Доктор ИИ: как искусственный интеллект меняет медицину

Технологии на базе искусственного интеллекта становятся все более востребованными в медицине и здравоохранении. Уже сейчас эксперты высоко оценивают потенциал нейросетей и других ИИ-технологий в этих отраслях.

Разбираемся, как искусственный интеллект помогает врачам и меняет медицину сегодня.

От первых нейросетей до национальных проектов

Искусственный интеллект (ИИ) — так называют область компьютерных наук, которая разрабатывает алгоритмы и системы для обработки и анализа больших массивов данных.

История искусственного интеллекта началась в 1957 году, когда американский ученый Фрэнк Розенблатт создал перцептрон — математическую модель восприятия информации мозгом, одну из первых в мире нейросетей. А разработанная на ее основе в 1960 году электронная машина «Марк-1» стала первым в мире нейрокомпьютером. Началом применения ИИ в медицине можно считать разработанную в 1960-х годах в Массачусетском технологическом университете программу ELIZA — чат-бот для общения человека и машины. ELIZA была способна вести диалог с пациентом от лица психотерапевта.

ИИ продолжает развиваться семимильными шагами и находит применение во многих сферах. Мировой рынок ИИ в медицине и здравоохранении растет с каждым годом. Согласно оценке MarketsandMarkets, в 2024 году он составил $20,9 млрд и в ближайшие пять лет будет расти на 48% ежегодно. Это один из самых быстрорастущих сегментов в сфере цифровых продуктов в здравоохранении.

В России реализуется федеральный проект «Искусственный интеллект». Он является частью национального проекта «Цифровая экономика», в рамках которого ведутся разработки в области ИИ для сферы здравоохранения. В течение последних лет был принят ряд стандартов, связанных с ИИ в области медицины. То есть системам искусственного интеллекта для улучшения здоровья граждан уделяется большое внимание на государственном уровне.

NTechMed: помощь медикам от лидера видеоаналитики

Рассмотрим основные направления, по которым сегодня ведутся разработки в области ИИ для медицины.

Одна из важнейших областей применения ИИ — это анализ больших массивов данных. Алгоритмы машинного обучения могут анализировать медицинские изображения — рентгеновские снимки, МРТ или КТ. Они обучаются на основе уже имеющихся снимков, их задача — выявлять аномалии с высокой точностью, позволяя быстрее ставить диагноз.

В Москве реализуется сразу несколько таких проектов. Один из них — комплексный сервис NTechMed по анализу КТ головного мозга от компании NtechLab, технологического партнера Госкорпорации Ростех и лидера в области видеоаналитики с использованием технологий ИИ.

Специалисты NtechLab научили ИИ диагностировать геморрагический и ишемический инсульты. При высочайшей точности время анализа КТ-снимков сократилось вчетверо: с 20 минут до 5, что помогает врачам экстренно приступить к лечению и улучшает прогнозы для пациентов. Синергетический эффект от внедрения ИИ во врачебную практику приведет к значительному повышению точности анализа КТ-снимков и улучшению эффективности медицинской помощи. Эта разработка прошла тестирование в Центре диагностики и телемедицины, получила регистрационное удостоверение и сейчас внедряется в российских клиниках.

В NtechLab также разработали алгоритм, который поможет врачам проанализировать МРТ-снимки головы на признаки рассеянного склероза. Решение интегрировано в онлайн-платформу для анализа медицинских изображений «Третье Мнение». С ее помощью российские врачи, загрузив исследования онлайн, могут получить диагностическую поддержку искусственного интеллекта.

По итогам исследования искусственный интеллект обратит внимание врача на проблемные снимки, сформулирует гипотезы, с которыми врач может согласиться или скорректировать их. При этом ответственность и принятие решений о диагнозе и дальнейшем ведении пациента остается за лечащим врачом. Никакой речи о том, что ИИ полностью заменит врача, быть не может. Платформа в пилотном режиме функционирует с начала октября 2024 года.

В стадии испытаний и получения регистрационного удостоверения находится новый сервис компании NtechLab — NTechMed CT Brain. Он помогает врачам быстрее и качественнее работать со всеми КТ- и МРТ-снимками головного мозга благодаря тому, что все рутинные измерения, которые обязан делать врач, ИИ берет на себя и делает это с высочайшей точностью.

Сегодня весь мир активно борется за продление жизни, и это становится одной из ключевых задач современной науки, медицины и технологий. Соответствующие цели по увеличению продолжительности жизни россиян поставил в прошлом году и президент Владимир Путин. При этом здоровье мозга — одна из главных опор на пути к активному долголетию, и медицинские разработки NtechLab призваны сделать так, чтобы люди жили дольше и счастливее.

С помощью 12 других ИИ-сервисов, размещенных на платформе «Третье Мнение», врачи могут обнаружить возможные признаки патологий грудной клетки, позвоночника, костей, суставов, черепа, головного мозга, молочной железы и кожи на различных видах медицинских изображений, включая фотоснимки. Среди разработчиков этих систем, помимо NtechLab, — также Oxygen Technologies, ScanDerm Pro, Art Vision, imVision. Не стоит бояться, что в Сеть попадут личные данные пациентов. Согласно текущему законодательству РФ все медицинские данные, с которыми работают ИИ-сервисы, анонимизированы.

Как ИИ применяется в других отраслях медицины

Не обойтись без нейросетей и в медицинском образовании. Создание виртуальных симуляций позволяет обойти естественные ограничения, связанные с недостатком практики. Виртуальные пациенты не только обладают набором симптомов, но и способны реагировать на действия студентов, помогая научиться ставить диагнозы, планировать лечение. На виртуальном тренажере можно смоделировать реальный клинический случай и потренироваться перед проведением сложной операции.

На уже упомянутой онлайн-платформе «Третье Мнение» для врачей работают пять образовательных проектов с интерактивными тренажерами. На их базе можно научиться пользоваться ИИ-сервисами, а также отрабатывать компетенции в новых для себя областях.

Еще одним важным трендом в применении нейросетей становится персонализированная медицина. ИИ поможет учесть индивидуальные особенности пациентов при выборе терапии. Системы, анализирующие геномные данные, прогнозируют реакцию пациента на определенные лекарственные препараты. Это позволяет снизить риск побочных эффектов и повышает эффективность лечения. Особенно актуально это в онкологии, где в каждом случае нужно учесть комбинацию огромного количества факторов. В ближайшее время компания NtechLab планирует вывести на рынок продукт для поиска новообразований.

Экономический эффект от применения ИИ в фармакологии трудно переоценить. Модели ИИ, которые работают со строением молекул и могут предсказывать их влияние на другие молекулы и микроорганизмы в теле человека, помогут в несколько раз сократить сроки и затраты в разработке и испытании новых лекарственных препаратов.

В телемедицине также не обойтись без искусственного интеллекта. В условиях нехватки квалифицированных медиков, особенно в отдаленных регионах, умные системы могут проводить предварительные обследования пациентов и предлагать рекомендации по лечению. ИИ-ассистент, в обучение которого заложены данные десятка тысяч реальных исследований, становится полноправным участником процесса постановки диагноза и выработки тактики лечения. Чат-боты, использующие технологии обработки естественного языка, могут отвечать на вопросы пациентов по ходу лечения и напоминать о приеме лекарств, что повышает эффективность процесса лечения.

Использование ИИ в виде приложений в смартфоне доступно сегодня каждому. Компьютерный доктор отследит физическую активность, параметры сна, питания, соотнесет их с вашими физическими параметрами и выдаст рекомендации по ведению здорового образа жизни. Существуют и более серьезные разработки, помогающие врачам в диагностике различных заболеваний и прогнозировании опасных состояний. Например, появились приложения для кардиологов, которые помогают обнаружить фибрилляцию предсердий, проводят анализ ЭКГ на смартфоне, ускоряя постановку правильного диагноза. В эндокринологии внедряются приложения для управления лечением сахарного диабета. Они позволяют отслеживать уровень глюкозы в реальном времени, прогнозируя его изменения, с тем чтобы не допустить гипогликемии.

В области психического здоровья ИИ тоже не остается в стороне. Современные приложения для мобильных устройств могут использовать алгоритмы ИИ для мониторинга настроения пользователей и предоставления рекомендаций по улучшению психоэмоционального состояния. Это может включать медитации, физические упражнения или рекомендации по общению с профессионалами.

Вызовы и риски

Безусловно, искусственный интеллект открывает перед медициной множество возможностей для улучшения качества и доступности медицинских услуг. Позволяет врачам принимать более обоснованные решения, повышает точность диагностики и обеспечивает более персонализированный подход к лечению.

Тем не менее использование ИИ в медицине вызывает и опасения. Законы о конфиденциальности и безопасности данных суровы, и недобросовестное использование информации может привести к серьезным последствиям. Кроме того, есть опасения, что зависимость от ИИ может снизить уровень компетентности врачей.

Как и к любым новым технологиям, к достижениям ИИ необходимо подходить с осторожностью, сочетая их использование с человеческим опытом и интуицией, чтобы гарантировать безопасность и эффективность медицинских решений. В будущем мы можем ожидать дальнейшего развития ИИ и его интеграции в медицинскую практику, что, безусловно, изменит наше представление о здравоохранении.