Сегодня врачи все чаще используют программы на основе искусственного интеллекта, которые советуют подходящее лечение и оценивают риски развития заболеваний, ищут новые лекарства, записывают пациентов и даже помогают хирургам во время операций. «Холод» рассказывает, как ИИ меняет медицину, работают ли с ним врачи в России и всегда ли новые технологии помогают.
Чтобы не пропускать главные материалы «Холода», подпишитесь на наш инстаграм и телеграм.
Подбор лечения
Применять искусственный интеллект в медицине начали в 1970-х годах: тогда в США разработали MYCIN — систему, которая могла частично заменить врачей в диагностике и подборе терапии для людей с бактериальными инфекциями (например, менингитом). Название системы происходит от суффикса «мицин», который встречается в названиях антибиотиков. MYCIN была достаточно примитивной: она задавала врачу несколько вопросов о состоянии пациента, а после заполнения опросника система выдавала возможный диагноз, перечень вероятных бактерий-возбудителей и рекомендации по лечению.
Исследования эффективности машины показали, что она предлагает правильное лечение в 65% случаев, в то время как у врачей-инфекционистов этот показатель колебался в диапазоне от 42,5% до 62,5%. При этом система в обычных больницах не использовалась — это связано с тем, что в 1970-е годы необходимые для программы компьютеры просто не были широко доступны.
Сегодня ИИ тоже берет на себя рутинные задачи. По аналогии с MYCIN существуют системы поддержки принятия врачебных решений (Clinical Decision Support System, или CDSS). Врач вводит жалобы пациента в компьютер, а тот выдает возможные диагнозы. Такие системы призваны повысить эффективность постановки диагноза: в 2017 году в Мехико одну из них протестировали с помощью врачей-ординаторов Национального автономного университета Мексики (National Autonomous University of Mexico, UNAM). Те, кто использовал CDSS, в 82% случаев ставили точный диагноз, а стандартная врачебная диагностика показала точность в 74%.
Подобные алгоритмы могут ставить диагнозы и на основе анализа медицинских визуализаций: МРТ, УЗИ, рентгеновских снимков и так далее. Например, в 2021–2022 годах шведские исследователи выяснили, что анализ маммограмм для диагностики рака молочной железы с помощью ИИ позволял вычислить на 20% больше злокачественных новообразований.
Помощь во время операций
Искусственный интеллект и технологии визуализации помогают врачам и во время операций. Например, если нужно определить здоровые и пораженные опухолью участки мозга. Анализ тканей занимает время в течение операции, хирургу приходится прерываться, а удаление слишком большого количества здоровой ткани может серьезно навредить пациенту. Технология ИИ может помочь специалистам быстро и четко идентифицировать области, подлежащие удалению.
На этапе клинических исследований алгоритму дали проанализировать образцы тканей головного мозга — он диагностировал опухоли верно в 94,6% случаев, в то время как специалисты определяли зараженные клетки правильно лишь в 93,9%.
Поддержка ментального здоровья
Приложения на основе ИИ в GooglePlay и AppStore (в основном англоязычные — например, Woebot или Wysa) дают возможность пользователям поделиться с чат-ботом симптомами или тревожащими мыслями, а в ответ он предлагает варианты решения — например, практики самопомощи.
Русскоязычные боты с похожим функционалом есть и в телеграм — например, Faino и «Бот Психотерапевт КПТ». Бот может предложить техники самопомощи, посоветовать полезные видео, статьи или психологические тесты. В отличие от консультации специалиста такие приложения доступны круглосуточно. Они могут быть как платными, так и бесплатными, однако чат-бот вряд ли заменит полноценную психологическую помощь. При этом исследование, проведенное на студентах китайских университетов в 2021 году, показало, что робот-терапевт лучше подходит для самопомощи, чем чтение книг по психологии.
Разработка лекарств
В начале этого года ученые из университета Торонто представили потенциальное лекарство от рака печени (гепатоцеллюлярной карциномы): его разрабатывали с использованием искусственного интеллекта. ИИ проанализировал раковые клетки и нашел в них самые уязвимые места, а затем предложил данные о молекуле, которая могла бы справиться с раком. На анализ у ИИ ушло 30 дней. Но прежде чем получить широкое распространение, лекарство должно пройти стадию клинических испытаний.
В 2022 году другая группа исследователей с помощью ИИ обнаружила антибиотик, который может помочь против бактерии Acinetobacter baumannii — ее ВОЗ классифицирует как одну из самых опасных для человека. Acinetobacter baumannii может быть возбудителем пневмонии или менингита, а еще она достаточно устойчива к антибиотикам. Сначала ученые подвергли выращенную в лаборатории бактерию воздействию около 7500 различных химических соединений, чтобы посмотреть, могут ли они затормозить ее развитие. Искусственный интеллект «натренировали» на основе этого лабораторного эксперимента, уточнив, какие химические соединения приостановили размножение бактерии. Затем ИИ поручили проанализировать воздействие других соединений на бактерию. Алгоритм выявил пару сотен потенциально перспективных результатов, которые затем тестировали в лаборатории. Сейчас ученые работают над оптимизацией лечебных свойств найденного антибиотика.
Одну из самых больших систем для некоммерческих исследований в области применения искусственного интеллекта в медицине хотят создать основатель Meta Марк Цукерберг и его жена Присцилла Чан. В их планах — большой вычислительный кластер, который предоставит ученым доступ к ИИ: он будет моделировать виртуальные клетки, чтобы специалисты могли детально изучить, как они реагируют на инфекции и что происходит на клеточном уровне, когда ребенок рождается с редким заболеванием. Планируется, что кластер Цукербергов может помочь исследователям «вылечить, предотвратить или контролировать» многие болезни к концу этого века.
А что в России?
Представители АНО «Цифровая экономика» в октябре этого года утверждали, что Россия занимает лидирующие позиции в мире по разработке и внедрению ИИ в здравоохранение. В то же время исследование группы ученых из разных стран, опубликованное в английском журнале Journal of Clinical Medicine в 2019 году, показывает, что Россия не входит в топ стран, наиболее активно занимающихся исследованиями в области применения ИИ в медицине: в топ-5 входили США, Китай, Италия, Германия и Канада.
К тому же первая система поддержки принятия врачебных решений в России под названием Webiomed была зарегистрирована Роскомнадзором только в апреле 2020 года, тогда как, например, в США подобные системы широко распространились еще в 2010-х. Основным направлением деятельности Webiomed стал анализ рисков развития заболеваний. Пилот проекта запустили в небольшом городе Муравленко Ямало-Ненецкого автономного округа. Webiomed всего за пять дней проанализировала почти 30 тысяч медицинских карт пациентов одной из больниц. Программа нашла людей, нуждающихся в дополнительных исследованиях на предмет риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Врачи согласились с искусственным интеллектом и поставили на диспансерный учет 67 человек. В 32% случаев были выявлены пациенты с высоким и очень высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Наиболее развитой медицина на базе ИИ оказалась в Москве. В 2023 году она стала первым регионом, где бесплатно по ОМС доступны анализы маммографий с использованием искусственного интеллекта
В Минздраве утверждают, что уже более 70 регионов закупили медицинские продукты с технологией искусственного интеллекта. В основном это программы для анализа медицинских визуализаций (МРТ, рентген-снимков) или для систематизации электронных карт.
К сентябрю 2022 года уже 16% российских медучреждений использовали технологии ИИ, говорил зампредседателя правительства РФ Дмитрий Чернышенко. Также внедряют передовые разработки — анализ медицинских изображений, систематизацию медкарт и голосовые помощники — 15 субъектов, заверяют в Минздраве.
Проверить эти заявления трудно, однако стоит принимать во внимание, что в начале этого года власти скорректировали финансирование технологий на базе ИИ. Дорожная карта «Нейротехнологии и искусственный интеллект» от 2019 года предполагала, что на развитие ИИ из бюджета выделят 57 миллиардов рублей до 2024 года. В начале 2023 года финансирование урезали почти в два раза (до 24,6 миллиарда) и такая сумма будет потрачена не до 2024, а до 2030 года.
Проблема доверия и бесчувственная машина
Но не все согласны с тем, что ИИ — хороший помощник для врачей. В первую очередь, вопросы вызывает конфиденциальность данных пациентов и надежность принятых ИИ решений.
Также недавнее исследование компании Medscape, в ходе которого опросили более тысячи американских врачей, показало, что почти 60% из них не испытывают особого энтузиазма относительно ИИ. А 9 из 10 специалистов обеспокоены тем, что пациенты, которые склонны гуглить симптомы, скорее прислушаются к искусственному интеллекту, нежели к врачу.
С другой стороны, возникает и проблема доверия — без четкого понимания, как именно работает тот или иной алгоритм, пациент может не захотеть с ним взаимодействовать, даже если точность его решений высокая.
В отличие от человека у робота также отсутствует эмпатия. ИИ действительно может взять на себя рутинные задачи, но в общении пациента со специалистом важную роль играет человеческий фактор: возможность сопереживать и сочувствовать. В работе детских терапевтов, психиатров, акушеров-гинекологов особенно важна эмпатия, которую так же, как человек, пока не способен проявлять ни один продвинутый врач-робот.
