Искусственный интеллект в здравоохранении

Наверное, каждый смотрел сериал, в котором гениальный доктор Хаус, благодаря своим талантам, не только ставил правильные диагнозы пациентам, но и излечивал, казалось бы, безнадежно больных. О таком враче в пик популярности сериала мечтали все районные поликлиники. Но Хаус один, а нас много. Радует, что сегодня мы живем в век высоких технологий, и нам доступен врач, который работает 24/7, ставит точные диагнозы, проводит анализы, выявляет причины заболеваний и придумывает новые лекарства. Имя ему — искусственный интеллект.

В здравоохранении ИИ упрощает жизнь пациентов, врачей и администраторов больниц, выполняя задачи, которые обычно выполняются людьми, но за меньшее время. Независимо от того, используется ли он для поиска новых связей между генетическими кодами или для управления хирургическими роботами, искусственный интеллект  заново изобретает и оживляет современное здравоохранение с помощью машин, которые могут предсказывать, понимать, учиться и действовать. Сегодня мы расскажем о том, как ИИ применяется в современной медицине на примере успешных проектов, которые уже работают в сфере здравоохранения.

Использование ИИ для эффективной диагностики

Неправильная диагностика болезни и врачебная ошибка составили 10% всех смертей в США. Неполная история болезни и большое количество случаев заболевания могут привести к смертельным человеческим ошибкам. ИИ может предсказывать и диагностировать болезни быстрее, чем большинство медицинских работников. Например, в одном исследовании модель искусственного интеллекта, использующая алгоритмы и глубокое обучение, диагностировала рак груди чаще, чем 11 врачей. Вот несколько примеров, как ИИ сокращает количество ошибок и спасает жизни.

Buoy Health — это средство проверки симптомов и лечения на основе ИИ, которое использует алгоритмы для диагностики и лечения болезней. Как это работает: чат-бот выслушивает симптомы и проблемы со здоровьем пациента, а затем направляет этого пациента к специалисту на основе его диагноза. Гарвардская медицинская школа — лишь одна из многочисленных больниц и поставщиков медицинских услуг, которые используют искусственный интеллект Buoy для более быстрой диагностики и лечения пациентов.

Enlitic разрабатывает медицинские инструменты глубокого обучения для упрощения радиологической диагностики. Платформа глубокого обучения компании анализирует неструктурированные медицинские данные (радиологические изображения, анализы крови, ЭКГ, геномику, историю болезни пациента), чтобы врачи могли лучше понять потребности пациента в режиме реального времени. Массачусетский технологический институт назвал Enlitic самой умной компанией в области искусственного интеллекта в мире, опередив Facebook и Microsoft.

Freenome использует ИИ при обследованиях, диагностических тестах и

анализах крови для проверки на рак. Используя ИИ на общих обследованиях, Freenome стремится выявлять рак на самых ранних стадиях и впоследствии разрабатывать новые методы лечения. А вот клиническая больница Гарвардского университета, медицинский центр Beth Israel Deaconess, использует искусственный интеллект для диагностики потенциально смертельных заболеваний крови на очень ранней стадии. Врачи используют микроскопы с улучшенным ИИ для сканирования образцов крови на наличие вредных бактерий (например, кишечной палочки и стафилококка) с большей скоростью, чем это возможно при ручном сканировании. Ученые использовали 25 000 изображений образцов крови, чтобы научить ИИ искать бактерии. Затем машины научились определять и предсказывать вредные бактерии в крови с точностью 95%.

Zebra Medical Vision  предоставляет рентгенологам помощника с поддержкой искусственного интеллекта, который получает снимки изображений и автоматически анализирует их на предмет различных изученных клинических данных. Результаты передаются рентгенологам, которые принимают во внимание отчеты ассистента при постановке диагноза.

Разработка новых лекарств или применение ИИ в фармацевтике

Индустрия разработки лекарств увязла из-за стремительного роста затрат на разработку и исследования, на которые уходит тысячи человеческих часов. Проведение клинических испытаний каждого препарата стоит около 2,6 миллиарда долларов, и только 10% этих препаратов успешно выводятся на рынок. Благодаря технологическим прорывам биофармацевтические компании быстро обращают внимание на эффективность, точность и знания, которые может предоставить ИИ.

Один из крупнейших прорывов в области ИИ в разработке лекарств произошел в 2007 году, когда исследователи поручили роботу по имени Адам исследовать функции дрожжей. Адам просмотрел миллиарды точек данных в общедоступных базах, чтобы выдвинуть гипотезу о функциях 19 генов дрожжей, предсказав 9 новых и точных гипотез. В свою очередь робот Ева обнаружила, что триклозан, обычный ингредиент зубной пасты, может бороться с малярийными паразитами. Вот пример нескольких компаний, которые полагаются на ИИ при разработке лекарств следующей волны.

BioXcel Therapeutics использует ИИ для выявления и разработки новых лекарств в области иммуноонкологии и нейробиологии. Кроме того, в программе реинновации лекарств компания использует ИИ для поиска новых применений уже существующих лекарств. Работа BioXcel Therapeutics в области разработки лекарств на основе искусственного интеллекта была названа одной из «самых инновационных разработок в здравоохранении 2019 года».

BERG — это биотехнологическая платформа на основе искусственного интеллекта для клинической стадии, которая воссоздает болезни для ускорения открытия и разработки передовых лекарств. Объединив свой подход «вопросительной биологии» с традиционными исследованиями и разработками, BERG может разработать более надежные продукты-кандидаты, которые борются с редкими заболеваниями. BERG недавно представила свои выводы о лечении болезни Паркинсона — они использовали искусственный интеллект, чтобы найти связи между химическими веществами в человеческом теле, которые ранее были неизвестны.

Объединяя ИИ, облако и квантовую физику, платформа XtalPi ID4 предсказывает химические и фармацевтические свойства малых молекул-кандидатов для разработки лекарств. Кроме того, компания утверждает, что ее технология предсказания кристаллической структуры (также известная, как предсказание полиморфа) прогнозирует сложные молекулярные системы в течение нескольких дней, а не недель или месяцев. Крупные инвесторы XtalPi включают Google, Tencent и Sequoia Capital.

Atomwise использует ИИ для борьбы с некоторыми из самых серьезных современных заболеваний, включая лихорадку Эбола и рассеянный склероз. Нейронная сеть компании AtomNet помогает прогнозировать биоактивность и определять характеристики пациентов для клинических испытаний. Технология искусственного интеллекта Atomwise проверяет от 10 до 20 миллионов генетических соединений каждый день и, как сообщается, может давать результаты в 100 раз быстрее, чем традиционные фармацевтические компании.

Платформа искусственного интеллекта Deep Genomic помогает исследователям находить кандидатов на испытания препаратов для лечения расстройств, связанных с нервно-мышечными и нейродегенеративными заболеваниями. Поиск подходящих кандидатов во время разработки лекарства статистически повысил шансы на успешное прохождение клинических испытаний, а также уменьшил время и стоимость вывода на рынок. Deep Genomics также работает над «Проектом Сатурн», который анализирует более 69 миллиардов различных клеточных соединений и предоставляет исследователям обратную связь.

Оптимизация работы пациентов с ИИ

В сфере здравоохранения время — деньги. Эффективное обеспечение бесперебойного обслуживания пациентов позволяет больницам, клиникам и врачам ежедневно лечить больше пациентов. Исследование показало, что 96% жалоб связано с отсутствием обслуживания клиентов, путаницей с документами и негативным опытом работы стойки регистрации. Инновации в технологиях искусственного интеллекта в области здравоохранения упрощают обслуживание пациентов, помогая персоналу больниц обрабатывать миллионы, если не миллиарды точек данных, быстрее и эффективнее. Мы собрали пять примеров того, как ИИ помогает медицинским учреждениям лучше управлять потоком пациентов.

Так, например, платформа ИИ Olive предназначена для автоматизации наиболее повторяющихся задач в отрасли здравоохранения. Платформа автоматизирует все — от проверки соответствия требованиям до необоснованных претензий, поэтому сотрудники могут сосредоточиться на улучшении обслуживания пациентов. AI-as-a-Service Olive легко интегрируется с существующим программным обеспечением и инструментами больницы, устраняя необходимость в дорогостоящей интеграции.

Qventus — это программная платформа на основе ИИ, которая решает операционные задачи, в том числе связанные с отделениями неотложной помощи и безопасностью пациентов. Автоматизированная платформа компании определяет приоритетность болезней/травм пациентов, отслеживает время ожидания в больнице и даже может составить самые быстрые маршруты для скорой помощи. CB Insights назвала Qventus одним из 100 самых инновационных стартапов в области ИИ, основываясь на работе компании по автоматизации и обеспечению безопасности пациентов.

«Вавилон» использует ИИ для предоставления персонализированного и интерактивного медицинского обслуживания, включая личные встречи с врачами в любое время. Чат-бот компании на базе искусственного интеллекта упрощает анализ симптомов пациента, а затем рекомендует либо виртуальную регистрацию, либо личный визит к врачу.  «Вавилон» и канадская компания Telus Health объединились для разработки специального приложения искусственного интеллекта для Канады, которое сканирует ответы пациентов на опрос, а затем связывает их через видео с нужным поставщиком медицинских услуг или специалистом.

CloudMedX использует машинное обучение, чтобы генерировать аналитические данные для улучшения обслуживания пациентов в рамках всей системы здравоохранения. Технология компании помогает больницам и клиникам управлять данными пациентов, историей болезни и информацией об оплате с помощью прогнозной аналитики для вмешательства в критические моменты лечения пациентов. Поставщики медицинских услуг могут использовать эту информацию для эффективного перемещения пациентов по системе без какой-либо путаницы.

Клиника Кливленда совместно с IBM используют искусственный интеллект для сбора информации о триллионах административных и медицинских данных, чтобы упростить обслуживание пациентов. Этот союз искусственного интеллекта и данных помогает клинике Кливленда персонализировать планы медицинского обслуживания на индивидуальной основе.

Сбор медицинских данных и управление ими с помощью ИИ

Здравоохранение считается одной из областей, в которой находится огромное количество данных (карточки пациентов, истории болезней, рецепты и т.д.). Очень ценная информация иногда может теряться. Невозможность связать важные данные замедляет разработку новых лекарств, профилактической медицины и правильной диагностики. Многие в сфере здравоохранения обращаются к искусственному интеллекту, чтобы остановить утечку данных. Технология разрушает разрозненные хранилища данных и за считанные минуты объединяет информацию, на обработку которой раньше уходили годы. Вот несколько примеров ИИ-компаний, которые помогают отрасли здравоохранения оставаться на плаву в океане данных.

Tempus использует ИИ для анализа самой большой в мире коллекции клинических и молекулярных данных, чтобы персонализировать лечение. Компания разрабатывает инструменты искусственного интеллекта, которые собирают и анализируют данные во всем — от генетического секвенирования до распознавания изображений — что может дать врачам лучшее понимание методов лечения. Tempus в настоящее время использует свои данные на основе искусственного интеллекта для исследования и лечения рака.

KenSci объединяет большие данные и искусственный интеллект для прогнозирования клинических, финансовых и операционных рисков, используя данные из существующих источников, чтобы предсказать все, от того, кто может заболеть, до того, что увеличивает расходы на здравоохранение в больнице. KenSci установил партнерские отношения с некоторыми из крупнейших компаний в области технологий и обработки данных, включая GE, KPMG, Allscripts и Microsoft.

IBM Watson помогает медицинским работникам использовать свои данные для оптимизации эффективности работы больниц, улучшения взаимодействия с пациентами и лечения. В настоящее время Watson применяет свои навыки во всем: от разработки индивидуальных планов здоровья до интерпретации результатов генетического тестирования и выявления ранних признаков заболевания.

Программное обеспечение Google DeepMind Health AI используется в больницах по всему миру, чтобы помочь пациентам более эффективно переходить от тестирования к лечению. Программа DeepMind Health уведомляет врачей об ухудшении здоровья пациента и может даже помочь в диагностике недугов, анализируя свой массивный набор данных на предмет сопоставимых симптомов. Собирая симптомы пациента и вводя их в платформу DeepMind, врачи могут ставить диагноз быстрее и эффективнее.

ICarbonX использует ИИ и большие данные, чтобы внимательно изучить характеристики человеческой жизни, которые они описывают как «цифровую жизнь». Анализируя здоровье и действия людей в «облаке», компания надеется, что ее большие данные станут настолько мощными, что они смогут управлять всеми аспектами здоровья. ICarbonX считает, что его технология может собрать достаточно данных, чтобы лучше классифицировать симптомы, разработать варианты лечения и сделать людей здоровыми.

Хирургия с использованием искусственного интеллекта

Популярность роботизированной хирургии стремительно растет. Больницы используют роботов, чтобы помочь во всем: от минимально инвазивных процедур до операций на открытом сердце. По данным клиники Майо, роботы помогают врачам выполнять сложные процедуры с точностью, гибкостью и контролем, которые выходят за рамки человеческих возможностей. Роботы, оснащенные камерами, механическими манипуляторами и хирургическими инструментами, расширяют опыт, навыки и знания врачей, создавая новый вид хирургии. Хирурги управляют механическими руками, сидя за компьютерной консолью, в то время как робот дает врачу трехмерное увеличенное изображение операционного поля, которое хирурги не могут получить, полагаясь только на свои глаза. Операции с использованием роботов привели к меньшему количеству хирургических осложнений, уменьшению ошибок и к более быстрому восстановлению. Взгляните на несколько примеров того, как роботы формируют будущее хирургии.

Vicarious Surgical сочетает виртуальную реальность с роботами и поддержкой ИИ, поэтому хирурги могут выполнять минимально инвазивные операции. Используя технологию компании, хирурги могут виртуально уменьшать размеры и исследовать внутреннюю часть тела пациента более подробно. Технологии Vicarious Surgical впечатлили бывшего руководителя Microsoft Билла Гейтса, вложившего средства в эту компанию.

Auris Health разрабатывает множество роботов, предназначенных для улучшения эндоскопии, используя новейшие микро-инструменты, эндоскопы, науку о данных и ИИ. Следовательно, врачи получают более четкое представление о болезни пациента как с физической точки зрения, так и с точки зрения данных. Компания разрабатывает роботов с искусственным интеллектом для изучения рака легких с целью его излечения.

Accuray Система CyberKnife использует роботизированные руки и точно лечит раковые опухоли по всему телу. Используя возможности робота по отслеживанию опухолей в реальном времени, врачи и хирурги могут лечить пораженные участки. Робот Accuray CyberKnife использует технологию определения движения 6D для агрессивного отслеживания и атаки раковых опухолей, сохраняя при этом здоровые ткани.

Платформы Intuitive da Vinci стали пионерами в индустрии роботизированной хирургии. Будучи первым ассистентом роботизированной хирургии, одобренным FDA более 18 лет назад, хирургические машины оснащены камерами, роботизированными руками и хирургическими инструментами для помощи в минимально инвазивных процедурах. Платформа da Vinci постоянно собирает информацию и предоставляет аналитические данные хирургам, чтобы улучшить будущие операции. На данный момент da Vinci оказал помощь в более чем пяти миллионах операций.

Роботы MicroSure помогают хирургам преодолевать физические ограничения человека. Система стабилизации движения компании повышает производительность и точность хирургических процедур. В настоящее время восемь микрохирургических операций MicroSure одобрены для операций на лимфатической системе.

Хирурги используют 3D-инструменты Mazor Robotics для визуализации своих хирургических планов, считывают изображения с помощью ИИ, который распознает анатомические особенности и выполняет более стабильную и точную операцию на позвоночнике.Это далеко не все технологические разработки, которые сегодня уже применяются в медицине. Да, искусственный интеллект никогда полностью не заменит квалифицированного врача или хирурга, но он может помочь в установлении диагноза, проведении операции, разработке новых видов лекарств и самое главное — уменьшить количество врачебных ошибок. Основная проблема для искусственного интеллекта в сфере здравоохранения заключается не в том, будут ли технологии достаточно полезны, а в их внедрении в повседневную клиническую практику. Со временем врачи могут перейти к задачам, требующим уникальных человеческих навыков, высочайшего уровня когнитивных функций. Возможно, единственными организациями медицинских услуг, которые потеряют весь потенциал ИИ в здравоохранении, окажутся те, кто не станет работать вместе с ним.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал и читайте новости первыми!