Что такое искусственный интеллект в медицине?
Искусственный интеллект – это компьютерная наука, использующая алгоритмы, например: эвристику, согласование шаблонов, правила, глубокое изучение и когнитивные вычисления для приближения выводов без непосредственного участия человека. Поэтому, используя искусственный интеллект в медицине, исследователи могут взять на себя решение сложных проблем. Поскольку искусственный интеллект может выявить значимые взаимосвязи в исходных данных, его можно использовать для поддержки диагностики, лечения и прогнозирования результатов во многих медицинских ситуациях. Искусственный интеллект обладает потенциалом для применения практически во всех областях медицины. Например, разработку лекарств, наблюдение за пациентами и персонализированные планы лечения пациентов.
Технологии искусственного интеллекта в медицине
Искусственный интеллект построен по образцу нейронных сетей мозга. Он использует многоуровневые нелинейные обрабатывающие устройства, чтобы “научить” себя понимать данные. Например, программное обеспечение для искусственного осмысления может быстро прочитать изображение сетчатки. Врачи выигрывают благодаря тому, что имеют больше времени и данных для принятия более правильных решений.
Искусственный интеллект может быть использован в медицине различными способами. Вот четыре примера:
Аннотатор для клинических данных.
Около 80 процентов данных в области здравоохранения являются неструктурированными. Искусственный интеллект может читать и понимать эти данные, к тому же читать клинический текст из любого источника. Это помогает идентифицировать, классифицировать и кодировать медицинские и социальные понятия.
Инсайты для данных пациентов .
Искусственный интеллект может идентифицировать проблемы, которые содержатся в исторических медицинских записях пациентов. Для этой цели он суммирует историю лечения вокруг этих проблем и может дать когнитивное резюме записей о пациентах.
Сходство пациентов.
Искусственный интеллект может определить степень клинического сходства между пациентами. Это позволяет исследователям создавать динамические группы пациентов, а не статические группы пациентов. Это также позволяет понять, какой путь лечения работает лучше для данной группы пациентов.
Медицинское понимание .
С помощью технологий искусственного интеллекта исследователи могут найти информацию в неструктурированной медицинской литературе. Стало возможно прочитать полный набор литературы и определить документы, связанные с любой комбинацией медицинских понятий.
Как развивался искусственный интеллект в медицине
Искусственный интеллект в медицине восходит к 1972 году с MYCIN Стэнфордского университета – прототипом программы искусственного интеллекта, используемой для лечения инфекций крови. Ранние исследования искусственного интеллекта продолжались в основном в американских учреждениях, включая MIT-Tufts, Питтсбург, Стэнфорд и Ратджерс. В 1980-х годах Стэнфорд продолжил работу над проектом “Искусственный интеллект в медицине” (SUMEX-AIM) в рамках проекта Стэнфордского университета “Медицинский экспериментальный компьютер – искусственный интеллект в медицине”.
Широкое практическое применение искусственного интеллекта началось только в 2000-х годах. Начиная с 2009 года, он привлек более 17 миллиардов долларов инвестиций. И,скорее всего, доход вырастет до 36,8 миллиардов долларов к 2025 году.
С помощью искусственного интеллекта нейронные сети могут обрабатывать массивы данных. Таким образом учиться организовывать эти данные с использованием наиболее важных переменных для прогнозирования результатов в области здравоохранения.
Использование технологий искусственного интеллекта
Сегодня в онкологическом центре Memorial Sloan Kettering используются технологии, такие как IBM Watson. Искусственный интеллект применяется для поддержки диагностики и создания планов управления для онкологических пациентов. Уотсон реализует эти планы. Эффективно синтезируются миллионы медицинских отчетов, записи пациентов, клинические испытаний и медицинские журналы. IBM также сотрудничает с CVS Health в области лечения хронических заболеваний с использованием этих технологии.
Другие примеры использования искусственного интеллекта в медицине включают уход за пациентами в радиологии. Например, используется поиск, в результате миллиарды точек данных быстро интерпретируются в электронной медицинской карте пациента, а так же используя другие аналогичные случаи с пациентами и самые современные медицинские исследования.
В области геномики искусственный интеллект может извлекать неструктурированные данные для постоянного расширения своей базы знаний.
Почему искусственный интеллект важен в медицине?
Искусственный интеллект в медицине важен, поскольку может оптимизировать траекторию ухода за больными с хроническими заболеваниями. К примеру, предложить прецизионную терапию при сложных заболеваниях и улучшить зачисление испытуемых в клинические испытания.
Среди других причин, по которым искусственный интеллект в медицине важен, можно назвать следующие:
Доступ к большому количеству данных.
Ожидается, что медицинские данные будут удваиваться каждые 73 дня к 2020 году. ИИ может использоваться в огромном количестве клинических данных, чтобы найти наилучший путь для каждого пациента.
Повышение клинической надежности.
ИИ помогает врачам надежно распознавать медицинские решения путем агрегирования и отображения информации. В 2016 году такая технология сопоставила 20 миллионов записей и диагностировала редкое заболевание лейкемии.
Уменьшение ошибок, связанных с человеческой усталостью.
Человеческая ошибка обходится дорого, а человеческая усталость может привести к ошибкам. Но искусственный интеллект не страдает от усталости, отвлекающих факторов или настроения, в следствии чего может обрабатывать огромные объемы данных с невероятной скоростью и превосходить людей по точности.
Снижение уровня смертности.
Искусственный интеллект может помочь снизить смертность, поскольку отдает приоритет пациентам, нуждающимся в более срочной помощи. К тому же может рекомендовать индивидуальное лечение.
Снижение медицинских расходов.
Frost & Sullivan сообщает, что искусственный интеллект способен улучшить результаты на 30-40 процентов и снизить стоимость лечения на 50 процентов. Однако, разработка новых лекарств и вакцин требует много времени и затрат. Но, искусственный интеллект может быть использован для обработки примерно 30 миллионов лабораторных и информационных отчетов.
Более легкое выявление заболеваний.
Искусственный интеллект точнее выявляет признаки болезни на медицинских снимках, например МРТ, КТ, УЗИ. Следовательно ,пациенты могут быть диагностированы быстрее и могут начать лечение раньше.
Искусственный интеллект в медицине. Будущее
Искусственный интеллект может анализировать большие объемы данных, превращая эту информацию в функциональные инструменты. Это сможет помочь как врачам, так и пациентам. С другой стороны, расширение интеграции ИИ может повысить эффективность лечения и снизить затраты различными способами.
Health IT Analytics перечисляет несколько потенциальных направлений для искусственного интеллекта в медицине в ближайшем будущем:
Интеграция разума и машины.
Мозг-компьютерные интерфейсы, поддерживаемые искусственным интеллектом, могут восстановить или увеличить моторные функции у некоторых пациентов.
Создание новых инструментов для радиологии.
Инструменты для рентгенологии с усиленным искусственным интеллектом могут обеспечить достаточную точность для замены образцов тканей.
Обеспечить доступ к не обслуживаемым пациентам.
Искусственный интеллект может взять на себя диагностические функции в тех областях, где слишком мало врачей.
Сделать более эффективными заполнение медицинских карт.
Искусственный интеллект может помочь автоматизировать заполнение электронных медицинских карт, а также сделать функции более интуитивными. Электронные медицинские карты также можно превратить в надежный прогноз рисков, выявляя скрытые связи между наборами данных.
Снижение риска устойчивости к антибиотикам.
Данные ЭЭФ могут быть использованы для выявления характера инфекции и предупреждения пациентов, находящихся в группе риска, еще до того, как у них появятся симптомы.
Предложить более точные аналитические средства для получения изображений патологии.
Поскольку искусственный интеллект может сканировать изображения вплоть до отдельных пикселей, исследователи могут определить нюансы, которые могут ускользнуть от человеческого глаза.
Более эффективно использовать иммунотерапию для лечения рака.
Искусственный интеллект может анализировать сложные наборы данных, в результате чего позволяет целенаправленно проводить терапию для уникального генетического состава человека.
Использовать средства индивидуальной защиты, персональные устройства и смартфоны для данных и диагностики.
Искусственный интеллект может играть важную роль в извлечении большого объема данных, которые содержатся в портативных устройствах. Смартфоны могут генерировать изображения, пригодные для анализа с помощью алгоритмов искусственного интеллекта.
