Медицинские изображения
Использование компьютерного зрения для выявления заболеваний на медицинских изображениях стало, пожалуй, самым часто упоминаемым примером применения ИИ в здравоохранении. Легко понять почему: анализ медицинского снимка для определения наличия опухоли, кожного поражения, болезни сетчатки или другого патологического процесса - это явный пример классификации объектов, в чем глубокое обучение превосходно.
Как знаменитый гуру ИИ Джефф Хинтон заявил в 2016 году: "Люди должны прекратить обучать радиологов сейчас. Очевидно, что в течение 5 лет глубокое обучение будет работать лучше, чем радиологи."
В последние годы появилось множество стартапов, которые автоматизируют анализ медицинских изображений. Среди наиболее известных - Caption Health, PathAI, Paige и Zebra Medical Vision.
Однако, несмотря на сотни миллионов долларов венчурного капитала, привлеченного в эту область, технология еще не получила широкого распространения. Убедить здравоохранительные учреждения внедрить эти решения в масштабе оказалось непросто, особенно учитывая, что эта область напрямую угрожает позиции человеческих специалистов.
Прием пациентов и вовлечение
Еще одна область, в которой ИИ улучшит предоставление медицинской помощи, - это прием пациентов и взаимодействие с ними, важная часть медицинского пути.
Последние достижения в области обработки естественного языка сделали возможными ИИ-основанные разговорные интерфейсы, которые могут автоматизировать сбор данных о пациентах и навигацию по медицинскому уходу. Например, пациенты могут передавать симптомы и вопросы посредством текстовых сообщений и получать автоматизированное клиническое руководство в ответ. Также могут быть разработаны ИИ, которые взаимодействуют с пациентами на постоянной основе, чтобы обеспечить их вовлеченность и соблюдение режима лечения.
Использование ИИ для автоматизации этих взаимодействий может существенно снизить затраты и демократизировать доступ к медицинской помощи, предоставляя экспертное здравоохранение без необходимости дорогих консультаций у врачей.
"Чат-боты" получили много критики и неоправданных ожиданий в последние годы. Но технология обработки естественного языка сейчас развивается с захватывающей скоростью, открывая новые возможности для разговорного ИИ. Разговорные платформы наиболее эффективны, когда они специально созданы для конкретного случая (например, вовлечение пациента) и разработаны так, чтобы включать человека в разговор, когда это уместно (например, врача). Ожидается, что автоматизация асинхронного взаимодействия между провайдером и пациентом будет становиться все более распространенной в годы, которые впереди.
Гигант в этой области - Babylon Health, который привлек сумасшедшие $635 миллионов, большая часть из которых поступила от Публичного инвестиционного фонда Саудовской Аравии. Другие стартапы, разрабатывающие инструменты для автоматизации приема и взаимодействия с пациентами, включают Buoy, Gyant, Curai и Memora.
"Вся информационная революция прошла, не изменив основы того, как мы получаем и предоставляем медицинскую помощь", - сказал генеральный директор Curai Нил Хосла. "ИИ и обработка естественного языка предлагают огромные возможности для масштабирования доступности качественного первичного ухода, снижая его стоимость. Это наша цель: мир, где все 8 миллиардов людей могут получить первоклассную медицинскую помощь."
Дистанционное здравоохранение
COVID-19 значительно ускорил внедрение дистанционного здравоохранения: предоставление клинических услуг пациентам на расстоянии, а не лично, с использованием цифровых инструментов.
Хотя пандемия выступила в качестве катализатора в ближайшей перспективе, многие эксперты считают, что дистанционное здравоохранение (также называемое телемедициной) находится на пути к тому, чтобы стать постоянно важным столпом предоставления медицинской помощи. Компания McKinsey оценивает, что в ближайшие годы только в США до $250 миллиардов затрат на здравоохранение будут виртуализированы.
Сегодня телемедицина часто просто означает видеозвонок с врачом. Такие удаленные сеансы полезны, но примитивны. Дистанционное здравоохранение достигнет своего полного потенциала только тогда, когда будет подкреплено машинным обучением (и правильными сенсорами). Несколько многообещающих компаний берутся за это.
Eko создала платформу собственных сенсоров и алгоритмов машинного обучения, которые могут дистанционно контролировать важные кардиопульмональные показатели пациентов для раннего выявления проблем сердца и легких. ИИ от Eko значительно точнее обнаруживает проблемы со здоровьем сердца, чем человеческие врачи, использующие стетоскоп. Например, общие практики обнаруживают мерцание предсердий с точностью 70-80%, в то время как алгоритмы Eko делают это с точностью 99%.
"Мы можем дополнить суждение врача о диагнозах сердца и легких данными, проанализированными из десятков тысяч прошлых медицинских осмотров пациентов, за считанные секунды", - сказал генеральный директор Eko Коннор Ландграф. "Эти алгоритмы могут быть доступны в любом месте мира, обеспечивая лучшее обслуживание пациентов, независимо от их местоположения."
Похожим образом, Aluna предлагает решение, позволяющее пациентам измерять свое состояние легких из дома с помощью простого спирометра. Применяя машинное обучение к данным спирометрии, Aluna в реальном времени отслеживает астму и кистозный фиброз, определяя тревожные состояния легких.
Компании, такие как Biofourmis, Current Health и Myia, также разработали решения на основе ИИ и сенсоров, которые позволяют врачам изучать здоровье пациента на гранулярном уровне, где бы этот пациент ни находился в мире. Такие технологии все больше размывают границу между "в клинике" и повседневным мониторингом здоровья, делая здравоохранение более доступным и доступным в процессе.
Стационарное лечение
Несмотря на все перспективы телемедицины, всегда будут существовать медицинские процедуры, требующие личного присутствия. ИИ будет усиливать работу человеческих врачей в больницах различными способами.
В качестве примера Gauss Surgical использует компьютерное зрение для мониторинга кровопотери во время родов. Визуальная оценка кровопотери человеческими врачами известно по своей ненадежности, а кровотечение является ведущей предотвратимой причиной материнской смертности. В одной системе больниц AI-решение Gauss привело к четырехкратному увеличению распознавания кровотечения и 34% снижению случаев задержанного вмешательства при кровотечении.
В качестве еще одного примера, компания Medical Informatics с базой в Хьюстоне использует машинное обучение для мониторинга благополучия пациентов в больничных койках путем обработки и синтеза данных из койко-мониторов, аппаратов ИВЛ, медицинских записей пациентов и различных других источников данных.
Даже если ИИ-решения, подобные этим, никогда не заменят человеческое медицинское решение и будут служить только дополнительными инструментами, они могут значительно улучшить результаты лечения и спасти жизни.
Медицина точного попадания
В некотором смысле медицина точного попадания представляет собой вершину обещаний ИИ по улучшению человеческого здоровья. Видение медицины точного попадания более амбициозно, технические задачи более сложны, а потенциальное влияние может быть больше, чем, возможно, в любом другом обсуждаемом здесь применении.
В двух словах, область медицины точного попадания стремится создать лечение, индивидуализированное для каждого пациента на основе его или ее особенного генетического, окружающего и поведенческого контекста.
Медицина точного попадания не новая концепция, но приход «больших данных» (особенно генетических данных) и современного машинного обучения приблизили ее полное воплощение. Благодаря распространению сенсоров, устройств, подключенных к интернету, электронных медицинских записей, массовому секвенированию генов, облачным вычислениям и другим цифровым технологиям, каждый день собираются огромные объемы высокодетализированных данных о здоровье. В этом году будет сгенерировано несколько трлн гигабайт технических данных, цифра, которую было бы невозможно представить всего несколько лет назад.
Идея медицины точного попадания заключается в том, что если вычислительная система знает ваш геном, ваш метаболический профиль, состав вашего микробиома, какие продукты вы употребляете, как часто занимаетесь спортом, сколько спите, и тысячи других данных о вас; и она также понимает конкретный путь болезни в вашем организме до молекулярного уровня; то она может синтезировать всю эту информацию и создать фармацевтическое и/или поведенческое лечение, специально настроенное для оптимизации ответа вашего организма.
Ни один человек не смог бы выполнить такой героический анализ данных и распознавание латентных паттернов. Впервые ИИ делает это возможным - по крайней мере, в теории.
Самая известная компания, преследующая эту высокую цель медицины точного попадания на основе ИИ, - Tempus. Tempus привлекла огромные $620 миллионов от инвесторов, включая NEA и T. Rowe Price. Компания сосредоточена на лечении рака, хотя недавно она также направила ресурсы на борьбу с COVID-19.
Другие хорошо финансируемые компании в этой категории включают Syapse и GNS Healthcare.
Медицина точного попадания десятилетиями стоит как завлекательная, но неосуществленная возможность. Время покажет, является ли ИИ ключом, который может разблокировать ее огромный потенциал.