В сфере медицины скорая помощь ИИ рассматривается как жизненно необходимая. Слишком большим оказался разрыв между новейшими технологическими достижениями и реальной врачебной практикой, которая далека от идеала не где–то в отдельно взятой стране, а по всему миру. В интервью The New York Times  Бхавик Патель, доктор медицинских наук, MBA, клиника Мэйо, Аризона, высказал мнение:

В современном здравоохранении есть много пробелов, и я думаю, мы можем разумно использовать искусственный интеллект, чтобы устранить их или, по крайней мере, свести к минимуму. 

Давайте разберёмся, как ИИ может помочь в медицине и какие шаги предпринимаются в разных странах.

Московская диагностическая практика 

Лечение каждого пациента сопровождает огромный объём данных. Для ИИ это не проблема, благодаря чему технология активно внедряется по всему миру. Например, с лета 2023 года в столичных клиниках тестируют ИИ–сервис, помогающий врачам в определении ишемического инсульта. Диагностический инструмент, разработанный в лаборатории «СберМедИИ», позволяет своевременно определить заболевание и провести терапевтические мероприятия, спасающие жизни.

Ишемический инсульт выбран для внедрения технологии не случайно — здесь врач вступает буквально в гонку со временем. Растворение небольшого тромба должно занять максимум 4,5 часа, удаление крупного кровяного сгустка не более 6 часов. Программа уже продемонстрировала точность диагностики на уровне 93%, открыв широкие возможности для использования сервиса в медицинской практике.

Благодаря системам на базе ИИ врачи могут справляться не только с ишемическим инсультом, но и другими опасными состояниями, например, онкологией, сердечно–сосудистыми болезнями, диабетом.

Роботы против рака

В области диагностики и лечения онкологии искусственный интеллект используют на всех этапах ведения пациента. Как и в случае с сердечно–сосудистыми заболеваниями, здесь речь идёт о жизни и смерти больного.

Сегодня различают свыше 100 видов рака. У каждого пятого человека на планете развивается какой–либо фенотип. Смертность по–прежнему высока: 1 из 9 заболевших мужчин и 1 из 12 женщин умирают от онкологии. Статистика  показывает устойчивый рост выявленных случаев. И хотя увеличение связывают с улучшением диагностики, опираться только на старые методы распознавания болезни нельзя — они малоэффективны.

 В онкологии цена ошибки особенно высока. Если диагноз поставлен правильно на ранней стадии, вероятность выздоровления больного приближается к 90–98% (зависит от вида заболевания). Упущенное время быстро снижает шансы до нуля. Основная сложность — увидеть не сам рак, а распознать его фенотип.

Умные системы  снижают количество ложноположительных заключений, дают чёткую локализацию опухоли, повышают точность постановки диагноза на 30–40% — это в среднем, есть и более впечатляющие результаты. Например, по данным диагностики рака молочной железы точность ИИ оказалась на 61,8% выше в сравнении с рентгенологами. Кроме того, с помощью нейросетей сокращается время исследования от часов до нескольких минут.

Помощь ИИ делает исследование рака персонализированным, а значит и более успешным. Врач получает не только информацию о диагнозе, но и о прогнозе лечения, об ответе на назначенную терапию. В ближайшем будущем учёные и практикующие специалисты планируют перевести диагностику онкологии в полностью автоматический режим.

Роботы–челноки по доставке лекарств

Терапия — ещё одна сфера, где от ИИ ожидают кардинальной помощи. Дело в том, что онкологические препараты создают огромную нагрузку на организм, поскольку доставляются не адресно, а веерно, то есть и к больным, и к здоровым органам. Роботы–челноки способны транспортировать лекарство дозировано и точно к опухоли. «Шатл» с полостью под препарат управляется магнитом. При подходе к поражённому участку кислотность среды меняется, в доставщике открывается «дверь» и полезное вещество попадает прямо в очаг патологии.

Эксперимент на мышах показал, что только одна доза лекарства, доставленная нанороботом, уменьшает опухоль на 90%. Чтобы добиться сопоставимого результата традиционным курсом, потребуется от 6 до 14 процедур, так что потенциал у роботизированных челноков огромный.

Робот–хирург Da Vinci 

Лечение онкологии включает хирургическое вмешательство, и это также тяжело для организма, уже борющегося с раком. Новые технологии способны значительно уменьшить вред от инвазивной процедуры с помощью манипулятора Da Vinci. Устройство имеет два блока. Одним управляет хирург, вторым робот с четырьмя «руками». Человек передаёт команды своему «подчинённому», который совершает быстрые и точные манипуляции. В результате совместной работы удаётся проводить многочасовые операции без усталости, ошибочных действий и потери концентрации.

Робот–щупальце для исследования лёгких

Ещё один диагностический инструмент создан для осмотра участков и органов тела, недостижимых для человека. В сравнении со стандартным оборудованием тонкое эластичное щупальце может не только проникнуть дальше и глубже на 37%, но и дать более чёткую и точную картинку. Революционный инструмент уже используют для забора проб для биопсии и проведения точечного неинвазивного лечения опухолей, при котором не затрагиваются здоровые органы и ткани.

Что такое персонализированное лечение

Успехи внедрения искусственного интеллекта в медицинскую сферу изменили отношение к технологии. Сегодня она воспринимается уже не как помощник, а как полноправный участник процесса диагностики и лечения пациентов. 

Как используют умные программы:

• В хирургии. Роботизированные механизмы задействуют при проведении сложных операций, и это не единственная сфера применения интеллектуальных инструментов. Помощь ИИ заключается в сборе информации и анализе поступающих данных в реальном времени. В результате прямо во время инвазивного вмешательства у хирурга появляется возможность верно оценить обстановку и принять взвешенное решение.

• Генной терапии. На основе собранных данных разрабатывают персонализированные планы лечения, подбирая лекарства и терапевтические схемы в зависимости от конкретного пациента.

• Назначении препаратов. Здесь учитывается индивидуальная непереносимость средств, даётся оценка положительного влияния терапии на состояние больного.

• В обучении молодых врачей. Технологии AR и VR в интеграции с ИИ используют в качестве виртуальных тренажёров для отработки навыков и приобретения практического опыта молодыми специалистами.

Очевидно, что охват и глубина внедрения ИИ в разные сферы медицины будут только расти. Помимо хирургии и терапии умные системы ускорят разработку новых лекарственных средств, сократят время и финансовые затраты на исследования, расширят доступ к медицинскому обслуживанию в регионах с затруднённым доступом. 

Врачи и управленцы ожидают, что в ближайшем будущем менее эффективная реактивная система помощи, которая существует сегодня, уступит место быстрой и точной превентивной модели здравоохранения, когда можно будет предотвращать болезни до того, как они успеют нанести вред. Есть большая зависимость эффективности ИИ от точности входных данных. Их некорректность может привести к опасным выводам.

Чат–бот в борьбе с бюрократией

В настоящее время структура работы в медицинской сфере во многом строится на управленческих моделях прошлого века. Врачи и младший медицинский персонал по–прежнему погружены в бумажную рутину. Это отнимает время, необходимое для обследования пациентов, а между тем выход из положения уже найден.

С помощью ChatGPT удаётся генерировать вполне читаемые тексты на основе базовых данных по диагнозам и ранее назначенной терапии. Таким образом, робот помогает сократить время на составление обязательной переписки — на написание одного письма уходит около минуты. Ещё одну систему DocsGPT используют для составления документов, направлений, апелляций, послеоперационных назначений и т.п. 

Роботам открыли доступ к обширным библиотекам шаблонов и другой информации, накопленной во врачебной практике в течение десятилетий. И если человек не в состоянии извлечь оттуда полезные сведения в силу ограниченности быстродействия, то для чат–бота такой проблемы нет. В результате рутина постепенно уходит из медицинской практики. Выигрывают и врачи, и пациенты.

О пользе визуализаций

Трёхмерная компьютерная графика позволяет воссоздавать любую часть тела с предельной реалистичностью. Это помогает в диагностике, составлении терапевтических и хирургических планов, в обучении молодых специалистов.

Реконструкции готовят на основе ультразвукового сканирования, КТ, МРТ, дополняя визуализированное изображение тактильными технологиями. Сценарии практически не отличаются от состояний реальных пациентов.  Это повышает точность предстоящих манипуляций на живых людях, одновременно снижая травматичность вмешательств.

Кому помогают VR–очки

Сегодня с помощью виртуальной реальности можно смоделировать любую медицинскую ситуацию от планирования сложных операций до лечения пациентов с фобиями и сильными болями. Всего один инструмент — умные очки — используют для обучения молодых специалистов, в телемедицине для постановки диагноза, для коррекции зрения при диабете и возрастных изменениях, для восстановления пациентов с психическими расстройствами. 

В геронтологическом центре России VR–очки применяют для реабилитации возрастных больных, в том числе с инсультами и переломами. Пациенту в очках не нужно преодолевать апатию и выполнять механические движения. Всё намного проще и интереснее. Например, двигательную активность верхних конечностей восстанавливают с помощью «поглаживаний» и «кормления» дельфинов. Ноги развивают заданиями с подъёмами стоп, когда под ними «проплывает» виртуальный скат. Движения практикуют без риска травмирования, без рутины и мысленных усилий. Увлекательный процесс повышает уверенность и развивает навыки, помогая пожилым больным быстрее вернуться к нормальной жизни.

Стоит ли доверять виртуальному доктору

ИИ–помощник — это безусловный плюс нашего времени, но как далеко может зайти помощь хоть и умной, но всё–таки неживой системы. 

В ноябре 2023 года компания Forward Health представила медицинский кабинет, полностью управляемый искусственным разумом. Станция CarePod предназначена для установки в торговых центрах и офисных зданиях специально для тех, кто не любит посещать больницы.

Клиент, оформивший подписку на обслуживание, может зайти внутрь и пройти запланированные обследования, например, проверить давление, психическое состояние, работу сердца или провести сканирование тела. Весь процесс происходит один на один с умным боксом — никакого персонала внутри не предусмотрено. Однако в случае сомнений можно связаться с лечащим врачом по мобильному приложению.

Проведение тестов — только одна из возможностей использования ИИ. Основное направление для внедрения технологии остаётся за анализом входящих данных. 

Сегодня гигантский объём собранной о пациентах информации так и лежит невостребованным — его просто некому анализировать. За 3 месяца хранения врачи успевают просматривать менее 15% данных. С помощью ИИ можно упорядочить рутину и сделать полезными архивные материалы, правильно задав алгоритмы поиска. 

Однако в этом вопросе нужно проявлять высочайшую осторожность, не полагаясь только на искусственный интеллект. Быстродействие сервисов не стоит воспринимать как абсолютную гарантию точности определения состояний. ИИ не диагностирует, а сопоставляет исследуемые параметры с образцами, и в этом его ключевое отличие от врача–человека. 

По оценкам компании McKinsey, средний потенциал автоматизации здравоохранения составляет около 36%. В работе младшего медицинского персонала этот показатель падает до 30%, а у стоматологов до 13%. И даже эту долю не получится полностью передать в управление искусственного разума, поскольку пока не удалось справиться с недостатками виртуальных помощников, а они есть.

Неоднозначно и отношение широкой общественности к идее внедрения ИИ в медицину. По данным ВЦИОМ, если врач будет полагаться на искусственный интеллект для диагностики заболеваний и рекомендации лечения, то это будет неприятно для 49% россиян и 60% американцев, а спокойно к этому отнеслись бы 40% и 39% опрошенных соответственно.

Риски внедрения ИИ

• Конфиденциальность хранимой информации. Поскольку интеллектуальные системы получают доступ к закрытым медицинским данным, необходимо разработать механизмы защиты пациентов.

• Ошибки в диагностике. ИИ всё ещё не совершенен, поэтому окончательное решение в постановке диагноза, назначении терапии и оперативном вмешательстве должно оставаться за человеком.

• Зависимость оценки от условий введённой задачи. Если ИИ получает неправильные вводные, он выдаёт ошибочное заключение. Важно совершенствовать процессы сбора данных, которые требуются для постановки задания. Результат должен контролировать человек.

• Безопасность. Внедрение ИИ может создать каналы для атак на медицинские компании. По статистике Forrester Consulting, такую вероятность не исключают 88% лиц, ответственных за принятие решений в сфере безопасности. Новой угрозе могут противостоять защитные системы на базе ИИ.

Кроме того, пока не решён вопрос интеграции интеллектуальных технологий с существующими медицинскими процессами. Сейчас ответственность за принятие решений и ход лечения полностью лежит на врачах. Как изменится ситуация — покажет будущее.

Выводы

Пока нам ещё очень далеко до того времени, когда ИИ сможет самостоятельно заниматься диагностикой и лечением людей. Однако технологии уже оказывают неоценимую помощь пациентам с сердечно–сосудистыми заболеваниями, онкологией, диабетом и другими опасными болезнями. Для того чтобы системы стали неотъемлемой частью медицинской практики, разработчики должны свести риски применения интеллектуальных инструментов к минимуму, а законодатели определить зоны ответственности в случае возникновения ошибки.