Применение искусственного интеллекта в медицине и здравоохранении: сферы использования и перспективы ИИ. Цифровые решения на базе искусственного интеллекта полезны для медицины не меньше роботов. Платформа Искусственного интеллекта Минздрава России — первый национальный проект, объединяющий медицинское сообщество и разработчиков решений на основе технологий машинного обучения и искусственного интеллекта (ИИ). Начались клинические испытания первого лекарства, целиком разработанного искусственным интеллектом (ИИ), сообщает CNBC. В последнее время появляется все больше новостей о применении искусственного интеллекта (ИИ) в медицине и здравоохранении.
Национальная база медицинских знаний
На данный момент уже есть симуляции отдельных органов или систем, однако в ближайшей перспективе возможно создание моделей, имитирующих целые тела. Созданием цифровых двойников группы наиболее распространенных заболеваний в области кардиологии и онкологии занимаются ученые Сеченовского университета. Разработку прототипов цифровых двойников планируется завершить к 2025 году. Обучение медперсонала. Медики осваивают новые навыки благодаря симуляции реальных обстоятельств, без риска нанести травму пациенту или испортить оборудование. Например, уже разработана технология виртуальной реальности для обучения специалистов по рентгенографии. Разработка новых лекарств.
По данным Калифорнийской ассоциации биомедицинских исследований, путь лекарства от исследовательской лаборатории до пациента занимает в среднем 12 лет. Только один из тысячи препаратов доходит до тестирования на людях, и только один из пяти тысяч препаратов утверждается для практического использования и выходит на рынок. Применение технологий ИИ значительно сократит как время вывода новых лекарств на рынок, так и их стоимость. Более того, она способна предсказывать токсикологические и физико-химические свойства соединений, а потенциально и вовсе снижать их токсичность. Сейчас платформа тестируется.
Искусственный интеллект ИИ сделают базовой медицинской технологией, эта задача вошла в Стратегию развития московского здравоохранения до 2030 года. Об этом сообщил в своем личном блоге мэр столицы Сергей Собянин. Источник: Freepik Мэр Москвы отметил, что ИИ помогает врачам-терапевтам ставить диагнозы и создавать перечни исследований.
Среди важнейших вопросов — обработка колоссального объема биомедицинских данных, их подготовка и анализ для прогнозирования и лечения различных заболеваний. Конференция "Вычислительная биология и искусственный интеллект для персонализированной медицины — 2024" - яркое ежегодное событие для врачей, ученых, представителей IT-отрасли и всех специалистов, которых волнуют вопросы медицины будущего. Программа конференции подробно отразит все современные возможности применения информационных технологий в биомедицинских исследованиях и клинической деятельности.
Исследования, которыми занимается Центр прикладного ИИ, применяются в лечении онкологии и эпилепсии Источник: Анастасия Пешкова Мы собирали данные из двух медицинских центров больше года, проводили их разметку, и сейчас у нашей команды самый большой в мире датасет по этой патологии. Пока наша система работает на уровне среднего врача, но мы совершенствуем ее. Структурная показывает трехмерную картинку мозга, а функциональная — активность разных зон мозга. У здоровых людей расположение областей, отвечающих за движение, речь, зрение, плюс-минус известно. Но даже у здоровых людей они могут немного варьироваться, их расположение может отличаться на несколько сантиметров. У людей со структурными патологиями, такими как опухоль, эти зоны могут смещаться ввиду нейропластичности, и до операции это неизвестно.
Во время операции нужно соблюдать баланс: убрать как можно больше пораженной ткани и оставить как можно больше здоровой, чтобы не повредить важные мозговые центры. Чтобы не вырезать лишнего, прямо во время операции пациента будят, разговаривают с ним, дотрагиваются электродами до поверхности мозга и смотрят на результат. Например, когда попадают в речевую зону, человек начинает запинаться, а если воздействуют на моторную зону, он не может пошевелить рукой. В мозге нет болевых рецепторов, поэтому пациенту в сознании не больно. Я сам несколько раз был на таких операциях, чтобы понимать, как это работает. Хирург о чём-то говорит с человеком и при этом удаляет какие-то участки. И так несколько часов. Желательно локализацию этих зон хотя бы примерно знать до операции, когда череп еще не вскрыт. Здесь и выручает ФМРТ, которая при наложении на структурную МРТ позволяет получить карту функциональных зон, которые для наглядности можно раскрасить в разные цвета.
Если нейрохирург увидит такую трехмерную модель до операции, он сможет спланировать ее ход. А если мы загрузим эту модель в нейронавигационную систему, то хирург в реальном времени будет видеть на экране, где находится его скальпель относительно конкретных зон. Лаборатория изучает мозг человека, больше половины проектов связаны с нейровизуализацией Источник: Анастасия Пешкова — Недавно вы начали совместный проект с Университетом Шарджи ОАЭ. Это ваше первое сотрудничество с арабскими коллегами? Российскую часть возглавляю я, а арабскую — Рифат Хамуди, профессор и директор Научно-инновационного центра точной медицины в Университете Шарджи. Они в большей степени отвечают за медицину и биологию, сбор данных, мы как центр ИИ — за анализ данных, обработку и построение моделей. Стартовым проектом совместной лаборатории стало создание методов и моделей исследования гетерогенности раковых опухолей.
Комплексный анализ работы сервисов ИИ в медицине провели в Москве
По прогнозу генерального директора Ассоциации разработчиков и пользователей систем искусственного интеллекта в медицине «Национальная база медицинских знаний» Бориса Зингермана, ИИ будет активно закрывать ниши, в которых не хватает квалифицированных. Многие россияне опасаются применения ИИ в медицине. Непропорциональное использование искусственного интеллекта у «имущих», в отличие от «неимущих», может увеличить существующий разрыв в состоянии здоровья.
Направления деятельности и рабочие группы
- Разработка и синтез лекарственных препаратов
- Искусственный интеллект в медицине и здравоохранении
- Искусственный интеллект в медицине: новая эпоха в диагностике и лечении
- Искусственный интеллект в клинической медицине | Новый Элемент
- Мы рекомендуем
- Подписка на дайджест
Что хотите найти?
Эта информация доступна для машинной обработки, что способствует целям развития ИИ в здравоохранении, полагает Дмитрий Темнов. О необходимости работы с разными источниками данных рассказала Елена Соколова Sber AI Lab; лаборатория искусственного интеллекта «Сбера» : «Это и медицинские тексты, и изображения, и сигналы. Например, в 2021 году благодаря анализу медицинских сведений мы создали решения для определения вероятности нового коронавируса по кашлю, и Symptom Checker — решение для анализа симптоматики заболевания пациента и подсказки, к какому врачу с такой симптоматикой лучше обратиться». В планах Sber AI Lab — развивать направление популяционного анализа населения для выявления пациентов из группы риска развития хронических болезней. Этот проект базируется на анализе электронных медкарт. А еще один проект — персональная комплексная диагностика пациента, которая также будет основана на изучении ИИ его медкарты. Пример такого проекта мы реализовывали в 2022 году вместе с правительством Москвы. Речь идет о проекте диагностического ассистента.
Разработанная модель ИИ анализирует всю содержащуюся в медкарте информацию: жалобы, результаты инструментальных и лабораторных исследований, анамнез, описание заключений — и выдает второе мнение врачу. Модель обучалась на обезличенных данных более чем на 30 млн визитов пациентов», - поделилась Елена Соколова из лаборатории искусственного интеллекта «Сбера». В медицине большинство сервисов для обработки диагностических изображений ориентировано на лучевое исследование, говорит Анна Мещерякова, гендиректор компании «Платформа «Третье мнение»: «Уровень зрелости этого направления самый высокий: данные — цифровые, инфраструктура наиболее готова к внедрению ИИ. Поэтому большинство сервисов, которые мы в «Третьем мнении» вывели на рынок, — это сервисы для отделения лучевой диагностики». Недавно организация в одном из регионов завершила проект по ретроспективному анализу исследований грудной клетки, были проанализированы данные за 1,5 года. Технологии помогают и младшему медперсоналу. Например, медсестры благодаря push-уведомлениям смогут до 50 раз быстрее реагировать на тревожные ситуации, связанные с возможным падением пациентов», - говорит Анна Мещерякова.
Барьеры для внедрения ИИ Вопреки всем успехам, реального внедрения серьезных, глубоких систем поддержки принятия врачебных решений на федеральном уровне очень мало, подытожил руководитель экспертной группы «Цифровые технологии в медицине» при АНО «Цифровая экономика», гендиректор ассоциации «НБМЗ» и руководитель направления цифровой медицины компании «Инвитро» Борис Зингерман.
Основные технологии и методы, используемые в диагностике с помощью искусственного интеллекта, включают в себя машинное обучение, нейронные сети, глубокое обучение и алгоритмы обработки естественного языка. Машинное обучение позволяет компьютерным системам обучаться на основе больших объемов данных и выявлять закономерности, которые помогают в диагностике различных заболеваний. Нейронные сети и глубокое обучение позволяют моделям искусственного интеллекта распознавать сложные образы и паттерны, что особенно полезно в распознавании изображений и интерпретации медицинских снимков. Алгоритмы обработки естественного языка позволяют системам искусственного интеллекта анализировать и интерпретировать текстовую информацию, что особенно полезно при обработке медицинских записей и отчетов. Такие системы могут распознавать ключевые симптомы, осуществлять дифференциальные диагнозы и предлагать рекомендации по дальнейшему обследованию и лечению пациентов. Важно отметить, что применение искусственного интеллекта в диагностике требует достаточного объема и качества данных для обучения моделей. Также необходимы надежные алгоритмы для обеспечения защиты конфиденциальности пациентов и предотвращения ошибок.
В целом, применение искусственного интеллекта в диагностике позволяет значительно повысить эффективность и достоверность медицинских процедур, ускорить принятие решений и улучшить прогнозы для пациентов. Это открывает новые возможности в медицинской практике и способствует развитию прогрессивных методов диагностики и лечения заболеваний. Как искусственный интеллект помогает в определении редких и генетических заболеваний Искусственный интеллект играет все более важную роль в области медицины, особенно в обнаружении и диагностике редких и генетических заболеваний. Благодаря своим вычислительным возможностям и способности обрабатывать и анализировать большие объемы данных, искусственный интеллект может помочь в определении и понимании этих сложных и необычных состояний. Искусственный интеллект использует алгоритмы машинного обучения и глубокого обучения для анализа различных типов данных, таких как медицинские изображения, генетическая информация, результаты лабораторных анализов и многое другое. При помощи этих данных искусственный интеллект может выявлять корреляции, паттерны и скрытые взаимосвязи между различными заболеваниями и их симптомами. Одной из самых важных функций искусственного интеллекта в диагностике редких и генетических заболеваний является распознавание нежелательных генетических вариантов. Используя мощные алгоритмы, искусственный интеллект может анализировать генетическую информацию пациента и сравнивать ее с базами данных геномов, чтобы идентифицировать редкие или мутационные гены, которые могут быть связаны с заболеванием.
Благодаря такому анализу искусственный интеллект может помочь в определении вероятности развития определенного генетического заболевания у пациента, что позволяет врачам принимать ранние меры по предупреждению или лечению. Он также может помочь в выборе наиболее эффективных методов лечения, учитывая индивидуальные особенности пациента и его генетическую предрасположенность. Кроме того, искусственный интеллект может помочь в исследованиях редких и генетических заболеваний путем анализа большого объема данных о пациентах. Это позволяет ученым выявлять новые паттерны и корреляции, определять новые подтипы заболеваний и разрабатывать инновационные методы лечения. Искусственный интеллект является мощным инструментом в борьбе с редкими и генетическими заболеваниями, обеспечивая более точную диагностику, персонализированное лечение и новые направления исследований. Это открывает новые перспективы для пациентов, страдающих от этих сложных состояний, и помогает предотвратить прогрессирование заболевания и улучшить качество их жизни. Искусственный интеллект в процессе лечения: персонализированная медицина и индивидуальные прогнозы Искусственный интеллект ИИ в медицине привносит новые возможности в процесс лечения, делая его более персонализированным и эффективным. Благодаря ИИ, врачи и исследователи получают доступ к огромным объемам данных, анализ и обработка которых помогают прогнозировать результаты лечения и предсказывать индивидуальные характеристики пациентов.
Использование ИИ в процессе лечения способствует развитию персонализированной медицины, где каждому пациенту предлагается индивидуальный подход и оптимальный план лечения. Алгоритмы машинного обучения и искусственные нейронные сети позволяют анализировать множество факторов, таких как генетическая предрасположенность, медицинская история, прогнозируемые реакции на определенные лекарственные препараты и другие факторы, которые могут влиять на эффективность лечения.
В 2023 году 61 известная ИИ-модель была создана американскими учреждениями, что намного превышает 21 модель Европейского союза и 15 моделей Китая.
Инвестиции в генеративный ИИ стремительно растут. Несмотря на снижение общих частных инвестиций в ИИ в прошлом году, финансирование генеративного ИИ резко выросло, увеличившись по сравнению с 2022 годом и достигнув 25,2 млрд долларов. ИИ повышает производительность труда сотрудников.
В 2023 году в нескольких исследованиях оценивалось влияние ИИ на труд, и было высказано предположение, что ИИ позволяет работникам быстрее выполнять задачи и повышать качество своей продукции. Эти исследования также продемонстрировали потенциал ИИ для преодоления разрыва в навыках между низкоквалифицированными и высококвалифицированными работниками. Благодаря искусственному интеллекту научный прогресс ускоряется еще сильнее.
В 2022 году ИИ начал ускорять научные открытия.
Один из самых необычных используют в Краснодаре. Там алгоритм оценивает эмбрионы для трансплантации будущим мамам. Оценивает плод нейросеть в течение пяти дней. Алгоритм ведет съемку зародышей каждые десять минут.
В отличие от традиционного метода, вынимать эмбрионы из инкубатора не нужно. И, соответственно, это идет в помощь эмбриологу, чтобы лучшего качества эмбрион перенести", — пояснила заведующая эмбриологической лабораторией Алина Карпенко. Есть и обратные примеры. В ноябре Росздравнадзор впервые приостановил работу нейросети компании "Интеллоджик". Решение регулятора разработчики хотят опровергнуть.
С 2023 года в России есть ГОСТ для проектирования и тестирования нейросетей, где алгоритмам прописали жизненный цикл, по итогу которого программы нужно проверять и обновлять. Как раз по этим принципам в московском онкоцентре имени Блохина врачи обучают нейросети. К медикам обращаются клиники со всей страны.
ИИ в медицине: тренды и примеры применения
Искусственный интеллект (ИИ) помогает врачам ставить верный диагноз и назначать нужные исследования. Искусственный интеллект (ИИ) применяется во многих отраслях медицины и кажется, что его преимущества по сравнению с человеком очевидны. Искусственный интеллект (ИИ) помогает врачам ставить верный диагноз и назначать нужные исследования.
Собянин сообщил, что в Москве ИИ станет базовой медицинской технологией
Применение искусственного интеллекта в медицине позволит повысить удовлетворенность пациентов работой медицинского персонала, снизить нагрузку на врачей, уменьшить стоимость услуг и повысить качество медицинской помощи. Кроме того, многим развивающимся странам для внедрения искусственного интеллекта в медицину не хватает оборудования и средств. Искусственный интеллект (ИИ), безусловно, главная инновация XXI века, обладающая колоссальным значением для общества. 6 случаев, когда искусственный интеллект может творить чудеса в здравоохранении. Ученые из Сколковского института наук и технологий (Сколтех) занимаются применением методов машинного обучения и искусственного интеллекта в медицине.
Лечат рак и эпилепсию: как искусственный интеллект помогает врачам и спасает жизни
В результате сфера здравоохранения стала лидером по внедрению инноваций, в основном на базе искусственного интеллекта. Заместитель главы федерального минздрава Павел Пугачев отметил, что на данный момент зарегистрированы Росздравнадзором и уже применяются в больницах более 20 медицинских изделий на основе нейросетей. Кроме того, по оценкам ВОЗ, к 2030 году во всем мире ожидается дефицит порядка 10 миллионов медработников. Спрос на высококвалифицированных специалистов растет уже сейчас. Все это говорит о необходимости освободить врачей от рутины, заполнения бумаг и медкарт пациентов. Обработка речи человека, интеллектуальная поддержка принятия решений и другие технологии на базе ИИ помогут медикам уделять больше времени на диагностику сложных случаев и повысить эффективность лечения больных. Как российские медики применяют ИИ сейчас Компьютерное зрение Эта разработка — одна из наиболее востребованных сейчас в медицине технологий на базе нейросетей.
Тогда берется анализ патологической ткани и проводится ее детальный анализ. Какие-то части этой сложной неоднородной структуры могут откликаться на терапию, какие-то — нет. Если это понять заранее, в теории можно намного более успешно, прицельно и качественно назначать препараты. В идеале это может позволить создать системы поддержки врачебных решений: опираясь на большое число фактов, давать рекомендации доктору, какая терапия в этом случае предпочтительна. А специалист, соединяя их с другими фактами, принимает решение. Расскажите, пожалуйста, об этом проекте. Также эта система позволяет составить карту функциональных зон мозга, отвечающих за движение, зрение, речь и так далее. Бывает форма эпилепсии, когда лекарства не помогают, и таких больных довольно много. Их проблема зачастую заключается в том, что в мозге есть маленькая область, которая вследствие разных причин вызывает поразительную активность и приступ. Если говорить о детях, то они догоняют сверстников, нормально ходят в школу.
У взрослых прекращаются приступы, возвращаются когнитивные способности. Но одна из проблем в том, что такие области очень похожи на здоровую ткань и их сложно найти. Заказчиками многих исследований являются известные медицинские научные институты Источник: Анастасия Пешкова По отзывам наших медицинских партнеров, в России есть единицы опытных рентгенологов, которые могут найти такие патологии на снимках МРТ. Эти врачи есть в крупных городах: в Москве, Питере, Новосибирске. Каждый из них может просматривать в день снимки не более трех-четырех пациентов. Соответственно, ожидание растягивается более чем на полгода. Мы начали делать систему, которая должна выполнить две базовые задачи: помочь опытному врачу сократить время поиска, а неопытному — подсказать, какие части мозга смотреть. Исследования, которыми занимается Центр прикладного ИИ, применяются в лечении онкологии и эпилепсии Источник: Анастасия Пешкова Мы собирали данные из двух медицинских центров больше года, проводили их разметку, и сейчас у нашей команды самый большой в мире датасет по этой патологии. Пока наша система работает на уровне среднего врача, но мы совершенствуем ее. Структурная показывает трехмерную картинку мозга, а функциональная — активность разных зон мозга.
У здоровых людей расположение областей, отвечающих за движение, речь, зрение, плюс-минус известно. Но даже у здоровых людей они могут немного варьироваться, их расположение может отличаться на несколько сантиметров.
И в качестве подтверждения требовал нажатия соответствующей кнопки на экране смартфона. То есть осуществляла поиск скрытых закономерностей.
Например, у одного ребёнка «Джейн» выявила жёсткую причинно-следственную зависимость между фазами Луны и обострениями болезни. Ни родители, ни врачи этой связи не чувствовали и не знали о ней. Они просто отмечали в электронном дневнике дни, в которые происходили приступы. Я, конечно, всё перепроверил, долго копался в научных трудах.
И нашёл публикации, в которых учёные отмечали селенозависимость течения эпилепсии у отдельных людей. Но объяснить её, кстати, медики пока не могут. Зачастую эпилептики — очень метеозависимые люди. Циклолептическое течение эпилепсии встречается довольно часто, и система очень быстро научается прогнозировать интервалы этих циклов.
Если у ребёнка приступы происходят, например, каждые пять дней, система это спрогнозирует. Напомнит родителям, что сегодня с большой вероятностью будет обострение, и попросит быть внимательнее к своему чаду. Современная медицина не обладает такими средствами. Но, как я уже сказал, к приступу можно будет подготовиться, чтобы он нанёс минимальный вред.
В этот день ребёнок должен быть дома и избегать активностей, которые могут быть опасны в случае потери сознания. То есть родители не должны пускать его на горку, на качели, в бассейн и так далее. Почему «Джейн» оказалась не у дел — Почему мы говорим о «Джейн» в прошедшем времени? Всё, что я вам рассказываю, связано с опытной эксплуатацией «Джейн» врачами одной московской больницы, специализирующимися на эпилепсии.
Врачи ей пользовались под моим контролем. Наши алгоритмы помогли уточнить диагнозы и скорректировать лечение десятка пациентов. Однако в определённый момент мы столкнулись с проблемой — чтобы продолжать использовать систему, требовалось сертифицировать её в качестве медицинского изделия. Процесс этот довольно сложный, он потребовал бы от нашего коллектива больших затрат времени и сил.
Никто не мог дать гарантии того, что после сертификации «Джейн» купят. А делать такую сложную систему просто так, для себя, смысла не было. Поэтому я решил сосредоточиться на развитии других проектов. У нас был чат-бот, у нас была веб-версия, система «крутилась» на сервере.
Если бы я не остановил разработку, то следующий модуль, который мы делали, обеспечивал бы вывод по аналогии. Предполагалось, что в систему загрузят большое количество историй болезни. И тогда «Джейн» могла бы находить совпадения, смотреть, как лечится один пациент, как другой, какие у них прогнозы, признаки выздоровления и так далее. И система такая будет очень полезна, если кто-то заинтересуется её покупкой и внедрением.
Проект «Джейн» развивался в течение трёх лет. Обнаруженные аналоги могли предложить только электронный дневник. Это были простые информационные системы для записи симптомов и жалоб пациентов. Таких крутых фишек, интеллектуальных функций, настроенных именно на проблему эпилепсии, как в «Джейн», больше ни у кого в мире не было.
Встречались с представителями популярных компаний, предоставляющих услуги по лабораторной диагностике. Мы предлагали им войти в проект и развивать его под своим брендом. Мы могли бы сделать полную интеграцию. Но этого не случилось, никто из потенциальных инвесторов так и не решился на сотрудничество.
Стоимость разработки интеллектуальной системы, подобной «Джейн», по оценкам АИИ , начинается от 250 тысяч рублей. Что в России нужно сделать, чтобы на законных основаниях продавать медицинские системы? То есть мы должны фактически провести независимую оценку эффективности изделия, применяя методы доказательной медицины.
Об этом рассказал руководитель исследовательской группы Центра прикладного ИИ Сколтеха, кандидат физико-математических наук Максим Шараев.
Учился на кафедре биофизики. Максим — эксперт в области нейровизуализации, нейротехнологий и машинного обучения, автор ряда исследований в области когнитивных технологий и нейроинтерфейсов. Мне с детства было очень интересно находить новую информацию, которую приходилось буквально собирать по крупицам. Когда начал работать в науке, стало понятно, что и здесь много рутины.
Это только в кино каждый день какие-то прорывы, а в реальности работа ученого — это в основном кропотливый труд. Больше всего раздражают бюрократические, административные вопросы, которые отвлекают от научной деятельности и сильно выматывают. Но зато, когда что-то получается, подтверждается гипотеза и есть результат — например, научная статья в авторитетном журнале — это радует и вдохновляет. Максим с детства хотел заниматься наукой Источник: Анастасия Пешкова — А почему вы выбрали биофизику?
Еще с ранних лет мне было интересно всё, что связано с изучением мозга. Когда я был маленьким, мне казалось, что для этого нужны знания по биологии, нейрофизиологии, психологии. Но потом, в том числе благодаря родителям и учителям, я понял, что современные науки, особенно те, где есть большое количество экспериментальных данных, сложные приборы, установки, невозможно постичь без естественно-научного образования в качестве базы. Эмпирическая биология и нейрофизиология, когда было достаточно простых наблюдений и анализов, давно закончилась.
Сейчас любая сложная наука — это наука данных, а методы их анализа одни и те же в любых областях. Биохимическая физика — это применение физико-математических методов к биологическим системам. Исследования по большей части имеют прикладной характер Источник: Анастасия Пешкова — Наша лаборатория изучает мозг человека, больше половины проектов связаны с нейровизуализацией — получением и анализом данных работы мозга. Для этого применяются математическое моделирование, методы машинного обучения и искусственного интеллекта.
Но в процессе решения прикладных задач часто возникают и фундаментальные, например, касающиеся методов: разработка новых типов нейронных сетей, новых архитектур, подходов к анализу данных. Также мы занимаемся так называемой персонализированной медициной. По каждому человеку можно собрать огромное количество данных: геномные, транскриптомные, МРТ мозга, энцефалограмма, анализы крови и так далее. Суммарно это даст очень информативный индивидуальный портрет человека.
А методы машинного обучения ИИ позволяют эти данные объединить и сделать полезный вывод для науки или для лечения человека.