Искусственный интеллект способен выявить злокачественные новообразования за 15 секунд, а поражение лёгких ковидом – за 4.
При этом компьютерный глаз в отличие от врачебного может работать круглосуточно, без отпусков и выходных, не уставая и не замыливаясь. Но насколько точен диагноз нейросети?
Как работает компьютерный глаз
Самое перспективное направление применения искусственного интеллекта (ИИ) в медицине, в котором технологии достигли очевидных успехов и уже активно применяются, – анализ медицинских снимков (рентгенографии, МРТ, КТ) и выявление на них различных патологий. Чтобы «обучить» систему, в неё загружают несколько тысяч изображений, с которыми уже поработали врачи, выделив проблемы. Нейросеть тренируется – и потом сама начинает распознавать те же отклонения на новых снимках, обращая на них внимание медиков. Практика показала, что ИИ безошибочно находит новообразования менее 1 мм, трудноразличимые для человеческого глаза. Так, аудит КТ-исследований среди 1,5 тыс. снимков нашёл 15 пропущенных злокачественных опухолей. В результате врачам пришлось разыскивать пациентов, которым было выдано заключение «патологии не выявлено», и сообщать им об онкологическом диагнозе.
«Эксперимент, в котором участвовали 66 медицинских организаций, показал, что искусственный интеллект успешно решает главные проблемы здравоохранения – перегруженность и нехватку кадров, – рассказал координатор эксперимента «Цифровая диагностика» Игорь Немов. – Применение ИИ в 3 раза сокращает нагрузку на рентгенологов и в 5 раз – время ожидания диагноза пациентом. Скорость анализа снимка занимает 10 секунд, а точность диагностики достигает 80–95%. Принято считать, что внедрение подобных технологий – это долго, дорого и сложно. Однако для их использования не требуется ни замены оборудования, ни покупки дополнительных сервисов. Нужны лишь компьютер с выходом в интернет и врач любой квалификации. Сам процесс внедрения ИИ в медучреждение занимает 14 дней».
Искусственный интеллект может оперативно переучиваться. Так, в период пандемии, когда количество КТ-исследований лёгких и, соответственно, нагрузка на врачей-рентгенологов выросли на порядок, алгоритмы были перепрофилированы на обнаружение ковидного поражения органа. Система за 4 секунды (пациент не успевал одеться) выявляла наличие поражения и его масштабы, оценивала динамику изменений.
«В перспективе искусственный интеллект можно будет использовать в онлайн-режиме, – рассказывает руководитель компании-разработчика Степан Побоженский. – Человек, который сомневается в правильности диагноза, сможет загрузить в систему цифровое изображение через обычный браузер и быстро получить заключение от ИИ».
«Ещё одно направление работы – диагностика редких опухолей, с которыми врач может столкнуться раз в жизни и из-за отсутствия опыта пропустить их, – считает главврач НИИ клинической и экспериментальной радиологии НМИЦ онкологии им. Блохина Екатерина Кобякова. – ИИ обратит внимание врача на незнакомую патологию».
Когда алгоритмы глючат
Однако утверждать, что искусственный интеллект закроет все проблемы с диагностикой, преждевременно.
Да, число ИТ-компаний, создающих умные медицинские продукты, растёт с невероятной скоростью: 4 года назад в России было всего 4 фирмы, которые занимались разработкой программ для автоматизированных скрининговых исследований, а в 2020 г. их стало уже 300 (!). С количеством нет проблем. Есть они с качеством.
«В реальных условиях только 28% разработок подтвердили заявленный уровень диагностической точности», – рассказывает руководитель Научно-практического клинического центра диагностики и телемедицинских технологий ДЗМ Сергей Морозов.
Алгоритмы нередко начинают глючить, выдают «кривые» картинки, находят патологию за пределами органа и т. д. И это подрывает доверие к системам ИИ.
«Существующие алгоритмы нуждаются в доработке, – считает заведующая Национальным центром онкологии репродуктивных органов Московского научно-исследовательского онкологического института им. Герцена Надежда Рожкова. – Наш институт несколько лет участвует в создании программ для ИИ в области онкомаммоскрининга (выявление патологий груди). Мы сравнили эффективность работы нейросетевой модели с работой врача. Оказалось, что глаз специалистов видит хоть и ненамного, но всё же лучше, чем искусственный интеллект. Рак многолик, для разных его подтипов характерна разная визуальная картинка. Разработать одну стандартизованную программу для выявления всех типов крайне сложно. При этом стоит задача исключить возможность ошибки в определении патологии».
Помощник или замена
Соцопрос 1 тыс. радиологов показал, что большинство из них боятся, что «машина» отберёт у них работу.
Пока эти опасения беспочвенны. Искусственный интеллект – помощник врача, но не его замена.
«Количество проводимых исследований будет только расти, а выполнить их силами имеющихся специалистов станет невозможно, – считает Кобякова. – Раньше скрининг рака молочной железы женщины старше 40 проходили раз в два года. По новым требованиям исследование станет ежегодным, следовательно, нагрузка на рентгенологов значительно возрастёт. ИИ позволит организовать массовые скрининги, не перегружая врачей».
И главное – сейчас в заключении, которое выдаётся пациенту, не указывается, что оно было сделано при поддержке искусственного интеллекта. Решение, учитывать ли мнение алгоритма при постановке диагноза, принимает врач, и ответственность за поставленный диагноз лежит на нём.
Другие направления применения искусственного интеллекта в медицине
Мониторинг состояния пациента
Система считывает параметры организма и отправляет их врачу, что позволяет оперативно принимать решения о госпитализации или изменении терапии.
Поиск эффективных лекарств
Система проверяет химические соединения, предсказывая, какие из них оптимально взаимодействуют между собой. Также она может определить, какие препараты будут наиболее эффективны для конкретного пациента.
Робот-медсестра
Технология, которая с помощью компьютерного зрения в режиме 24/7 анализирует видеопоток с камер в больнице и выделяет тревожные ситуации (риск падения и образования пролежней, длительное отсутствие в палате и т. д.). Уведомления поступают к медицинской сестре (на смартфон или смарт-часы) и позволяют оперативно реагировать на ситуации.
Роботы-ассистенты и роботы-хирурги
Самый известный робот-хирург «Да Винчи» успешно проводит операции в сотне клиник по всему миру.