Искусственный интеллект в современной медицине

Artificial Intelligence in Modern Medicine

Автор: Печеневский Владимир Михайлович

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия» Министерства обороны РФ, Санкт-Петербург, Россия

E-mail: pechenevskij11@gmail.com

Pechenevsky Vladimir Mihaylovich

Military Medical Academy of the Ministry of Defense of the Russian Federation, St. Petersburg, Russia

E-mail: pechenevskij11@gmail.com

Аннотация: С развитием роботов и искусственного интеллекта человечество начало задаваться вопросом: как внедрить искусственный интеллект и заменить обычного врача в области медицины или другого специалиста в другой области? Анализ и применение искусственного интеллекта в медицине - многообещающая область медицинского развития. Современный мир математических технологий и информатики нашел новые теории и модели обучения нейронных сетей, которые стали основой для разработки другой теории: глубокого машинного обучения. Актуальность использования нейронных сетей и виртуальных помощников объясняется их актуальностью и практичностью. С помощью таких продуктов сокращаются временные и технические затраты на достижение результатов.

Abstract: With the development of robots and artificial intelligence, humanity began to wonder: how to implement artificial intelligence and replace an ordinary doctor in the field of medicine or another specialist in another field? The analysis and application of artificial intelligence in medicine is a promising area of medical development. The modern world of mathematical technologies and computer science has found new theories and models of neural network learning, which have become the basis for the development of another theory: deep machine learning. The relevance of using neural networks and virtual assistants is explained by their relevance and practicality. With the help of such products, time and technical costs for achieving results are reduced.

Ключевые слова: искусственный интеллект, нейронные сети, математические технологии, машинное обучение.

Keywords: Artificial intelligence, neural networks, mathematical technologies, machine learning.

Тематическая рубрика: IT-технологии и цифровые процессы.

Актуальность.

Здоровье человека - многообещающая область для эффективного применения искусственного интеллекта. Использование искусственного интеллекта в медицине позволяет повысить точность диагностики, облегчить жизнь пациентам с различными заболеваниями и исключить возможность врачебной ошибки. Так американская компания IBM и ее когнитивная система IBM Watson, запустила свой проект по данному направлению.

Уже на старте проекта искусственный интеллект показал высокие результаты, а позже стал применяться в области онкологии, где IBM Watson уже давно помогает поставить точный диагноз и подобрать эффективное лечение для каждого пациента. Получив ожидаемые результаты, разработчики проявили интерес к использованию нейросетей. После чего компания представила своего первого виртуального помощника не только для врачей, но и для пациентов. Система искусственного интеллекта Your.MD, написанная программистами, объединенная с крупнейшей в мире картой симптомов, она содержит 1,4 миллиона симптомов, на описание которых ушло более 350 000 часов. Все симптомы были рассмотрены экспертами британской системы здравоохранения. Your.MD подберет наиболее подходящий симптом, исходя из профиля владельца смартфона, с подробным описанием и возможностью записаться на прием к врачу для лечения.

Несмотря на все возможности технологий искусственного интеллекта, в его реализации также характерны ошибки. Управленческий потенциал не может быть полностью заменен в тех областях, где человеческий фактор играет важную роль.

Цель работы – исследование возможности внедрения искусственного интеллекта в сферу современной медицины и здравоохранения. Как и почему необходим искусственный интеллект в медицине?

IT-технологии в современном обществе стали неотъемлемой частью повседневной жизни. Они незаменимы  сфере обработки больших объемов информации и автоматизации процессов. Поэтому искусственный интеллект активно используется во многих отраслях, например, энергетике и логистике и т.д. Медицина, к сожалению, всё ещё не на первом месте в этом списке, хотя оперативная обработка большого объема данных и оптимизация процессов в ней играют очень важную роль.

Несмотря на активное внедрение нейросети, говорить о широком использовании таких технологий ещё рано: искусственный интеллект все еще уступает человеку. Так, на конференции Московского регионального отделения Российского общества рентгенологов и радиологов был проведен эксперимент, посвященный проблемам использования лучевой диагностики в онкологии. Врачи соревновались с нейросетью в выявлении патологий на снимках РГ, КТ и ММГ. По результатам «соревнования» выяснилось, что машина и человек примерно одинаково хорошо расшифровывают результаты компьютерной томографии. Нейросеть уступила человеку в маммографии, но лучше врачей показал себя при анализе рентгеновских снимков. Несовершенство техники также вызывало некоторые инциденты: нейросеть не смогла обнаружить сломанное ребро, но диагностировала патологию в легких, которой там не было. Результаты эксперимента показали, что, несмотря на очевидные преимущества искусственного интеллекта, такая технология еще недостаточно совершенна для современной медицины.

Искусственный интеллект в российской медицине.

Использование искусственного интеллекта в медицине становится приоритетным направлением во многих развитых странах. Передовые технологии часто внедряются в США, Азии и Европе, в том числе в России внедряется немало инноваций и создается стратегия использования виртуального помощника в здравоохранении. Так, наиболее актуальными методами для внедрения искусственного интеллекта в медицине у нас в стране является распознавание голоса и онлайн-диагностика заболеваний по медицинским картам и изображениям[5]. С 2017 года Институт развития Интернета приступил к созданию системы искусственного интеллекта для диагностики изображений. Ожидается, что граждане смогут узнавать о состоянии своего здоровья с помощью изображений даже дома. Искусственный интеллект должен уметь работать с рентгеновскими снимками, УЗИ, МРТ и т.д. Также ведутся работы по созданию системы TeleMD, которая должна позволить врачам-онкологам связываться с коллегами по всему миру для консультации и своевременного обнаружения раковых клеток. 

Перспективы применения ИИ.

Передовые технологии уже долгое время заняты такими глобалистами как: Google, Apple, Microsoft. Виртуальные помощники повышают точность диагностики, доступность врачей и организацию медицинских данных. Главным преимуществом представленных компаний является наличие денежных средств и квалифицированных рабочих, что позволяет им создавать самые передовые технологии и продукты, содержащие ранее недоступные функции. Например, Google Health — это сервис, объединяющий множество сервисов как для пациентов, так и для врачей. В 2018 году Apple получила одобрение FDA(Food and Drug Administration) на алгоритм, используемый с Apple Watch Series 4. Датчики на часах определяют частоту сердечных сокращений пользователя в состоянии покоя и при физической нагрузке, и когда происходит сильное отклонение от ожидаемого, пользователю выдается предупреждение о записи ЭКГ через часы, результаты которого затем интерпретирует алгоритм. С помощью нейросети сервис помогает предотвратить заболевания связанные с работой сердца.

Риски внедрения искусственного интеллекта.

После публикаций о перспективах искусственного интеллекта и появлением все новых и новых примеров создания IT-решений на его основе растет тревога по поводу последствий, которые могут наступить в ближайшие годы и десятилетия в результате использования нейросети. Эксперты опасаются, что в то время как искусственный интеллект приносит радикальное повышение производительности в различных сферах жизни, внедрение подходящих технологий для обычных людей чревато безработицей и неуверенностью в карьере, поскольку «человеческие» рабочие места будут заменены машинами. И такие страхи не появляются на пустом месте. Например, американская компания Goldman Sachs заменила трейдеров, торгующих акциями от имени крупных банковских клиентов, заменила автоматическим ботом на основе искусственного интеллекта.

Только двое из 600 человек, работавших в 2000г., остались работать в компании трейдерами, остальные были заменены коммерческими роботами с 200 инженерами. На электронной платформе Amazon программы-роботы разрешают взаимные претензии покупателей и продавцов товаров. Они рассматривают более 60 миллионов исков в год, что почти в 3 раза превышает количество исков, поданных через традиционную судебную систему США. Предположительно, таких же изменений следует ожидать и в сфере здравоохранения, но для нашей страны, возможно, это находка, учитывая острую кадровую нехватку, большую территорию и низкую плотность населения затянется на годы. 

ВЫВОДЫ.

Несмотря на серьезные трудности в реализации систем искусственного интеллекта, возможности широкого их использования побуждают искать решения для преодоления любого препятствия. Высококвалифицированные специалисты, талантливые исследователи, прекрасные математики, врачи, представители фармацевтических компаний и т.д. со всего мира работают над развитием данной области. Однако, несмотря на развитие нейросети, роль человека в здравоохранении по-прежнему остается ведущей.