ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНЫ

ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE MODERN MEDICINE

Olha Averianova

senior lecturer of the faculty of Biomedical Engineering of the National technical university of Ukraine “Kiev polytechnic institute”,

Ukraine, Kiev

Vitalii Korshak

student of the faculty of Biomedical Engineering of the National technical university of Ukraine “Kiev polytechnic institute”,

Ukraine, Kiev

АННОТАЦИЯ

В статье предлагается общий обзор развития тенденций искусственного интеллекта в сфере современной медицины. Охвачены области диагностики и реабилитации. Описаны тенденции развития технологий в ближайшем будущем.

ABSTRACT

The article proposes a general overview of development of the artificial intelligence in the area of modern medicine trends. Covered subjects are diagnosis and rehabilitation. Described technology trends in the nearest future.

Ключевые слова: искусственный интеллект; информационные технологии; медицина; машинное обучение; информация.

Keywords: artificial intelligence; Information Technology; medicine; machine learning; information.

Информационные технологии непрерывно пересекаются с науками, от которых зависит человеческая жизнь. Не смотря на скептические веяния вокруг новомодных разработок в области искусственного интеллекта, он, все же, сумел укорениться во всех сферах человеческой жизни, и имеет потенциал стать наиболее полезным в области современной медицины. Сложно представить отсутствие инструмента, который серьезно помогает повысить точность диагностики заболеваний, помогает облегчить жизнь пациентам, которым уже поставлен диагноз. Не секрет, что в руках ученных мощнейший инструмент, с помощью которого создание сверхмощных индивидуальных лекарств и методик лечения (реабилитации) становится куда более реальным.

Первооткрывателями в сфере серьезных разработок, совмещающих принципы искусственного интеллекта и медицины стали такие киты рынка информационных технологий как Intel и Elite Care, работающие над совместным проектом Вашингтонского университета по проектированию системы искусственного интеллекта, которая должна облегчить жизнь пациентам с болезнью Альцгеймера, помогая восстанавливать навыки, необходимые для ведения нормальной повседневной жизни.

Разработчикам уже удалось создать три необходимых девайса, которые на данный момент находятся на этапе тестирования в самом университете. Каждое из устройств отвечает за определенные функции, необходимые для помощи больным. Так, устройство под названием Activity Compass предназначено для максимальной ориентации больного в пространстве, даже если тот полностью потерял память. Для успешной реализации таких задач устройству необходимо заведомо получить максимальное количество информации о пациенте, о его маршрутах и распорядке дня, об особенностях организма и даже расписании приема препаратов. Вторым устройством является ADL Monitor. Девайс помогает отслеживать любые отклонения в повседневном поведении пациента. Естественно, отклонениями считаются все факторы поведения, отличающиеся от нормального. Для максимально продуктивной роботы устройству необходимо заранее получить информацию о нормальном поведении пациента. Последнее устройство – ADL Prompter – отвечает за помощь пациенту в приготовлении пищи и выполнении простейших действий на кухне.

Эти разработки дали серьезный толчок по внедрению искусственного интеллекта в медицину, главным достижением которого можно считать вовлечение крупных гигантов рынка информационных технологий и даже целых государств в процесс модернизации современной медицины. В настоящее время ведутся исследования и разработки, дающие надежду в ближайшем будущем полностью перейти к прецизионной медицине, основой которой является возможность назначения индивидуального лечения пациента, отталкиваясь от его генетических и других особенностей. В США уже объявлен запуск проектов по развитию прецизионной медицины. К концу 2019 года планируется отобрать один миллион добровольцев, которые станут подопытными в специальном научном исследовании, целью которого является выделение факторов взаимосвязи между образом жизни, средой обитания, социальным и экономическим статусом, генетической предрасположенностью и состоянием здоровья испытуемого. Полученный массив медицинских данных будет обработан с помощью инструментов искусственного интеллекта и современной мощной вычислительной техники.

Не смотря на старания конкурентов, главным игроком на рынке искусственного интеллекта в медицине остается корпорация IBM с ее суперкомпьютером Watson. Только за год обучения системы компании пришлось приобрести более тридцати миллиардов медицинских снимков, и это далеко не предел, ведь в планах остается расширение базы знаний еще на пятьдесят миллиардов снимков.

Суперкомпьютер Watson уже задействован американской кардиологической ассоциацией в проекте, основной целью которого будет модернизация принципов лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Главной задачей устройства является анализ оптимальных способов лечения с помощью программы Workplace Health. Так же Watson будет задействован для постановки более точных диагнозов, благодаря возможности поиска необходимой информации в медицинских базах и научных журналах, которые расположены в специальном удаленном облаке Watson Health Cloud.

На этом разработка суперкомпьютера не окончена. В дальнейшем планируется обучить систему ориентироваться в результатах научных исследований и клинических испытаний. Это позволит ускорить процесс разработки новых лекарственных препаратов, значительно сократив время клинических испытаний.

Корпорация IBM не ограничилась одним проектом. Интересы компании коснулись сферы радиолучевой компьютерной диагностики. Проект под названием Avicenna способен распознавать и интерпретировать текст и графические изображения. Так как в основе системы заложены разные алгоритмы для каждого из типов данных, система сможет понимать записи и интерпретировать медицинские снимки, взяв на себя обязанности ассистента радиолога. Реальное тестирование системы запланировано на конец 2016 года.

Важнейшую роль в развитии современной медицины искусственный интеллект должен отыграть именно в сфере биофармацевтики. По данным биофармацевтической компании Berg исследование одного лекарственного препарата требует огромных финансовых и временных затрат (порядка двух миллиардов долларов и более десяти лет на клинические исследования). Использование инструментов искусственного интеллекта поможет ускорить процесс разработки лекарственных препаратов и позволит фармацевтическим компаниям обратить внимание на заболевания, для которых разработка лекарств ранее не была целесообразной с точки зрения финансовых и временных затрат.

Сложно представить границы развития искусственного интеллекта, но можно поставить цели, которых необходимо достичь в ближайшем будущем. Одну из них затрагивает сфера диагностики. Несомненно, было бы здорово, если бы система могла безошибочно ставить диагноз, но ученные все еще ведут исследования и разработки в этой сфере. Подобные разработки привлекают огромное количество инвесторов. И не смотря на утопичность задачи, израильской компании MedyMatch Technology удалось разработать систему, совмещающую инструменты искусственного интеллекта и технологию Big Data, которая в режиме реального времени сравнивает снимок мозга пациента с десятками тысяч других снимков, тем самым помогая более точно диагностировать инсульт.

Одним из наиболее финансово привлекательных разделов медицины для внедрения систем, построенных на основе искусственного интеллекта, является сфера стоматологии. Но, не смотря на огромные усилия ученных, попытки создания широко-функциональной диагностической системы остановились на создании узконаправленных и мало-функциональных экспертных систем. Скорее всего, в ближайшем будущем проблема будет решена, так как система общей диагностики поможет сгладить недостаток квалификации малоопытных докторов, а более опытным поможет значительно сократить время на постановку верного диагноза.

Инновации не обошли мимо и рынок мобильных устройств. У любого пользователя, имеющего мобильное устройство, может появиться личный медицинский ассистент. Мобильное приложение, работающее на основе машинного обучения и распознавания речи либо текста, поможет в тот же момент дать ответ на интересующий вопрос, обработав некоторое количество необходимой информации, находящейся в собственной базе знаний.

Аудиторская компания Research and Markets к концу 2020 года прогнозирует десятикратный рост рынка искусственного интеллекта в медицине. К сожалению, искусственный интеллект еще не достиг того уровня, чтобы безошибочно помогать врачам в постановке диагноза и ведении лечения пациента, но уже может значительно облегчить рутинную работу врачей оптимизируя их рабочий процесс.

Список литературы:

1. Упатов Алексей. Искусственный интеллект в медицине: главные тренды в мире – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL