Учёные из компании Google и её дочернего предприятия Verily, которое специализируется на разработке медицинских технологий, разработали новый способ определения факторов риска для развития сердечно-сосудистых заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца и инсульт. Обученная нейросеть довольно точно вычисляет эти факторы по изображению глазного дна.На фотографии в левом верхнем углу показан цветной образец скана глазного дна из базы UK Biobank. На остальных изображениях представлено то же изображение, но в чёрно-белом варианте. На каждое из них зелёным цветом нанесена теплокарта, соответствующая каждому из усвоенных признаков: возраст, пол, курение (да/нет), среднее содержание сахара в крови HbA1c, индекс массы тела BMI, артериальное систолическое давление SBP, артериальное диастолическое давление DBP. Указаны реальные данные из базы по каждому параметру и предсказанные нейросетью.
Зная перечисленные факторы, можно довольно точно рассчитать вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний, которые являются основной причиной смерти во всём мире (около 31% смертей вызваны именно этой причиной).
С помощью новой системы врачи могут сэкономить много времени, поскольку вместо нескольких анализов теперь предварительная диагностика выполняется за несколько минут. Более того, теоретически алгоритм позволяет проводить такую диагностику в дистанционном режиме. Нужен только офтальмоскоп и специалист, который сможет сделать снимок.
Зеркальный и электронный офтальмоскопы
Разумеется, пока точность работы нейросети не настолько высока, чтобы заменить полноценную диагностику, но она показывает многообещающие результаты. Здесь ИИ не заменяет доктора, но расширяет его возможности.
Для обучения нейросети учёные Google и Verily использовали медицинские записи с фотографиями глазного дна примерно 300 000 пациентов. Львиная часть набора данных получена из базы EyePACS (236 234 пациента, 1 682 938 изображений). Остальную информацию взяли из базы UK Biobank. Хотя здесь объём данных меньше, зато по каждому пациенту была информация по индексу массы тела, артериальному давлению и факту курения, чего нет в базе EyePACS.
Идея выявлять болезни человека по сетчатке глаза не нова. Ещё в Советском Союзе проводились такие исследования и создавалось программное обеспечение для анализа изображений сетчатки. Но тогда не было систем машинного обучения, поэтому возможности программистов были ограничены.
Если нейросеть Google получает для обработки фотографии глазного дна двух пациентов, один из которых пострадал от сердечно-сосудистого заболевания в течение последних пяти лет, а другой — нет, то она верно определяет принадлежность фотографии пациенту в 70% случаев. Это немного хуже, чем точность используемого сейчас в медицине алгоритма SCORE. У него точность 72%.
Точность определения пола, возраста и каждого из факторов риска показана в следующей таблице.
Специалисты говорят, что подход Google к применению нейросети в этой конкретной диагностической задаче внушает доверие, потому что давно известно, что сетчатка глаза хорошо предсказывает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Так что Искусственный Интеллект может значительно ускорить, а потенциально и повысить точность такой диагностики. Конечно же, перед реальным применением в клиниках программа должна пройти тщательное тестирование, чтобы врачи начали ей доверять.
Это открытие стало очередным доказательством, что нейросети могут найти широкое применение в современной медицине, особенно в диагностике. Мы только нащупываем самые очевидные варианты применения ИИ в этой области: диагностика аритмии по кардиограмме, диагностика пневмонии по рентгеновским снимкам, диагностика рака кожи и т. д.
Потрясающие возможности применения ИИ для диагностики болезней — одна из причин, почему компания Google запустила проект Baseline по сбору подробных медицинских записей 10 000 человек в течение четырёх лет.
Научная статья опубликована 19 февраля 2018 года в журнале Nature Biomedical Engineering (doi: 10.1038/s41551-018-0195-0, pdf).
Комментарии (12)
LastNormal
20.02.2018 22:55На самом деле диагностика, как и назначение лечения, это четко алгоритмизируемый процесс. И один из самых лёгких для замены не то что на ИИ а на просто алгоритмы-программы (необучаемые). С первого курса медиков просто программируют заучивать:
— если давление такое то, симптом А и симптом В но не симптом С и содержание вещеества Q в крови столько то, а Z в моче столько то — это то то.
и т.п. (это не домыслы, где то валяется корка медунивера, получаенная до корки АСУТП :) )
Во всем мире для облегчения жизни и исключения тупых ошибок, введены так называемые клинические протоколы. По сути это написанная программа, которую выполняет ТА ДА М!!! человек. (до сих пор не введены только на постсоветском пространстве, из-за чего тавят такие диагнозы, что глаза на лоб лезут).
Более того, в свое вермя делал знакомым, оставшимся в меде програмульки-подсказки — вводишь параметры анализов, ставишь галки на симптомы, и вуаля — прдположительный диагноз. И они эти программки из под полы на планшетах умным видом юзали.
Т.е. по нормальному должно быть уже сейчас 95-98% диагностики и лечения назначаться компом. И остаться единицы высокоспециалищированных диагностов, для паталогически протекающих болезней. (Хирургов я не трогаю).
Другое дело что медицина во всем мире это оч оплачиваемая специальность. Сопоставимая с юристами. И никто просто так с такими бабками огромными не расстанется. Будут ставится палки в колеса изо вех сил.
Tamul
20.02.2018 22:56+1А вот мне тут интересно стало, как бы сообщество GT отнеслось бы к системе, которая бы собирала в большую кучу данные о передвижении каждого человека со смартфона, видео с его участием с камер наблюдения, результаты медицинских анализов и обследований за всю жизнь, данные о стиле ведения переписки, кадры с селфи-камер персональных устройств, книжные предпочтения и ещё много-много всего, что технически можно собрать и записать, а потом сверяла с данными других людей, явно имеющих какие-то заболевания, и в случае нахождения чего-то опасного с вероятностью более некоторого (добровольно задаваемого) порога предупреждала бы человека и рекомендовала посетить некоторых врачей и пройти специально подготовленный для него курс обследований?
Скажем, просыпаюсь я утром, а у меня в важных в почте лежит сообщение вида: «Уважаемый Иванов И.И., согласно вашему договору медицинского страхования уведомляем Вас, что Вам рекомендуется пройти бесплатное обследование у кардиолога, диетолога и уфолога в срок до 1.03.2028, в противном случае договор медицинского страхования будет расторгнут в одностороннем порядке. Ваша Доброкорпорация.».LastNormal
20.02.2018 23:02С учетом того, что понятие приватность все равно разрушается на глазах, оч даже положительно. Ибо уникальность каждого человка явно перувеличена :) И думаю со временем тако будет, потому что опять же бабки большие страховая сэкономит. Кста хорошее наинание для стартапа. Только не у нас.
DmitryO
21.02.2018 00:00Ну, собственно, некоторые медицинские компании примерно так и работают, только наоборот. Если проходишь N добровольных проверок в год, дают солидную скидку на следующую медстраховку. Или апгрейд до более лучшего страхового плана. В то же время, в некоторые страховые планы входит расширенная диагностика в зависимости от пола/возраста/бесполезных привычек.
UPD. Это я про штаты, если что.
kolyan222
21.02.2018 10:32Учитывая, что Гугл всё равно уже собирает большую часть этой информации, положительно.
Только без:
в противном случае договор медицинского страхования будет расторгнут в одностороннем порядке.
Такая информация должна носить рекомендательный характер, а не обязательный.
n00b1k
21.02.2018 11:18Скажем, просыпаюсь я утром, а у меня в важных в почте лежит сообщение вида: «Уважаемый Иванов И.И., согласно вашему договору медицинского страхования уведомляем Вас, что Ваши похороны назначены на четверг, не опаздывайте…
crazyc0der
21.02.2018 18:10Думаю за этим будущее. Наверняка
всемногие хотят прожить подольше — это отличная возможность раннего предупреждения многих проблем со здоровьем.
А, учитывая, что и корпорациям это принесет кучу прибыли (рекламщикам, страховым компаниям и т.д) — то вероятность реализации подобного проекта в недалеком будущем близится к 100%.
pavelchavyr
Лечение по фотографии, недорого.
Watcover3396