Искусственный интеллект (ИИ) решает задачи, требующие мыслительных способностей человека по запоминанию и обработке информации. Благодаря методам машинного обучения и компьютерного зрения технологии анализируют большой объём данных в короткие сроки, выявляя в них математические закономерности.
Чем обусловлен рост интереса к ИИ в сфере медицины в России
В 2019 году компания EY провела исследование рынка коммерческой медицины и системы здравоохранения в России. Опрос выявил растущий интерес к цифровизации здравоохранения: 38% респондентов отметили технологичность медицинской помощи как неотъемлемый критерий её качества1.
При этом врачи сталкиваются с необходимостью обработки большого количества информации: личных данных пациента, анамнеза, результатов исследований. При этом обследование зачастую сопряжено с большим количеством рутинных операций, например, в медицинской визуализации при интерпретации диагностических снимков.
Необходимость поиска новых подходов в оказании медицинской помощи обозначила пандемия COVID-19. В этот период почти в два раза увеличились расходы регионов на здравоохранение, сообщает РБК со ссылкой на Аналитическое кредитное рейтинговое агентство (АКРА)2.
Решения на основе искусственного интеллекта органично встраиваются в формирование цифрового контура в здравоохранении:
- быстрая обработка и передача информации;
- частичная автоматизация исследования;
- возможность восполнить недостаток квалифицированных кадров.
В каких регионах применяется искусственный интеллект
В июле 2020 года в Кировской области завершился пилотный проект по внедрению системы поддержки принятия врачебных решений. В реализации проекта приняли участие Медицинский информационно-аналитический центр и ряд медицинских учреждений региона, включая Кировский клинико-диагностический центр, Центр онкологии и медицинской радиологии и Центр кардиологии и неврологии3.
По его итогам участники отметили важность прогностических инструментов искусственного интеллекта3:
- система оценивает факторы риска заболевания;
- помогает выявлять патологию на ранних стадиях;
- упрощает профилактические мероприятия для хронических неинфекционных заболеваний.
Продолжается дальнейшая интеграция технологий ИИ в медицинские информационные системы. Планируется, что пациент сможет ознакомиться с результатами обследований в личном кабинете3.
В Якутии при поддержке Минздрава России разработан пилотный проект “ОНКОПОИСКСАХА.РФ”. Разработчики рассматривают применение ИИ-решений в профилактической медицине онкопатологий. На официальном сайте онлайн-проекта представлены основные этапы скрининга4:
- пациент заполняет анкету, которую оценивает нейросеть;
- в случае высокого риска онкологии предлагает записаться на приём в клинику;
- на базе Якутского республиканского онкологического диспансера пациенту проводятся основные лабораторные и инструментальные исследования;
- по результатам опроса и посещения клиники может быть назначено дополнительное обследование.
Проект направлен на выявление распространённых онкологических заболеваний4:
- рака лёгкого;
- рака молочной железы;
- колоректального рака;
- рака печени;
- рака шейки матки;
- рака предстательной железы.
Единая радиологическая информационная система (ЕРИС) Москвы обеспечивает эффективный обмен информацией между диагностическими центрами. В её базе хранятся данные лучевых исследований: КТ, МРТ, флюорографии и рентгенографии5.
В сервис интегрированы различные ИИ-платформы с технологией компьютерного зрения. Алгоритмы представляют «второе мнение» для рентгенолога, ускоряя аннотирование диагностического снимка. ИИ выделяет патологические области, оценивает степень поражения и формирует предварительное описание6.
Инициативы Минздрава РФ в области применения ИИ в здравоохранении
В июле 2020 года Минздрав РФ поддержал разработку стандартов в сфере применения искусственного интеллекта в здравоохранении. В ведомстве отметили, что формирование нормативной базы поможет выработать единые подходы к оценке безопасности и надёжности систем на основе ИИ7. Инициатива направлена на повышение доверия к применению технологий в медицине8.
Осенью 2020 года при поддержке Минздрава РФ стартовал проект «Цифровая диагностика», сообщает официальный сайт ведомства. В эксперименте приняли участие 13 медицинских учреждений Ханты-Мансийского автономного округа9.
В ходе проекта участники отметили ряд преимуществ применения ИИ9:
- акцентирует внимание врача на патологических изменениях;
- помогает сформировать итоговое заключение;
- ускоряет проведение исследования в 4-5 раз;
- восполняет недостаток квалифицированных специалистов.
Специалисты изучили более 2 тысяч диагностических изображений с использованием технологий компьютерного зрения9.
Федеральные ИИ платформы
Минздрав совместно с корпорацией «Ростех» инициировал проект по созданию площадки, которая предоставляет информационную поддержку разработчикам ИИ-решений в области медицины. Результатом стала первая версия федеральной платформы ИИ, созданная в июле 2021 года, сообщает “Коммерсантъ” со ссылкой на ведомство10.
Для обучения и проверки алгоритма необходимы верифицированные датасеты. Разработчикам предоставлена информация, интегрированная из электронных медицинских карт. При этом все данные россиян были обезличены10.
В качестве их источников выступили10:
- Данные Федеральной интегрированной электронной медицинской карты, которая является подсистемой Единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения.
- Информация медицинских научных исследовательских центров, подведомственных Минздраву: НМИЦ нейрохирургии имени академика Н. Н. Бурденко, НМИЦ хирургии имени А. В. Вишневского, НМИЦ онкологии имени Н. Н. Блохина, НМИЦ имени В. А. Алмазова и НМИЦ эндокринологии.
Собранная информация помогла сформировать аннотированные наборы данных, включая заключения лучевой диагностики и патоморфологических исследований10.
Практика применения ИИ в России
В каких медицинских направлениях используется ИИ
Актуальные направления по применению искусственного интеллекта в медицине реализует компания СберМедИИ. Экосистемный интегратор предлагает медицинскому персоналу и организаторам здравоохранения диагностический центр на базе ИИ (MDDC). В состав MDDC входят алгоритмы, решающие широкий спектр клинических задач:
- Умный помощник врача «ТОП-3». Сервис проводит анализ данных электронной медицинской карты пациента и анамнеза. ИИ предлагает врачу три наиболее вероятных диагноза с использованием буквенно-цифрового кода по МКБ-10.
- КТ Инсульт. Алгоритм размечает на КТ-снимках головы зоны нарушенного кровообращения, которые встречаются при инсульте. Изменения оцениваются по шкале ASPECTS.
- КТ Лёгких. Искусственный интеллект подсвечивает очаги лёгочной ткани, которые образуются при респираторных заболеваниях, включая вирусную пневмонию COVID-19. Другая задача алгоритма — ранняя диагностика онкологических заболеваний. Нейросеть выявляет минимальные узелковые новообразования в лёгких, превышающие порог в 4 мм.
- Маммография. Сервис повышает эффективность скрининга: алгоритм выделяет контуры новообразований и оценивает изменения по шкале BI-RADS. Врач видит вероятность злокачественной опухоли, вычисленную системой. Это помогает планировать дальнейшие обследования и лечение.
- Короткое ЭКГ. ИИ ускоряет оказание помощи тяжёлым пациентам: врачи СМП и ФАП быстрее анализируют ЭКГ в формате онлайн-консультаций.
- Мобильное приложение AI Resp. Искусственный интеллект обрабатывает загруженную аудиозапись дыхания и речи и выявляет акустические признаки респираторных инфекций.
- Мобильное приложение AI Skin. Пациент может самостоятельно провести первичную диагностику кожных заболеваний. Для этого достаточно сфотографировать проблемный участок и загрузить изображение. Сервис оценивает вероятность для 7 кожных высыпаний, а заключение подтверждается на приёме у врача.
География успешного внедрения алгоритмов MDDC в регионы России:
- Карачаево-Черкесская Республика. Проводился пилотный проект «Ретроспективный анализ исследований «КТ Лёгких». Ранее в Карачаево-Черкесской Республике компанией СберМедИИ был внедрён алгоритм «КТ Лёгких» для обнаружения COVID-19. 1500 деперсонализированных снимков было проанализировано повторно — теперь ИИ искал узелковые новообразования в лёгких. По итогам у 12 пациентов были обнаружены патологические образования, среди которых у 8 врачи-онкологи подтвердили онкологическое заболевание.
- Ярославская область. 55 станций скорой помощи и фельдшерско-акушерских пунктов были оснащены сервисом MDDC Cardio. Анализ электрокардиограмм искусственным интеллектом позволил ускорить расшифровку ЭКГ в посёлке Поречье-Рыбное.
- Тюменская область. С ноября по январь 2022 года в Областной клинической больнице №2 было проведено более 500 КТ-исследований головного мозга с использованием сервиса «КТ Инсульт».
- Хабаровск. «КТ Инсульт» позволил существенно сократить время, необходимое для постановки диагноза. Раньше у врача Краевой клинической больницы №2 города Хабаровска описание снимков головного мозга занимало от 15 минут до 1 часа. Используя возможности ИИ, специалисты ККБ №2 смогли повысить скорость диагностики: теперь предварительный диагноз может быть поставлен в течение 2 минут.
- Нижегородская область. СберМедИИ помогла внедрить новые решения в Борскую ЦРБ. Аппараты для проведения компьютерной томографии были снабжены ПО «КТ Лёгких». За время пилотирования проекта проведено более 100 исследований. Благодаря сервису реализована маршрутизация пациентов: ИИ помогает быстрее выявить тяжёлых больных для оказания медицинской помощи.
Применение искусственного интеллекта позволяет улучшить организацию лечебно-диагностического процесса. Внимание разработчиков ИИ в России направлено на разные сферы диагностики: от скрининга до углубленного анализа симптомов с верификацией заключения.
Использование искусственного интеллекта в клиниках и больницах
Пример цифровизации эндоскопических исследований — внедрение искусственного интеллекта в городской клинической больнице им. Боткина. Тестирование сервиса начали в феврале 2021 года11.
Используемый ИИ обучается на эндоскопических изображениях, полученных на практике в ходе фото- или видеофиксации. Опыт многочисленных исследований преобразуется в цифровые алгоритмы, уже сейчас помогая в решении диагностических задач11.
Сервис облегчает визуальный поиск патологий: ИИ подсвечивает патологический участок, акцентируя внимание врача. Алгоритмы оказывают квалифицированную поддержку молодым специалистам, повышая диагностическую насмотренность11.
В ноябре 2021 года компания «Интеллоджик» запустила пилотный проект в Александровской больнице Санкт-Петербурга с участием цифровых медицинских сервисов, сообщает РБК12.
Платформа Botkin.AI позволяет эффективно отвечать на «ковидные» вызовы, сохраняя человеческие и материальные ресурсы12:
- анализирует данные анамнеза, лабораторных и инструментальных исследований пациентов;
- формирует математическую модель, отражающую индивидуальные патогенетические цепочки;
- позволяет подобрать терапию и оценить вероятные результаты лечения;
- прогнозирует смертность после операции или другого вмешательства.
Сервис минимизирует врачебные ошибки при скрининге онкологических заболеваний, помогая выявлять патологию на ранней стадии12.
Станция скорой и неотложной медицинской помощи имени А.С. Пучкова в Москве применяет искусственный интеллект для ускоренной оценки вызова пациента13.
Алгоритм работы медицинского информационного комплекса13:
- Диспетчер принимает вызов и заполняет опросник, где отмечает ответы пациента о своих жалобах.
- ИИ оценивает данные опроса, присваивая повод: экстренный или неотложный.
- Сокращается время на назначение бригады скорой или неотложной медицинской помощи.
Изобретение сократило время для обработки вызова и уже получило патент, сообщает Департамент здравоохранения города Москвы13.
Планы развития систем в России
Дальнейшее развитие интеллектуальных систем в России можно связать со следующими шагами:
- Формирование законодательной базы применения ИИ. Создание нормативных актов по применению искусственного интеллекта устраняет возможную правовую неоднозначность.
- Оценка эффективности и публикация отчётов. Объективные сведения о диагностических возможностях методов и границах их применения помогают повысить доверие как врачей, так и пациентов.
- Поддержка ИИ-стартапов. Важную роль для развития IT-сектора играет привлечение инвестиций и увеличение государственного финансирования. Благодаря упрощенной регистрации медицинских изделий и консультациям разработчикам легче выйти на рынок.
- Вовлечение медицинского сообщества. Важно рассказывать врачам о достижениях технологий в здравоохранении и возможностях их профессионального роста.
- Активное взаимодействие с научно-исследовательскими центрами и медицинскими учреждениями. Для обучения и тестирования алгоритмов необходимы большие объёмы верифицированных данных. Больницы могут предоставлять разработчикам обезличенные анамнезы, результаты лабораторных исследований, описания диагностических снимков. Врачи-специалисты могут выступать в качестве оппонента ИИ, а также давать обратную связь по улучшению сервиса.
Перспективы ИИ в здравоохранении — это быстрые и точные исследования, а также повышение качества медицинской помощи. Важное условие для развития — активный диалог между всеми участниками: разработчиками, врачами и пациентами.
Источники
- Исследование рынка коммерческой медицины в России 2018-2019 годы [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Здравоохранение подключает искусственный интеллект: РБК [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Искусственный интеллект применяется в медицине Кировской области: Министерство здравоохранения Российской Федерации [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Онкопоиск: ОНКОПОИСКСАХА.РФ [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- В Москве создаётся единая радиологическая информационная система: Официальный портал мэра и Правительства Москвы [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- В Москве более 150 тысяч радиологических снимков обработал искусственный интеллект: Департамент здравоохранения города Москвы [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Стандарты ИИ в медицине получили господдержку: Росстандарт [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Минздрав России поддерживает разработку основополагающих стандартов по системам искусственного интеллекта в клинической медицине: Министерство здравоохранения Российской Федерации [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Опыт Югры по внедрению систем искусственного интеллекта в здравоохранении признан одним из передовых в стране: Министерство здравоохранения Российской Федерации [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Искусственный интеллект займётся здоровьем: Коммерсантъ [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- В Боткинской начали тестировать искусственный интеллект для анализа эндоскопических исследований: ГБУЗ ГКБ им. С.П. Боткина ДЗМ [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- В Петербурге запущен проект по борьбе с врачебными ошибками: РБК [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).
- Московская скорая разработала уникальный алгоритм опроса пациентов: Департамент здравоохранения города Москвы [Электронный ресурс], (дата обращения: 02.03.2022).