Изкуственият интелект в медицината основните тенденции в света
Минало и бъдеще
В началото на 21-ви век едно от най-забележителните развития беше съвместен проект между Университета на Вашингтон, Intel и Elite Care за проектиране на система с изкуствен интелект, която може да се грижи за пациенти с Алцхаймер и да подобри качеството им на живот. Тази система ще помогне на пациентите да възстановят необходимите умения за решаване на ежедневни проблеми. През 2002 г. беше обявено, че подготовката на всички необходими устройства ще отнеме поне пет години.
Сега разработчиците вече са подготвили три устройства, които в момента се тестват от студенти от университета: това са Activity Compass, ADL Monitor и ADL Prompter, всеки от които изпълнява определени функции за значима помощ на пациентите. Така че Activity Compass ще ви помогне да се ориентирате в пространството и да намерите пътя до вашата дестинация, дори ако пациентът е забравил къде трябва да отиде. За целта Compass трябва да знае абсолютно всичко за това какво прави пациентът и как постига целите си. Сензорът за ежедневна активност ADL Monitor наблюдава пациента и отбелязва необичайно поведение, но за това системата първо трябва да научи "нормалното" поведение на пациента. И накрая, ADL Prompter ще ви помогне да завършите сложни кухненски задачи като готвене.
От 2002 г. обаче технологиите направиха голяма крачка напред и към програмите за въвеждане на изкуствения интелект в медицината се присъединиха както ИТ гиганти, така и цели държави. Днес учените се надяват, че с помощта на изкуствения интелект в близко бъдеще ще бъде възможно да се стигне до свръхпрецизна (или прецизна) медицина, в рамките на която ще бъде възможно да се предписва индивидуално лечение на всеки индивидчовек, предвид неговите уникални генетични и други характеристики.
Доктор Уотсън
Технологични гиганти като Google, Amazon, Microsoft и Apple инвестират огромни суми в развитието на изкуствен интелект за създаване на персонализирани търсачки или виртуален личен асистент. Но ако говорим за медицина, тогава основният играч и доставчик на новини на този пазар е IBM и нейният прочут суперкомпютър Watson. Само за неговото обучение IBM придоби 30 милиарда медицински изображения миналата година, като погълна Merge Healthcare за $1 млрд. 50-те милиона анонимни електронни медицински досиета, които IBM получи на свое разположение, също купувайки стартъп Explorys, могат да бъдат добавени към процеса на обучение.
Американската сърдечна асоциация вече обяви проект с участието на IBM Watson за модернизиране на лечението на сърдечно-съдови заболявания. Суперкомпютърът ще анализира оптималните методи за лечение с помощта на програмата Workplace Health. А лекарите в Бостънската детска болница, които се специализират в редки детски болести, използват IBM Watson, за да поставят по-точни диагнози: изкуственият интелект ще търси необходимата информация в клинични бази данни и научни списания, съхранявани в медицинския Watson Health Cloud.
По-специално, суперкомпютърът ще се използва за диагностика и лечение на бъбречни заболявания. За да направи това, IBM Watson ще трябва да вземе интензивен курс по нефрология. А през 2014 г. IBM обяви партньорство с Johnson & Джонсън и фармацевтичната компания Sanofi ще работят върху обучението на Watson да разбира резултатите от изследванията и клиничните изпитвания. Според представители на компанията, това значително ще намали времето за клиничниизпитания на нови лекарства и лекарите ще могат да дават лекарства, които са най-подходящи за конкретен пациент. По този начин, на базата на постоянно развиващ се AI, IBM предлага няколко революционни медицински проекта.
Иновациите засегнаха и областта на радиолъчевата компютърна диагностика, която играе важна роля в медицината. И така, през същата 2014 г. IBM обяви разработването на софтуер Avicenna, способен да интерпретира както текст, така и изображения. За всеки тип данни се използват отделни алгоритми. Така че в крайна сметка Авицена ще може да разбира медицински изображения и записи и ще действа като радиологичен асистент. През 2016 г. се планира софтуерът най-накрая да бъде тестван в реални условия.
Друг проект на IBM, Medical Sieve, също работи по подобна задача. В случая говорим за разработката на изкуствен интелект "медицински асистент", който може бързо да анализира стотици изображения за отклонения от нормата. Това ще помогне на радиолозите и кардиолозите да се справят с онези проблеми, при които изкуственият интелект все още е безсилен.
Супер ефективни лекарства
AI ще се притече на помощ на биофармацевтиката, като сериозно оптимизира процесите на създаване и въвеждане на нови лекарства. Според биофармацевтичната компания Berg средното изследване на едно лекарство отнема 14 години и струва $2,6 млрд. Такива времеви и финансови разходи са принудили фармацевтичните компании да бъдат избирателни в разработването на лекарства. Въпреки това, с помощта на AI както времето, така и разходите за тестване могат да бъдат значително намалени, което означава, че в бъдеще ще бъде възможно да се разработят лекарства за заболявания, които не са били адекватно обхванати от изследвания.
Например, Berg вече използва AI в своите изследвания, като взема предвид всички видове данни запациенти, включително тези, които не са пряко свързани с медицината. Компанията уверява, че този подход вече е позволил да се идентифицират 25 нови цели за лечение, а разходите за самите клинични изпитвания ще бъдат намалени поне наполовина. Основното в крайна сметка не е намаляването на разходите, а фактът, че лекарствата стават много по-ефективни.
Използвайки друга система за изкуствен интелект, Emergent, изследователите успяха да идентифицират пет нови биомаркера, които биха могли да бъдат насочени от нови лекарства при лечението на глаукома. Според учените за тази цел в AI системата се въвежда информация за повече от 600 хиляди специфични ДНК последователности на 2,3 хиляди пациенти и данни за генни взаимодействия.
Учени от Университета на Западно Онтарио смятат, че изкуственият интелект е мощен инструмент за прогнозиране на резултатите от употребата на наркотици, тъй като AI анализира всички взаимодействащи елементи в процеса на лечение. По-конкретно, проучването прогнозира кои специфични пациенти с рак на гърдата ще имат полза от химиотерапия с паклитаксел.
Диагностика на заболявания
Очаква се AI да стане незаменим при диагностиката и изясняването на заболявания. Благодарение на възможността за сравняване на данни, събиране и синтезиране на информация, участието на AI в диагностиката ще помогне за качествено подобряване на статистиката на медицинските грешки и ще увеличи ролята на превенцията и превенцията на заболявания чрез технологично наблюдение на пациента. Компаниите, които се стремят да решат подобни проблеми, привличат сериозно внимание от страна на инвеститорите.
Известно е, че инсултът може да бъде причинен от две причини: кръвоизлив в мозъка и тромб. Съответно всеки от тези случаи изисква различен подход в лечението. Въпреки това, отСпоред статистиката, въпреки подобренията в компютърната томография, процентът на погрешните диагнози през последните 30 години не се е променил на приблизително 30%. Тоест в почти всеки трети случай лекарят предписва неправилно лечение на пациента, което води до тъжни последици.
Американската кардиологична асоциация, заедно с Американската асоциация за инсулт, изчисли, че до 2030 г. ще има 3,4 милиона жертви на инсулт в Съединените щати годишно, което ще струва на националната здравна система $240 милиарда.Освен това, 42% от тази сума, тоест приблизително $183 милиарда, се дължат на годишните преки и косвени медицински разходи за грижи за пациенти с инсулт. Системата MedyMatch е в състояние да проследи най-малките отклонения от нормата, които специалистът не винаги може да забележи, като по този начин минимизира вероятността от грешка.
Мобилен AI
Друга компания, Medtronic, разработва приложение, което може да предвиди критичен спад на кръвната захар до три часа преди събитие. За да направи това, Medtronic, заедно с IBM, използва когнитивни аналитични технологии за данни от глюкомери и инсулинови помпи от 600 анонимни пациенти. С помощта на приложението хората ще могат да разберат по-добре влиянието на ежедневната активност върху диабета. Пациентите ще могат да контролират хода на заболяването с помощта на носимите медицински устройства на IBM Watson и Medtronic - инсулинови помпи и системи за непрекъснат мониторинг на захарта.
Друг вълнуващ проект на IBM, този път с диагностичната компания Pathway Genomics, създаде приложение, наречено OME, което комбинира когнитивна и прецизна медицина с генетика. Целта на приложението е да предостави на потребителите персонализирана информация за подобряване на качеството на живот. Първата версия на приложението включва препоръки задиета и упражнения, метаболитна информация, която зависи от генетичните данни на потребителя, карта с навиците на потребителя и здравна информация. В бъдеще трябва да се добавят електронни здравни досиета, информация за осигуровки и друга допълнителна информация.
Бъдещето на бъдещето
Според прогнозата на изследователската компания Research and Markets глобалният пазар на изкуствен интелект ще нарасне до 5,05 милиарда долара до 2020 г. (през 2014 г. беше само 419,7 милиона долара). В същото време здравеопазването ще бъде най-бързо развиващият се сегмент поради нарастването на търсенето на клинични изпитвания, моделиране на лечение, както и нови изследвания и решения.
Вярно, все още не се знае кога изкуственият интелект ще стане достатъчно добър, за да дава 100% точни препоръки на лекарите за най-добрия начин за лечение. Въпреки това AI вече е в състояние значително да улесни работата на медицинските работници, да подобри точността на диагностиката и да помогне на пациентите при решаването на ежедневни проблеми.