Искусственный интеллект в скрининге заболеваний: перспективы развития направления
- Терапевты
ИИ в радиологии
Диагностика на основе искусственного интеллекта — одно из самых перспективных направлений медицины и радиологии в частности. Около 48% европейских радиологов готовы активно использовать ИИ в качестве рабочего инструмента, потому что:
- ИИ помогает диагностировать заболевания на ранней стадии, когда патология не заметна человеческому глазу;
- ИИ позволяет контролировать качество диагностики, проведенной человеком;
- Качество диагностики повышается, а временные затраты сокращаются.
При этом ИИ — самообучающаяся система. То есть со временем технология работает только лучше — чем больше шаблонов обработает ИИ, тем точнее будут результаты скрининга.
Какие задачи в рентгенологии решает искусственный интеллект?
- технология выделяет снимки, которые нуждаются в первоочередном внимании врача;
- ИИ умеет самостоятельно анализировать снимки и выделять области с патологическими изменениями. Также алгоритм классифицирует и оценивает серьезность патологии. Это помогает в дальнейшей постановке диагноза;
- ИИ делает снимки более качественными: увеличивает резкость, убирает шумы. Благодаря этому врачи могут сократить дозу контрастного вещества, которое вводится пациентам при МРТ.
- ИИ может предсказать развитие заболевания, возможные реакции организма на терапию, а также риск перерождения доброкачественного новообразования.
- искусственный интеллект предлагает метод исследования и готовит набор 3D-моделей органов заранее. Это позволяет быстрее увидеть результат и поставить диагноз.
98% организаций здравоохранения уже запустили или планируют реализовать стратегию внедрения ИИ. Быстрее всего этот процесс происходит в Азии — в частности, в Китае. Примером служит интернет-платформа Ping An Good Doctor, где количество зарегистрированных пользователей превысило 420 миллионов. Это онлайн-платформа управления здоровьем, в интерфейс которой интегрируются мобильные технологии и искусственный интеллект.
ИИ и пандемия
Пандемия COVID-19 стала катализатором распространения ИИ в медучреждениях по всему миру. Компания Bracco Imaging Group, международный лидер в области диагностической визуализации, совместно с Centro Diagnostico Italiano создала проект AIforCOVID. Это платформа, где в открытом доступе располагается база данных с более чем 800 рентгеновскими снимками грудной клетки. Эта информация должна помочь обучить алгоритмы и ускорить диагностику. На платформе для медицинских учреждений есть возможность пополнять базу данных своими исследованиями.
В диагностике ковида ИИ полезен не только рентгенологам. Китайская компания Megvii Technology Limited выпустила набор интеллектуальных систем измерения температуры с поддержкой искусственного интеллекта под брендом Ming Ji. Эти системы уже широко используются в Китае и Японии для температурного скрининга в местах большого скопления людей: школах, бизнес-центрах и торговых центрах. Система работает с помощью инфракрасных камер и способна измерять температуру пяти людям одновременно. Погрешность составляет всего ±0,3°C. Если через рамку проходит посетитель с повышенной температурой, срабатывает предупреждение.
В России также создали решение для быстрой диагностики коронавирусной инфекции. AI Resp анализирует по аудиозаписи дыхание, речь, кашель пациента и выдает заключение: какова вероятность, что человек болен.
Какие еще разработки в области ИИ скоро станут незаменимы при скрининге
Заболевания | Исследования |
---|---|
Опухоли головного мозга |
Исследователи Медицинской школы Икана на горе Синай обучили ИИ для дифференциальной диагностики. Алгоритм способен распознать: лимфому центральной нервной системы, глиобластому, метастазы в мозг. На МРТ они выглядят очень похожими. А алгоритм позволяет повысить точность диагностики на 19%.
Их коллеги из университета Олд Доминион в Вирджинии создали метод, который помогает не только распознать глиому, но и дать прогноз выживаемости. Он основывается на информации об интенсивности некроза, отека опухоли. Также алгоритм выявляет местонахождение глиомы и подтип. |
Рак молочной железы |
Ученые из Массачусетского технологического института создали систему Mirai. Она изучат маммограммы и предсказывает вероятность опасного заболевания, а также дает дальнейшие рекомендации. Точность распознавания недуга — 76%.
Британская компания DeepMind AI и Google Health также разработали алгоритм для определения рака молочной железы по маммограммам. Заключения ИИ сопоставили с диагнозами врачей. Машины оказались более точными и быстрыми. Значительно уменьшилось количество ложноположительных и ложноотрицательных результатов. |
Сердечно-сосудистые заболевания | Исследователи Института сердца Шмидта создали инструмент на базе искусственного интеллекта, который эффективно идентифицирует два сложно определимых состояния сердца, опасных для жизни: гипертрофическую кардиомиопатию и сердечный амилоидоз. Чтобы обучить алгоритм, были использованы 34 000 изображений УЗИ сердца. |
Скрытые переломы |
Китайские исследователи также устроили «состязание» между ИИ и врачами. На этот раз — по обнаружению переломов. Для эксперимента были использованы 2340 снимков. Машины оказались так же хороши, как рентгенологи, но не столь точны в сравнении с ортопедами.
Алгоритм искусственного интеллекта AI BoneView из Бостонского университета позволил ускорить диагностику скрытых переломов. Сеть помогла сократить пропущенные переломы на 29%. Исследователи считают, что их разработка может быть применена также для диагностики других заболеваний. |
Неврологические заболевания |
В университете Британской Колумбии исследователи придумали, как использовать ИИ для диагностики рассеянного склероза. При заболевании сокращается количество вещества, которое участвует в образовании оболочек нервных волокон, — миелина. Исследователи обучили алгоритм анализировать карты миелина и выявлять подозрительные сегменты.Точность дифференциации составила 87,9%.
Коллеги из Литвы разработали метод для выявления скрытых признаков болезни Альцгеймера в нейровизуализации. Алгоритм проанализировал 61 502 МРТ-изображений и научился классифицировать срезы головного мозга. Система смогла диагностировать Альцгеймер в 99% случаях: в эксперименте участвовали 30 095 снимков. |
Чего ждать от ИИ в будущем
В будущем алгоритмы возьмут часть работы рентгенологов на себя и смогут ускорить скрининг. ИИ будет использоваться на всех этапах:
- Автоматическое сопоставление нескольких снимков для выявления динамики заболевания и эффективности лечения.
- Индивидуальные прогнозы течения заболевания отдельных пациентов, оценка выживаемости.
- Выявление патологий на скрининговых изображениях.
Несмотря на значительные успехи использования ИИ для скрининга, разработки носят в большей степени экспериментальный характер. На то, чтобы искусственный интеллект стал настоящим помощником для врачей, понадобится около 25 лет.
Список использованных источников
- What is Artificial Intelligence (AI)?. URL: https://www.ibm.com/
cloud/ learn/ what- is-artificial- intelligence - An international survey on AI in radiology in 1,041 radiologists and radiology residents part 1: fear of replacement, knowledge, and attitude. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/
33744991/ - What Is Deep Learning? URL: https://nl.mathworks.com/
discovery/ deep- learning.html - Evaluation of an AI-Based Detection Software for Acute Findings in Abdominal Computed Tomography Scans. URL: https://ur.art1lib.com/
book/ 79134680/ 54caf6 - Artificial Intelligence in Radiology: Current Technology and Future Directions. URL: https://www.thieme-connect.com/
products/ ejournals/ pdf/ 10.1055/ s- 0038- 1673383.pdf - Künstliche Intelligenz bei Bildauswertung und Diagnosefindung. URL: https://link.springer.com/
article/ 10.1007/ s00112- 021- 01230- 9 - Predicting cancer outcomes with radiomics and artificial intelligence in radiology. URL: https://www.researchgate.net/
publication/ 355383965_ Predicting_ cancer_ outcomes_ with_ radiomics_ and_ artificial_ intelligence_ in_ radiology - AI Survey: Health Care Organizations Continue to Adopt Artificial Intelligence to Help Achieve Better, More Equitable and Affordable Patient Outcomes. URL: https://www.unitedhealthgroup.com/
newsroom/ 2021/ 2021- 12-15- optum- ai- survey- for- better- equitable- affordable- outcomes.html - China in the Global Healthcare Ecosystem. URL: https://www.svb.com/
globalassets/ library/ managedassets/ pdfs/ china- global- healthcare- report- 2020.pdf - Company Overview — Ping An Good Doctor. URL: https://www.pagd.net/
allPage/ aboutUs/ 47?lang= EN_US - The AIforCOVID imaging archive. URL: https://aiforcovid.radiomica.it/
- AIforCOVID: Predicting the clinical outcomes in patients with COVID-19 applying AI to chest-X-rays. An Italian multicentre study. URL: https://www.sciencedirect.com/
science/ article/ pii/ S13618415 21002619 - MEGVII’s Ming Ji Mini Solution Deployed in global markets to Combat COVID-19. URL: https://en.megvii.com/
news_detail/ id/ 165 - Приложение для диагностики COVID-19 (коронавируса) онлайн. URL: https://sbermed.ai/
diagnostic- center/ our- algorithms/ lungs/ - Machine learning for semiautomated classification of glioblastoma, brain metastasis and central nervous system lymphoma using magnetic resonance advanced imaging — Swinburne — Annals of Translational Medicine. URL: https://atm.amegroups.com/
article/ view/ 21264 - Context aware deep learning for brain tumor segmentation, subtype classification, and survival prediction using radiology images. URL: https://www.nature.com/
articles/ s41598- 020- 74419-9 - MIT professor’s AI predicts breast cancer risk from mammograms. URL: https://www.washingtonpost.com/
technology/ 2021/ 12/ 21/ mammogram- artificial- intelligence- cancer- prediction/ - International evaluation of an AI system for breast cancer screening. URL: https://www.deepmind.com/
publications/ international- evaluation- of- an- ai- system- for- breast- cancer- screening - New Artificial Intelligence Tool Detects Often Overlooked Heart Diseases. URL: https://www.cedars-sinai.org/
newsroom/ new- artificial- intelligence- tool- detects- often- overlooked- heart- diseases/ - Artificial intelligence detection of distal radius fractures: a comparison between the convolutional neural network and professional assessments. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
pmc/ articles/ PMC6718190/ - Study finds artificial intelligence accurately detects fractures on X-rays. URL: https://medicalxpress.com/
news/ 2021- 12- artificial- intelligence- accurately- fractures- x-rays.html - Deep Learning of Joint Myelin and T1w MRI Features in Normal-Appearing Brain Tissue to Distinguish Between Multiple Sclerosis Patients and Healthy Controls. URL: https://www.researchgate.net/
publication/ 320407046 _Deep_ Learning_ of_ Joint_ Myelin_ and_ T1w_ MRI_ Features_ in_ Normal- Appearing_ Brain_ Tissue_ to_ Distinguish_ Between_ Multiple_ Sclerosis_ Patients_ and_ Healthy_ Controls - Multiple sclerosis — a review — Dobson — 2019 — European Journal of Neurology. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/
doi/ full/ 10.1111/ ene.13819 - Analysis of Features of Alzheimer’s Disease: Detection of Early Stage from Functional Brain Changes in Magnetic Resonance Images Using a Finetuned ResNet18 Network. URL: https://portalcris.vdu.lt/
server/ api/ core/ bitstreams/ f9b5d1f5- af68- 4ed9- a6bf- 2969ddf60b3e/ content - Artificial Intelligence for the Future Radiology Diagnostic Service. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
pmc/ articles/ PMC7875875/ - Долгая счастливая жизнь. Как технологии будущего помогут победить болезни и спасут миллиарды жизней? URL: https://lenta.ru/
articles/ 2021/ 11/ 09/ screening/
Вам может быть интересно
Ключевые методы лечения аллергии во время беременности в современной медицине
Актуальное
Беременность может осложняться впервые возникшим или уже существующим аллергическим заболеванием. С учетом ограниченных возможностей использования лечебных методов, эта группа пациентов вызывает особое беспокойство врачей.
Читать статьюВыдающиеся соотечественники: Илья Ильич Мечников
Актуальное
Иммунолог, микробиолог, цитолог, эмбриолог, физиолог, патолог и лауреат Нобелевской премии — все это о выдающемся российском ученом Илье Ильиче Мечникове.
Читать статьюИммуноопосредованные заболевания, ассоциированные с риском онкологической патологии
Актуальное
В ходе большого когортного исследования оценены связи отдельных иммуноопосредованных заболеваний с различными видами онкологической патологии
Читать статьюНовый тест для выявления рака поджелудочной железы у людей с диабетом
Актуальное
Разработан новый скрининговый тест для выявления рака поджелудочной железы у людей с недавно диагностированным сахарным диабетом.
Читать статьюДиета с низким гликемическим индексом улучшает факторы риска диабета
Актуальное
Результаты метаанализа демонстрируют положительное влияние питания с низким гликемическим индексом на контроль сахарного диабета.
Читать статьюОбосновано ли ограничение соли в пище?
Актуальное
Приводит ли ограничение натрия к улучшению состояния пациентов с хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями? Обзор результатов пяти исследований.
Читать статью7 самых больших медицинских комплексов в мире
Ликбез
Просторные коридоры, огромное количество коек, новейшее оборудование, инновационные методики лечения и лучшие специалисты — все это обычно можно найти только в больших, многопрофильных медицинских комплексах.
Читать статьюКраткая история борьбы с малярией
Ликбез
История борьбы с малярией насчитывает около двух столетий. В этом видео — о том, как человечество борется с этой проблемой.
Читать статьюБактериотерапия при атопическом дерматите прошла 1 фазу исследований
Актуальное
Терапия микробиомом кожи для защиты от Staphylococcus aureus у пациентов с атопическим дерматитом показала положительные результаты в рандомизированном клиническом исследовании фазы 1
Читать статьюХОБЛ наиболее опасна в молодом возрасте
Актуальное
По результатам исследования общий уровень смертности от ХОБЛ был в пять раз выше в возрасте 35-55 лет.
Читать статьюДинамика уровня нейрофиламента, как прогностический фактор когнитивных нарушений
Актуальное
Уровни нейрофиламента плазмы могут предсказывать когнитивные нарушения и служить ранним биомаркером болезни Альцгеймера. Новости с ежегодной встречи Американской академии неврологии.
Читать статьюВОЗ выступила за самостоятельное введение пациентами инъекционных контрацептивов
Актуальное
Всемирная организация здравоохранения рекомендует сделать инъекционные контрацептивы более доступными для женщин. Соответствующий документ появился на официальном сайте организации.
Читать статью
Комментарии: 0
или
Зарегистрироватьсячтобы оставить комментарий.