем раннего обнаружения их симптомов. Чем раньше будет поставлен диагноз, тем быстрее будет назначено лечение и тем успешнее может быть его исход.

Искусственный интеллект дает наиболее полную информацию относительно конкретного пациента на основе анализа огромного объема источников. А сделать окончательный правильный выбор — это задача врача».