Umelá inteligencia v službách medicíny zachraňuje životy

Umelá inteligencia mení aj svet medicíny. Môže pomôcť lekárom robiť rýchlejšie a presnejšie diagnózy, či predpovedať riziko ochorenia dostatočne včas, aby sa dala nasadiť účiná liečba, či pomôcť výskumníkom pochopiť, ako genetické variácie vedú k ochoreniam.

Aj keď umelá inteligencia je prítomná už desiatky rokov, nové pokroky vyvolal až boom až nasadením deep learningu, To je, zjednodušene povedané, funkcia umelej inteligencie, ktorá pri spracúvaní dát napodobňuje fungovanie ľudského mozgu. Má schopnosť samostatného učenia z neštruktúrovaných a neoznačených dát a informácií, teda vie sa naozaj “intenzívne učiť” a nielen mechanicky pracovať na zadanej úlohe. Technológia slúži od autopilotov automobilov, cez „ľudské“ rozpoznávanie obrazov po pokroky v medicíne, ktoré zlepšujú, či priamo zachraňujú životy.

Deep learning pomáha výskumníkom analyzovať lekárske údaje na liečbu chorôb. Zvyšuje schopnosť lekárov analyzovať lekárske snímky. Posilňuje budúcnosť personalizovanej medicíny. “Deep learning prináša revolúciu v širokej škále vedeckých oblastí,” povedal Jensen Huang, CEO a spoluzakladateľ spoločnosti NVIDIA. “Neexistuje dôležitejšia aplikácia tejto novej technológie ako zlepšenie starostlivosti o pacienta.”

Deep learning tlačia dopredu tri trendy: silnejšie GPU, sofistikované algoritmy neurónovej siete modelované na vzor ľudského mozog a prístup k obrovskému množstvu dát z internetu. GPU je graphical processing unit, čiže grafická karta. Pokroky vo výkone grafických kariet spôsobili okrem neuveriteľne pôsobivého zobrazenia hier aj ťaženie kryptomien a efektívne nasadenie v medicíne. Herný priemysel sa tak stal akoby „formulou 1“ nových možností v zdravotníctve. Lekárske záznamy, ako správy lekárov, výsledky testov a lekárske snímky, sú zlatou baňou zdravotných informácií. Použitie deep learningu zrýchleného pomocou GPU na spracovanie, štúdium stavu pacienta a porovnanie jedného pacienta s väčšou vzorkou populácie pomôže lekárom poskytnúť lepšiu terapiu.

Najdôležitejšie projekty

Nové centrum klinických štúdií v Massachusetts General Hospital porovná pacientove testy s údajmi z veľkej populácie iných pacientov s cieľom zlepšiť detekciu, diagnostiku, liečbu a manažment ochorení. Toto stredisko používa superpočítač NVIDIA DGX-1 navrhnutý pre deep learning, aby poskytol náhľad, ktorý nebol pretým možný.
Analyzovaním elektronických zdravotných záznamov ukázali výskumníci zo spoločnosti Sutter Health a Georgia Tech Institute, že dokážu predpovedať srdcové zlyhanie až deväť mesiacov pred tým, ako lekári použijú tradičné prostriedky.
V detskej nemocnici v Los Angeles vedci získavajú poznatky z 13 000 snímok pacientov a desiatich rokov elektronických zdravotných záznamov na poskytovanie účinnejších liečebných postupov na jednotke pediatrickej intenzívnej starostlivosti.

 

Lepšie a rýchlejšie diagnózy

Lekárske snímky, ako sú magnetické rezonancie, CT skenovanie a röntgeny, patria medzi najdôležitejšie nástroje, ktoré lekári používajú pri diagnostikovaní chorôb, od poranení chrbtice k srdcovému ochoreniu až po rakovinu. Analyzovanie medicínskych obrázkov však môže byť často zložitým a časovo náročným procesom.

Výskumníci a startupy používajú deep learning zrýchlený pomocou GPU na automatizáciu analýz a zvýšenie presnosti diagnostik:

Výskumníci Imperial College v Londýne dúfajú, že poskytnú automatizované a obrazové hodnotenia poranení mozgu rýchlosťou, ktoré ostatné systémy nemôžu dosiahnuť.

Behold.ai je startup v New Yorku, ktorý pracuje na znížení počtu nesprávnych diagnóz tým, že uľahčuje odborníkom v oblasti zdravotnej starostlivosti identifikovať choroby z bežných obrazových dát.

Spoločnosť Arterys, založená v San Franciscu, poskytuje technológiu na vizualizáciu a kvantifikáciu prietoku krvi v tele pomocou akéhokoľvek zariadenia MRI.

Startup v San Francisco – Enlitic analyzuje lekárske snímky na identifikáciu nádorov, takmer neviditeľných zlomenín a iných zdravotných stavov.

Genomika pre osobnú liečbu

Genómové údaje sa hromadia v predtým nepredvídateľných množstvách, čo vedcom umožňuje študovať, ako genetické faktory, napríklad mutácie, vedú k ochoreniam. Technológie deep learning by mohli jedného dňa viesť k tomu, čo je známe ako personalizovaný alebo “presný” liek, s úpravami, prispôsobenými na pacientov genóm.

Napriek tomu, že veľká časť výskumu je stále v počiatočnom štádiu, už sme zaznamenali dva sľubné projekty:

Tím University of Toronto sa zameriava na výskum rakoviny tým, že vyvíja “genetický tlmočnícky stroj”, ktorý by mohol rýchlejšie identifikovať u jednotlivých pacientov mutácie spôsobujúce rakovinu.

Hlboká genomika, čo je startup v Toronte, používa deep learning založené na GPU, aby pochopilo, ako genetické variácie vedú k ochoreniam.

Sme na začiatku cesty a môžeme naozaj zodpovedne skonšratovať, že v tomto prípade stoja technológie na strane človeka.

Adam Szitas, Mindshare Slovakia

Ilustračný obrázok Pixabay.com