ИИ на страже здоровья: как инновационное ПО помогает медикам

Система здравоохранения в мире радикально меняется. Это вызвано демографическими изменениями, увеличением числа хронически больных людей, кадровым дефицитом в медицине, а также усилением технологического прогресса. Ведущие консалтинговые компании, такие как McKinsey & Company, BCG и PWC, отмечают, что пандемия Covid-19 стимулировала инновации в медицине. В особенности это касается разработок с использованием искусственного интеллекта (ИИ). Согласно прошлогоднему аналитическому отчету Стэнфордского университета, в 2021 году на подобные проекты пришлось около 20% венчурного финансирования, общий объем инвестиций достиг 11,2 млрд долл.

Использование ИИ позволяет выявлять заболевания на раннем этапе, увеличивает шанс на успех лечения и снижает издержки. Подобные технологические решения облегчают работу врачей и способствуют росту качества и продолжительности жизни людей. Как ожидается, в перспективе благодаря ИИ появятся персонализированные средства и методы терапии для каждого пациента.  

В нашей стране этот тренд в медицине тоже ярко проявляется. Поддерживать и развивать подобное направление инновационных разработок в России помогает нацпроект «Цифровая экономика».

По словам вице-премьера РФ Дмитрия Чернышенко, после начала пандемии сфера здравоохранения в нашей стране стала лидером по внедрению искусственного интеллекта. По оценкам Национального центра развития искусственного интеллекта при Правительстве РФ, 16% профильных организаций уже используют ИИ, хотя большинство из них — пока только в рамках пилотных проектов. Так или иначе, Росздравнадзором зарегистрировано более 20 медицинских изделий с технологиями ИИ, и врачи уже применяют их при диагностике пациентов.

В январе АНО «‎Цифровая экономика»‎ опубликовало аналитический отчет, посвященный эффективным отечественным практикам в здравоохранении, использующим искусственный интеллект. В отдельный буклет специалисты собрали лучшие проекты, которые уже доказали свою эффективность и готовы к дальнейшему тиражированию.

«Как показало наше исследование, можно утверждать, что по состоянию на конец 2022 года Россия является одним из мировых лидеров по разработке и внедрению ИИ в здравоохранение», — не сомневается директор по направлению «Цифровая трансформация отраслей и компаний» АНО «Цифровая экономика» Алексей Сидорюк.

Находить закономерности и аномалии в изображениях, получаемых при компьютерной томографии (КТ), магнитно-резонансной томографии (МРТ) или рентгенографии (РГ) позволяет так называемое компьютерное зрение. С его помощью время, необходимое для интерпретации результатов исследований, ощутимо сокращается. Кроме того, врачи получают дополнительную информацию, а значит, диагнозы становятся точнее, а лечение — эффективнее.

Российская компания «Медицинские скрининг системы» разработала сервис «Цельс» на базе ИИ. Он призван повысить скорость анализа и точность интерпретации флюорограмм и рентгенограмм.

«Цельс» оценивает данные по пяти клиническим направлениям. В том числе он способен выявлять признаки таких социально значимых заболеваний, как туберкулез. Модель также проводит медицинскую сортировку, ранжируя исследования по тому, насколько серьезна патология и как быстро на нее нужно обратить внимание.

«Цельс» уже прошел испытания в пяти регионах. Его по достоинству оценили и в Москве. Теперь он интегрирован в столичный Единый радиологический информационный сервис.

Еще один проект в сфере компьютерного зрения развивает компания «Платформа Третье Мнение». Резидент инновационного центра «Сколково» разработал сервисы для анализа маммограмм, флюорограмм, рентгенограмм и КТ органов грудной клетки. Они позволяют более объективно оценивать изменения в организме пациента по сравнению с предыдущими исследованиями. А благодаря тому, что ИИ привлекает внимание врача к областям снимка с патологиями, при диагностике снижается вероятность ошибок. Кроме того, системы ощутимо экономят время на формирование отчетов.

Сделать рентген органов грудной клетки, который будет проанализирован с помощью искусственного интеллекта, можно, например, в клиниках и медицинских центрах сети «Медси». Здесь врачи используют сервис для сортировки исследований в референс-центре. В зависимости от наличия и характера патологий результаты перенаправляют врачам с нужной квалификацией. Это позволило группе компаний сократить затраты на анализ исследований в референс-центре на 35% в год.

Российская компания «Таргетта» совместно с южнокорейской VRAD Inc. разработала VR-платформу для подготовки и обучения практическим навыкам специалистов общей рентгенографии. С ее помощью можно тренироваться интерпретировать стоматологические снимки, результаты КТ и МРТ, изучать анатомию головы и шеи.

Создание модели и симуляции в виртуальной реальности позволяет врачам вдоволь практиковаться, не рискуя нанести травму пациенту или испортить оборудование. За счет того, что подобные системы понимают человеческую речь, а также способны анализировать большое количество медицинских данных, они мгновенно реагируют на возникающие вопросы и контролируют выполнение задания. При этом ИИ учитывает предыдущие ответы и может корректировать дальнейшее обучение и индивидуализировать его в соответствии с нуждами обучающихся.  

В сети московских клиник «Европейский Медицинский Центр» внедрили еще один сервис «Платформы Третье Мнение». Искусственный интеллект здесь применяют для мониторинга состояния пациентов в стационаре. Видеоаналитика позволяет облегчить их пребывание, предотвратить пролежни и травматизм (в том числе при падениях), а также круглосуточно отслеживать динамику реабилитации. Кроме того, «ИИ-мониторинг» помогает оптимизировать рабочее время персонала и более эффективно использовать коечный фонд.

Возможность делать прогнозы с помощью искусственного интеллекта в медицине применяют и иначе. Например, ученые Сколтеха и Научно-технологического университета «Сириус» разработали первую в России платформу Syntelly на базе ИИ для ускорения поиска и анализа новых лекарственных веществ. Она не только перебирает возможные варианты соединений, но и способна предсказывать их физико-химические свойства и токсичность. Сейчас платформу тестируют, но, как ожидают ее создатели, в перспективе она сможет также отвечать и на вопрос, как сделать предложенный состав препарата менее вредным.

Развитие сервисов, подобных Syntelly, в будущем значительно сократит время вывода новых лекарств на рынок и их стоимость. Сейчас путь препарата от исследовательской лаборатории до пациента, согласно данным Калифорнийской ассоциации биомедицинских исследований, в среднем занимает около 12 лет. Только один из тысячи препаратов доходит до тестирования на людях, и лишь один из пяти тысяч препаратов утверждается для практического использования. Кроме того, применение ИИ актуально для создания лекарств, точечно воздействующих на вирусы и бактерии.

Благодаря национальному проекту «Цифровая экономика» с 2021 года авторы технологий с использованием ИИ в России могут рассчитывать на адресную поддержку от государства. Более 430 разработчиков перспективных решений и библиотек открытого программного обеспечения получили гранты и прошли акселерационные программы. До 2024 года эту цифру планируется как минимум удвоить. Кроме того, в прошлом году государство профинансировало апробацию восьми прорывных инноваций на базе российских организаций.