Искусственный интеллект в медицине? Машина вместо врача? Это может показаться чем-то неуютным и дискомфортным, ведь нам хочется, чтобы нас лечил человек, «которому можно посмотреть в глаза». Однако в реальной медицине есть очень много задач, с которыми программы и роботы справляются эффективнее: качественнее, быстрее и дешевле, делают меньше ошибок.

С повышением роли ИИ в медицине высококачественное лечение будет доступно большему количеству людей. И, наверное, в конце концов мы так же привыкнем к доктору-программе, как привыкли к автопилотам в гражданской авиации. Да и человеческая медицина никуда не исчезнет — ведь решения, хоть и на основе алгоритмов искусственного интеллекта, все равно принимает врач-человек.

Сегодня поговорим о самом-самом актуальном и распространенном направлении, в котором используется ИИ, — кардиология. Рак кажется многим более пугающим, но на деле занимает второе место по смертности людей в богатых странах. На первом же месте именно сердечно-сосудистые патологии — инфаркты и инсульты.

Почему ИИ ставит диагнозы лучше людей

Кардиологический потенциал ИИ начал раскрываться ещё в апреле 2017 года. Тогда в Ноттингемском университете был создан алгоритм, который после анализа данных 378 тысяч пациентов по 22 показателям (возраст, национальность, различные заболевания, уровень холестерина…) предсказал риск развития инфаркта более точно, чем врачи: от 74,5% до 76,4% точности против 72,8%. «Предсказания» были сделаны на прошлой выборке, поэтому можно было сразу увидеть, что искусственный интеллект спас бы на 355 жизней больше, чем врачи!

Как это работает? Компьютерная программа, работающая с «большими данными», может находить неочевидные связи между различными параметрами организма и делать более точные выводы. Например, врачи (основываясь на данных исследований!) до сих пор считают, что диабет — фактор риска по инфарктам, но машина игнорировала этот параметр. Поразительно, что у программы не было никаких данных об образе жизни пациента и его генетике, тогда как у врачей они были. Что же будет, если ИИ получит доступ к более полным данным? Сколько жизней он сможет спасти?

Гугл-ИИ выявляет инфаркты

Исследователи из медицинской компании Verily (владельцем которой является Google) разработали новый метод выявления сердечно-сосудистых заболеваний при помощи сканирования изображения сетчатки глаза. Для обучения алгоритма Verily использовали данные 300 000 людей: изображение их сетчатки и информацию о состоянии их здоровья, возрасте, уровне артериального давления и о том, курят ли они. Нейросеть быстро сформировала «мнение» об определенных закономерностях и научилась делать выводы о новых данных. Теперь, если сравнить его с наиболее точными медицинскими алгоритмами, предсказывающими вероятность инфаркта в ближайшие пять лет и дающими точность 70%, мы увидим, что Verily бывает прав в 72%, и при этом не требует ни сдачи крови, ни визита к доктору. Пока разработку применять не спешат — дело серьёзное, и нужно всё тщательно протестировать.

Скорая ИИ-помощь

Зато ИИ уже вовсю трудится диспетчером на скорой. В Копенгагене начал работать алгоритм Corti, который распознает инфаркт по телефонному звонку. Corti анализирует вербальные и невербальные признаки и делает вывод на 30 секунд быстрее и на 20% точнее, чем врач.

Европейская Ассоциация экстренной помощи Европы уже берет Corti на вооружение, так что скоро он будет спасать жизни также в Лондоне, Милане, Париже и Мюнхене. Возможно, Corti скоро научат распознавать инсульты и передозировку наркотиков, а также «обосновывать» свой диагноз для оператора-человека.

ИИ поможет предсказать эффективность лечения

Обычно тестирование новой технологии или метода лечения происходит так: пациентов случайным образом делят на две группы, после чего одной группе дают данный вид лечения, другой — плацебо. А может быть, можно проверить эффективность метода иначе? Не может ли быть так, что для какой-то группы будет эффективным лечение, которое не работает с остальными?

Финские исследователи из Университета Восточной Финляндии воспользовались моделированием на основе ИИ, чтобы сравнить разные альтернативы лечения и понять, кому из пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями подойдёт конкретный метод — CPAP (СИПАП). Это прибор, который под давлением нагнетает воздух в дыхательные пути во время сна. Как выяснилось, СИПАП действительно помогает снизить на 5% смертность и количество инсультов и инфарктов у пациентов с сонным апноэ, а пациентам с заболеваниями сердца он менее полезен и не может являться технологией выбора для них.

ИИ снижает риск падения давления во время операции

Вот ещё одно интереснейшее применение ИИ в кардиологии. В июне 2018 года журнал Anesthesiology опубликовал исследование, в ходе которого был создан алгоритм, прогнозирующий аномальное падение артериального давления пациента во время проведения операции. Это большая проблема, так как именно с внезапной гипотонией связаны такие грозные осложнения, как острая почечная недостаточность или постоперационный инфаркт.

Они всегда возникают внезапно и требуют экстренно спасать жизнь пациента. ИИ проанализировал давление 1334 пациентов во время операций (в общей сложности 545954 минуты) и сделал выводы о том, когда возникает гипотония. Далее исследователи проверили алгоритм на другом наборе данных (204 пациентов во время операций общей длительностью 33236 минут), в которые входило 1923 эпизода гипотонии. Алгоритм предсказывал падения давления за 15 и 10 минут — с точностью 84%, за пять минут — с точностью 87%.

Если врача рядом нет — поможет ИИ

Китайский онлайн-провайдер медицинских услуг Ping An ставит по всей стране «медицинские будки», в которых люди смогут проконсультироваться с виртуальным ИИ-доктором. Человек входит в будку и описывает свои симптомы голосом или текстом, ИИ-доктор сравнивает его описание с 300000 историй пациентов, содержащихся в базе и посылает готовый диагноз врачу-человеку на проверку.

Далее клиент в течение нескольких минут (в сложных случаях не более часа) ожидает диагноза у будки, а затем может купить в том же автомате лекарство по рецепту, выписанному онлайн (в ассортименте будки — около ста видов медикаментов). Стоимость одной будки составляет 5000 долларов, их планируется установить несколько тысяч. Конечно, к подобному формату возникает масса вопросов, но медиков в Китае не хватает катастрофически — их около 1,8 на каждую тысячу жителей (в США 2,5). Несколько будок уже стоят на просторах Китая, а приложение Good Doctor для смартфонов той же компании Ping An успешно работает с 2015 года.

Итак, искусственный интеллект хорошо ладит с «естественным» человеческим сердцем и может помочь ему работать без сбоев. Ну а роль врача-человека остается прежней: по мере своих сил наблюдать, думать, включать интуицию и делать выводы. Какими бы ни были новые технологии, главное, чтобы человеческая жизнь оставалась для нас ценностью.