Применение искусственного интеллекта в медицине: примеры использования ИИ в медицинской сфере
Нейронные сети уже давно вышли за рамки привычных задач вроде поиска информации, распознавания речи, перевода текстов или создания изображений. Сегодня ИИ умеет работать и с гораздо более сложными данными – в том числе быть полезным при оказании медицинской помощи.
Однако важно понимать, что AI не является «электронным доктором», который самостоятельно ставит диагноз и назначает лечение без участия человека. Его основная функция заключается в том, чтобы быстро обрабатывать большие объемы информации и помогать медперсоналу принимать более обоснованные решения.
Как именно современные платформы используются в здравоохранении, какие задачи они уже способны решать и какую пользу приносят врачам и пациентам – расскажут в статье специалисты ИТ-агентства WhiteTigerSoft®.
Искусственный интеллект (ИИ) в медицине – что это такое
Medicine artificial представляет собой совокупность технологий, которые позволяют компьютерным системам обрабатывать медицинскую информацию, находить в ней закономерности и формировать прогнозы или рекомендации. В основе этих решений могут применяться нейронные сети и другие алгоритмы машинного обучения, способные работать с большими информационными массивами и выявлять взаимосвязи, которые не всегда очевидны при обычном анализе.
Для обучения AI загружают различные материалы:
- результаты лабораторных исследований;
- электронные карты;
- снимки;
- данные мониторинга;
- сведения об уже проведенном лечении.
После обучения система может использовать полученные закономерности для решения конкретных задач.
Какую роль играет использование нейросетей в медицине
Их применение постепенно меняет организацию медпомощи. Алгоритмы помогают медикам быстрее анализировать изображения и медицинскую документацию, сопоставлять много показателей и обращать внимание на потенциально значимые изменения. Особенно заметны возможности ИИ там, где требуется обработать значительный объем однотипной информации.
При этом его польза не ограничивается непосредственно диагностикой. Такие системы применяются для автоматизации части административных задач, организации записи, работы контакт-центров, дистанционного наблюдения и реабилитации.
Основные направления применения нейросетей в медицине
Их используют для решения широкого круга задач – от автоматизации повторяющихся операций до обработки больших информационных массивов, поиска неочевидных взаимосвязей и выявления закономерностей.
Диагностика заболеваний
Диагностические системы на основе ИИ умеют анализировать различные данные и выделять признаки, которые требуют внимания. Например, алгоритм может сопоставить итоги обследований, симптомы и другие показатели, чтобы сформировать вероятностную оценку состояния больного.
Анализ рентгена, КТ, МРТ
Компьютерное зрение позволяет обучать алгоритмы работе с медицинскими изображениями. Система может изучать рентгенограммы, результаты магнитно-резонансной томографии, маммографию и другие виды исследований. Во время анализа AI в медицине способен выделять участки, которые отличаются от окружающих тканей или соответствуют определенным диагностическим признакам.
Оценка рисков и прогнозирование развития заболеваний
Алгоритмы могут обрабатывать совокупность показателей и на их основе определять вероятность событий. Например, ИИ-система способна принимать во внимание возраст больного, анализы, историю заболеваний, данные наблюдения и другие параметры. Полученный прогноз не является гарантией того, что событие произойдет, но помогает доктору определить пациентов, которым требуется более внимательный контроль.
Подбор персонализированного лечения
Не существует единой терапевтической схемы, которая подойдет абсолютно всем. На ее выбор могут влиять:
- диагноз;
- сопутствующие заболевания;
- возраст;
- результаты исследований;
- предыдущая реакция на лечение и другие особенности.
Медицинский искусственный интеллект для врачей способен сопоставлять огромное количество таких параметров и позволяет оценивать возможные варианты терапии.
Роботизированная хирургия
Здесь AI связан прежде всего с развитием автоматизированных комплексов и интеллектуальных систем поддержки. Они позволяют хирургу выполнять сложные манипуляции с высокой точностью, обеспечивать визуальный контроль операционного поля и предоставлять дополнительную информацию во время вмешательства.
Разработка лекарств и проведение исследований
Создание нового лекарственного препарата требует анализа существенного количества научных данных и проверки множества потенциальных соединений. ИИ оказывает помощь в направлении медицины. Он способен ускорить отдельные этапы этого процесса. Например, помогать исследователям находить перспективные молекулы, прогнозировать свойства соединений и анализировать итоги экспериментов.
Алгоритмы также применяются для обработки научных публикаций, поиска взаимосвязей между биологическими показателями и изучения результатов клинических исследований. Благодаря этому специалисты получают возможность быстрее находить нужную информацию и определять направления для дальнейшей работы.
Наблюдение за состоянием и реабилитация
AI задействуется для постоянного или периодического контроля различных показателей здоровья. Информационными источниками становятся медицинские приборы, системы мониторинга и носимые устройства.
Полученные сведения алгоритм изучает в динамике и выявляет изменения, заслуживающие внимания. В реабилитации подобные технологии позволяют отслеживать выполнение рекомендаций, оценивать прогресс и адаптировать отдельные элементы программы под состояние больного.
Телемедицина и дистанционные консультации
АИ позволяет предварительно собирать сведения о жалобах, систематизировать ответы пациента, анализировать предоставленные данные и направлять человека к подходящему специалисту. При этом дистанционный ИИ-сервис не должен восприниматься как полноценная замена очной медпомощи. Его возможности полезны на предварительных этапах взаимодействия, когда необходимо структурировать информацию и определить дальнейшие действия.
Как искусственный интеллект помогает в медицине врачам
Врачебная деятельность состоит не только из общения с пациентом и проведения обследований. Много времени медперсонал тратит на работу с информацией, оформление бумаг, подготовку заключений и поиск необходимых сведений. Здесь AI выступает в качестве цифрового помощника, снимая часть рутинной нагрузки.
Анализирует электронные медицинские карты
Они содержат много разнородных сведений, которые накапливаются в течение всего периода наблюдения за человеком. Среди них – обращения в медучреждение, назначения, анализы, выписки и другая информация.
ИИ-система способна структурировать эти данные и быстро находить нужные сведения. Например, перед приемом она помогает сформировать краткую выжимку из истории обращений или обратить внимание на изменения определенных показателей. Это особенно удобно, когда необходимо ознакомиться с огромным количеством записей за ограниченное время.
Поддерживает принятие клинических решений
Алгоритмы сопоставляют введенные данные с медицинскими протоколами, справочными материалами и заданными критериями, после чего предложить доктору возможные варианты дальнейших действий. Такой подход позволяет использовать AI как дополнительный информационный источник непосредственно в рабочем процессе.
Заполняет документы и расшифровывает записи приемов
Оформление документации – необходимая, но достаточно затратная часть работы медперсонала. Современные инструменты могут преобразовывать речь во время приема в текст, выделять из разговора ключевые сведения и подготавливать черновик записи.
Автоматизация подобных процессов позволяет сократить количество ручных операций. Доктор при этом получает возможность сосредоточиться непосредственно на больном.
Как ИИ-агенты в медицине помогают пациентам
АИ выступает помощником не только на этапе обращения в клинику, но и в дальнейшем наблюдении.
Проверяет симптомы и подсказывает, куда обратиться
Цифровые сервисы предлагают пользователю описать свои жалобы и ответить на уточняющие вопросы. После обработки введенных данных система формирует ориентировочный список возможных причин симптомов или подсказывает, к какому специалисту можно обратиться.
Напоминает о приеме лекарств и процедурах
Цифровые решения используются для формирования персональных напоминаний. Система способна учитывать расписание пациента и сообщать о необходимости принять препарат, пройти процедуру, посетить доктора или выполнить предусмотренную программой реабилитацию.
Анализирует показатели с носимых устройств
Умные часы, фитнес-браслеты и другие девайсы способны регулярно фиксировать различные параметры. В зависимости от модели это могут быть частота пульса, уровень физической активности, продолжительность сна и другие показатели.
ИИ обрабатывает накопленную информацию не как отдельные значения, а как последовательность наблюдений. Это дает возможность замечать изменения в динамике и своевременно обращать на них внимание пользователя или доктора.
Как AI используют медицинские учреждения
Для клиники он интересен не только с позиции лечения людей. Значительная часть его возможностей связана с организацией внутренних процессов.
Распределяют поток пациентов и управляют записью
Системы учитывают расписание специалистов, продолжительность различных типов приемов, доступность кабинетов и другие параметры. На основании этих данных они помогают формировать более удобную структуру записи и распределять обращения между доступными ресурсами.
В некоторых случаях алгоритмы также прогнозируют нагрузку в разные периоды. Это позволяет администрации заранее подготовиться к увеличению числа обращений и скорректировать организацию работы.
Планируют загрузку врачей, кабинетов и оборудования
Медучреждению необходимо одновременно управлять множеством ресурсов. У каждого специалиста свое расписание, кабинеты имеют определенную пропускную способность, а диагностическое оборудование бывает доступно только в конкретные часы.
ИИ способен учитывать эти ограничения и помогать находить более рациональные варианты распределения нагрузки. Такой подход особенно полезен для крупных организаций, где вручную отслеживать все взаимосвязи становится сложнее.
Автоматизируют работу контактных центров
Часть обращений в клинику носит информационный характер: пациент хочет уточнить график, узнать порядок записи, подготовиться к исследованию или получить сведения об услуге. Для обработки подобных запросов используются интеллектуальные чат-боты и голосовые помощники.
Они способны отвечать на типовые вопросы, принимать отдельные обращения и передавать более сложные ситуации оператору. Благодаря этому сотрудники контактного центра могут уделять больше времени нестандартным запросам, требующим человеческого участия.
Список медицинских платформ с AI
Ниже в таблице приведены примеры сервисов с ИИ для использования в медицине:
| Название | Описание |
|---|---|
| Sensely | Ведет диалог с пользователем, собирает сведения о симптомах и помогает оценить возможные риски. Полученные данные применяют для дальнейшего общения человека с доктором |
| Ada | Анализирует ответы пользователя на вопросы о самочувствии и формирует ориентировочную оценку состояния. Сервис предлагает возможные дальнейшие шаги, например, обратиться к врачу или пройти дополнительное обследование |
| СберЗдоровье | Использует цифровые инструменты для предварительной оценки жалоб и определяет для человека подходящий маршрут обращения за помощью, в том числе выбрать профиль специалиста |
| MedWhat | Представляет собой виртуального помощника, который отвечает на вопросы и предоставляет справочную информацию по различным темам, связанным со здоровьем |
Пример применения искусственного интеллекта (ИИ) в области медицины и здравоохранения в других странах мира
Американская система DeepScribe помогает врачу оформлять медицинскую документацию непосредственно во время приема, не отвлекаясь от общения с пациентом. На консультации специалист может вслух описывать диагноз, назначения и дальнейшие рекомендации. Система распознает речь, выделяет значимую информацию и формирует на ее основе текст документации, распределяя сведения по соответствующим разделам. В результате доктору не приходится после каждого приема заново переносить все из заметок в электронную медкарту.
По данным разработчика, использование DeepScribe позволяет почти вдвое сократить временной отрезок, который специалисты тратят на оформление документации. За счет этого доктор может больше внимания уделять пациенту на консультации, а клиника – эффективнее распределять рабочее время сотрудников.
Как в России используется ИИ в медицине
AI был задействован при разработке российской вакцины «Спутник V». В работе над проектом участвовали специалисты команды AIRI и Центра имени Гамалеи. Нейросетевые технологии применили для оптимизации структуры S-белка коронавируса. Алгоритм анализировал варианты его изменения и помогал определить, какие из них потенциально могут сделать его более заметным для иммунного ответа. Такой подход позволил задействовать вычислительные методы для решения задачи, требующей обработки множества возможных структурных вариантов.
Преимущества использования в медицине
Рассмотрим его достоинства в таблице:
| Быстрая обработка информации | AI способен за короткое время анализировать большие массивы, включая результаты МРТ и рентгенографии. Это позволяет специалистам быстрее работать с информацией и особенно актуально при высокой нагрузке на персонал |
|---|---|
| Индивидуальный подход к лечению | Алгоритмы сопоставляют историю болезни, результаты обследований, особенности организма и сведения о ранее назначенной терапии. Подобная обработка помогает врачу рассматривать варианты лечения с учетом конкретных характеристик пациента |
| Снижение объема рутинной работы | ИИ способен автоматизировать часть операций, связанных с документацией, записью людей, обработкой запросов и другими административными процессами. Это позволяет сотрудникам направлять больше времени на задачи, требующие непосредственного участия человека |
| Более рациональное распределение ресурсов | Системы позволяют распределять нагрузку между специалистами, планировать использование кабинетов и оборудования, а также контролировать отдельные организационные процессы. Это способствует более эффективному управлению ресурсами учреждения |
| Поддержка принятия решений | AI сопоставляет много показателей и предоставлять специалисту дополнительные сведения для оценки ситуации. При этом финальное решение остается за врачом |
Ограничения и риски
Для работы ИИ-системам требуются значительные массивы информации о пациентах: результаты обследований, история обращений, назначения и другие сведения. Чем больше данных обрабатывается и передается между платформами, тем выше требования к их защите. Недостаточные меры безопасности могут привести к утечке информации, несанкционированному доступу или другим инцидентам, включая последствия кибератак.
Кроме того, алгоритм способен анализировать сведения и выполнять заданные операции, но не в состоянии полноценно заменить врача в общении с больным. Медицинская помощь включает не только оценку показателей, но и способность выслушать человека, учитывать его эмоциональное состояние, объяснить особенности лечения и поддержать пациента в сложной ситуации. Поэтому AI целесообразно использовать как инструмент для специалиста, а не как альтернативу человеческому участию.
Также создание и эксплуатация АИ-систем требуют финансовых вложений. Помимо приобретения или разработки программного обеспечения, учреждению может потребоваться обновление оборудования, настройка интеграции с информационными площадками, обучение сотрудников и последующее техническое сопровождение. Из-за этого передовые технологии доступны не всем.
Безопасное внедрение ИИ в сфере медицины и здравоохранения
Перед запуском решений на основе АИ интеллекта важно проверить не только технические возможности системы, но и безопасность ее применения.
Проверяем качество и репрезентативность данных
AI должен обучаться на достоверных и достаточно разнообразных сведениях, которые соответствуют реальным клиническим условиям. Это снижает риск ошибок при работе с разными категориями пациентов.
Тестируем систему перед использованием
Алгоритм необходимо проверить на независимых данных и типичных рабочих сценариях. Тестирование позволяет выявить ошибки и оценить, насколько результаты системы подходят для конкретной задачи.
Обеспечиваем безопасность персональных сведений
Медицинская информация требует надежной защиты на всех этапах обработки и хранения. Доступ к ней должен предоставляться только уполномоченным сотрудникам, а передача данных – выполняться через защищенные системы.
Сохраняем контроль врача над окончательным решением
ИИ может предоставлять рекомендации или результаты анализа, но не должен самостоятельно определять тактику лечения. Окончательное решение принимает специалист, оценивая выводы алгоритма вместе с другими данными о больном.
Перспективы использования технологий искусственного интеллекта в сфере здравоохранения и в медицине
В ближайшие годы AI будет все глубже интегрироваться в информационные системы и рабочие процессы клиник. ВОЗ отмечает потенциал этого инструмента в диагностике, клинической помощи, разработке лекарств и управлении медицинскими сервисами.
При этом развитие АИ не означает полную замену специалистов. Даже если алгоритм быстро обрабатывает много информации, врачу необходимо учитывать анамнез, сопутствующие обстоятельства, эмоциональное состояние пациента и его способность следовать рекомендациям.
Подведем итоги
Из статьи вы узнали, как применяется ИИ в медицине и какие преимущества дает. Его главная роль заключается не в замене специалиста, а в расширении его возможностей и сокращении времени на технические задачи. Поэтому его дальнейшее развитие будет связано с ее безопасной интеграцией в медицинскую практику, регулярной проверкой качества и сохранением контроля человека над решениями.
