Возможности ИИ в медицине: примеры применения

2019-02-25

Возможности ИИ в медицине: примеры применения

Вы когда-нибудь задумывались о том, какие возможности открывают ИИ-решения для медицины? Аналитики из Frost & Sullivan уверены, что технологии искусственного интеллекта и машинного обучения с каждым годом будут всё сильнее закрепляться в этой сфере. Того же мнения придерживается Нэвин Джейн, основатель стартапа Viome, который занимается разработками медицинских технологий. В одном из интервью бизнесмен сказал, что в здравоохранении грядёт настоящее ИИ-цунами. Далее в статье мы расскажем о проектах и рабочих решениях искусственного интеллекта в медицине.

ИИ диагностирует

Алгоритмы ИИ уже вовсю применяются в медицинской практике, помогая врачам определять болезни и назначать лечение.

Платформу Watson Health от IBM используют радиологические клиники США, Индии и Таиланда. Когнитивная программа на её основе способна зарегистрировать у пациентов рак или проблемы с сердцем. Российская разработка TeleMD тоже диагностирует онкозаболевания, а также оценивает риски их развития. DeepMind Health — технология Google — работает в британской офтальмологической клинике, выявляет некоторые глазные болезни и рекомендует, как их лечить.

В прошлом году появилась информация, что в одной из больниц Англии началось тестирование ИИ, который проводит УЗИ-диагностику беременных. ПО под названием ScanNav в режиме реального времени и параллельно с врачом обследует плод на патологии.

Микробиологи из BIDMC разработали умный микроскоп, который с помощью ИИ диагностирует смертельные инфекции крови. Его нейронная сеть изучила 100 тысяч изображений с вредоносными бактериями и теперь способна сортировать их по видимым признакам с точностью до 93%.

ИИ отслеживает

На основе ИИ разработчики выпускают сервисы для мониторинга состояния пациентов. Врачи и учёные исследуют результаты и затем проводят клинические испытания.

Профессора из Университета Дьюка создали приложения Autism & Beyond и mPower, которые отслеживают симптомы аутизма и болезни Паркинсона, позволяя совершенствовать методы их диагностики. Позднее корпорация Apple разработала на их основе API-софт Health Records, чтобы пользователи делились данными с медицинскими исследователями даже через сторонние приложения.

Учёные из Массачусетского технологического института совместно со специалистами Центральной больницы из того же штата создали ИИ-систему для мониторинга сна человека. Она отслеживает отражающиеся от человека радиосигналы, анализирует пульс, частоту дыхания и способна отличить отклонения от нормы. Разработка поможет врачам удалённо инспектировать сон пациентов и при необходимости корректировать его.

ИИ предсказывает

В 2018 году американский медицинский журнал Anesthesiology опубликовал результаты исследования искусственного интеллекта, полезного при методах оперативного лечения. В статье идёт речь об алгоритме машинного обучения для прогнозирования гипотонии во время хирургического вмешательства. ИИ проанализировал данные более тысячи пациентов, которые в общей сложности провели на операционном столе почти 10 тысяч часов. Он научился предсказывать аномалии за 15 минут до их возникновения с 84% точностью, с такой же — за 10 минут и с 87% — за 5 минут.

Qventus — система мониторинга для больниц от одноимённого стартапа. Он отслеживает действия клиентов от записи в регистратуре до выписки, умеет предсказывать ухудшение самочувствия пациентов, анализируя их состояние. Также с помощью этого ИИ клиника Mercy за 4 месяца на 40% сократила количество ненужных тестов на основании схожих жалоб клиентов.

Решение Jvion на базе машинного обучения выявляет пациентов с риском повторного обращения в больницу в течение 30 дней после выписки. Помимо этого, оно даёт рекомендации по уходу за здоровьем и профилактике болезней.

ИИ исследует

Фармацевтические гиганты вроде Sanofi или Novartis прибегают к помощи стартапов, развивающим медицинские инновации, чтобы искать новые лекарства. Производитель биотехнологических препаратов Roche приобрёл для этого компанию Flatiron Health, которая применяет машинное обучение для обработки данных.

Стартап Atomwise с 2012 года использует нейронные сети для поиска более эффективных лекарственных формул. Его система глубокого обучения AtomNet ежедневно проверяет 10 млн химических соединений, предсказывая, какие из них будут оптимальнее взаимодействовать. Подобным алгоритмом пользуется биофармацевтическая компания Berg Health.

Найденные соединения могут быть эффективны в борьбе с причиной болезни, но это не гарантирует того, что организм человека хорошо отреагирует на них. Медцентр NorthShore среди прочего занимается фармакогеномикой — изучает влияние препаратов на отдельно взятых людей в рамках проекта MedClueRx. Система определяет, какие медикаменты подойдут конкретному пациенту при эпилепсии, инфекционных заболеваниях, депрессии, заболеваниях ЖКТ.

Научный журнал Nature Microbiology в прошлом году опубликовал статью об алгоритме VarQuest. Он способен обнаружить в 10 раз больше вариаций антибиотиков, чем до этого было найдено за всё время аналогичных запросов.

ИИ ассистирует

Разработчики применяют ИИ-технологии для создания умных ассистентов широкого спектра: от персональных докторов до роботов-хирургов.

Woebot — чат-бот для борьбы с депрессивными мыслями и состояниями от психологов Стэнфордского университета в сотрудничестве с ИИ-экспертами. Он работает на основе когнитивно-поведенческой терапии, способной поменять поведенческие паттерны и разрушительные стереотипы. Подобное приложение развивает стартап Wyse.

«Мобильная клиника» DOC+ от российского одноимённого стартапа позволяет удалённо проконсультироваться с врачом, вызвать специалиста на дом, забронировать лекарства в близлежащих аптеках. Также приложение создаёт индивидуальную электронную медкарту, доступную только пользователю, которой он может поделиться с доктором.

«Да Винчи» — известный робот-хирург с искусственным интеллектом, работающий уже не в одной сотне клиник по всему миру, в том числе и в России (больница № 31 в Москве). Малоинвазивные операции не менее успешно проводит Senhance от TransEnterix.

А в Китае учёные первыми в мире с помощью оснащённых искусственным интеллектом роботов успешно клонировали свиней. Умные микроманипуляторы сами собрали и перенесли ДНК доноров к суррогатам. В апреле 2018 года две свиноматки принесли приплод из 13 здоровых поросят.

Заключение

«Медицинский футурист» Берталан Меско как-то сказал, что искусственный интеллект — это стетоскоп 21-го века. Он подразумевал, что такой простой инструмент, как стетоскоп, медицинское сообщество поначалу не хотело признавать. Потребовалось несколько десятилетий, чтобы врачи начали его использовать. То же самое сейчас происходит с ИИ: кто-то использует его по мере возможностей, а кто-то боится его.

Однако технологии искусственного интеллекта, машинного обучения и нейросетей во многом упрощают жизнь врачей и их подопечных. Инновации в медицине позволяют точнее диагностировать заболевания, быстрее находить лекарственные препараты, отслеживать состояние пациентов. И это лишь малая часть возможностей, которые ИИ привнёс в сферу здравоохранения.

Новости инноваций

05.03.19
Подборка медицинских гаджетов с CES 2019: часть 2

На прошлой неделе M-Health Congress рассказывал о первой шестерке медицинских девайсов с CES 2019, которая...

05.03.19
Мировое здравоохранение в 2019 году: развитие цифровых технологий и персонализированная медицина

По прогнозам аналитиков компании Deloitte, к 2022 году объем расходов на мировом рынке здравоохранения достигнет...

01.03.19
Цифровая медицина как способ сократить бумажную работу в сфере здравоохранения

По данным аналитического агентства Frost&Sullivan, рынок цифровых медицинских решений к 2021 году составит $6 млрд...