6.1 Общие положения
Искусственный интеллект применяется в различных областях медицины и здравоохранения. Применение искусственного интеллекта при оказании медицинской помощи должно обеспечить высокое качество профилактики, диагностики, лечения и медицинского ухода за счет повышения доступности, точности и аккуратности, а также обеспечения бесперебойности выполнения медицинских вмешательств. Оказание медицинской помощи в соответствии с установленными нормами времени должно быть обеспечено за счет постоянного мониторинга состояния пациента и оповещения медицинских работников при помощи цифрового помощника, применяющего искусственный интеллект. Методы машинного обучения с использованием искусственного интеллекта позволяют прогнозировать реакцию с помощью анализа данных, влияющих на результаты лечения. С помощью глубокого обучения появляется возможность обрабатывать большое количество изображений и аудиозаписей в медицине, включая компьютерную идентификацию, компьютерную диагностику, компьютерную дифференциальную диагностику и систему поддержки принятия врачебных решений, тем самым уменьшая неопределенность в принятии клинических решений о лечении. Искусственный интеллект следует использовать для обработки больших объемов медицинских изображений для выявления заболеваний, диагностики, повышения качества и производительности труда и т.д. В обработке естественного языка искусственный интеллект должен быть применен для перевода длинных описательных наборов символов, например, интерпретации записей электронных медицинских карт, в том числе для контроля качества, выявления факторов риска, извлечения и структурирования информации. С помощью распознавания звука, путем распознавания голоса и языка пациента, искусственный интеллект должен автоматически вносить информацию в электронные медицинские карты. Применение ИИ в обработке статистических данных с целью прогнозирования состояния пациента позволяет проанализировать большие объемы медицинских записей. Искусственный интеллект целесообразно использовать для обработки больших объемов медицинских записей пациентов (анализ больших данных), хранящихся в учреждениях здравоохранения для выдачи индивидуальных рекомендаций как пациентам, так и поставщикам медицинских услуг. Прогнозное моделирование с применением искусственного интеллекта следует применить для прогнозирования осложнений и исходов заболевания. На основе больших данных в электронных медицинских картах и информационных системах в сфере здравоохранения посредством технологий искусственного интеллекта целесообразно осуществлять создание целевой модели системы здравоохранения, формировать перечень мероприятий по ее достижению, мониторинг и оценку соответствующих процессов. Посредством совокупного анализа больших данных из информационных систем в сфере здравоохранения, эпидемиологического, экологического, транспортного контроля, иных баз данных и социальных сетей посредством технологий искусственного интеллекта целесообразно осуществлять создание целевых моделей, связанных со здоровьем, демографией, здравоохранением и т.д.
В обобщенном виде используемые в медицине методы искусственного интеллекта приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Технологические категории использования случаев искусственного интеллекта в медицине и здравоохранении
Технология | Область применения |
Медицинские вмешательства | Обеспечение высокого качества профилактики, диагностики, лечения и медицинского ухода за счет повышения доступности, точности и аккуратности медицинских вмешательств |
Цифровой помощник | Выполнение надлежащего лечения в течение установленных норм времени за счет постоянного мониторинга состояния пациента и оповещения медицинских работников |
Машинное обучение | Прогнозирование течения патологического процесса с помощью анализа данных, влияющих на результаты лечения |
Глубокое обучение | Возможность обработки большого количества биомедицинских данных разных типов для уменьшения неопределенности при принятии клинических решений о лечении |
Обработка изображений | Обработка больших объемов медицинских изображений для выявления заболеваний, диагностики, повышения качества и интенсивности обработки и т.д. |
Обработка естественных языков | Перевод длинных описательных наборов символов, например, при интерпретации записей электронных медицинских карт, извлечение и структурирование информации |
Распознавание звука | Голосовой ввод данных в медицинскую документацию |
Статистические данные | Возможность анализа большого объема медицинских данных с целью прогнозирования состояния пациента, контроля качества медицинской помощи |
Анализ больших данных (Big data) | Обработка больших объемов данных из медицинских и прочих информационных систем в целях организации и управления системой здравоохранения, в целях управления здоровьем и качеством жизни населения |
Прогнозное моделирование | Применение моделирования для прогнозирования течения и исходов патологического процесса, рисков осложнений, эффективности и исходов лечения (в том числе, в сравнении) |
6.2 Классификация областей применения искусственного интеллекта по медицинским специальностям
Искусственный интеллект используется в различных медицинских специальностях.
Искусственный интеллект в лучевой диагностике, патоморфологической и цитологической диагностике целесообразно использовать для автоматизированного контроля качества выполненных исследований (полученных изображений), приоритизации результатов исследований, выявления признаков патологических процессов, поддержки принятия решений при дифференциальной диагностике, морфометрии, сравнительном анализе исследований, выполненных в динамике, формирования проектов описаний результатов исследований, голосовом заполнении медицинской документации и т.д.
Типичным случаем применения искусственного интеллекта в дерматологии является обнаружение и классификация злокачественных новообразований кожи, в том числе в рамках профилактических (скрининговых) исследований.
В офтальмологии искусственный интеллект целесообразно применять для обнаружения и классификации глазных заболеваний с помощью анализа результатов инструментальных исследований, оптической когерентной томографии.
Одним из основных направлений применения искусственного интеллекта в терапии внутренних болезней должно быть прогнозирование осложнений и результатов, подбор терапии, а также система поддержки принятия врачебных решений.
В кардиологии с учетом данных медицинских карт, результатов лучевых и функциональных исследований применяют методы количественной идентификации, компьютерного поиска патологий, диагностики и дифференциальной диагностики, прогнозирование осложнений и результатов, а также систему поддержки принятия врачебных решений на основе широкого применения интеллектуальных систем.
В неврологии, урологии, хирургии искусственный интеллект следует использовать для выявления рисков осложнений и прогнозирования результатов, а также в системе поддержки принятия врачебных решений.
В анестезиологии и интенсивной терапии следует применять систему непрерывного мониторинга, а также систему прогнозирования осложнений и результатов.
В неотложной помощи одним из важных применений ИИ должно быть создание автоматизированных систем сортировки, непрерывного мониторинга, прогнозирования осложнений и результатов.
В таблице 2 приведено описание применения искусственного интеллекта в медицине, относящееся к различным медицинским направлениям.
Таблица 2 - Типичные случаи использования искусственного интеллекта в медицине в различных медицинских специальностях
Направление | Область применения |
Лучевая диагностика | Автоматизированный контроль качества выполненных исследований (полученных изображений), приоритизация результатов исследований, выявление признаков патологических процессов, поддержка принятия решений при дифференциальной диагностике, морфометрия, сравнительный анализ исследований, выполненных в динамике, формирование проектов описаний результатов исследований, голосовое заполнение медицинской документации |
Патоморфология и цитология | Автоматизированный контроль качества выполненных исследований (полученных изображений), приоритизация результатов исследований, выявление признаков патологических процессов, поддержка принятия решений при дифференциальной диагностике, морфометрия, сравнительный анализ исследований, выполненных в динамике, формирование проектов описаний результатов исследований, голосовое заполнение медицинской документации |
Дерматология | Обнаружение и классификация злокачественных новообразований кожи (в том числе, при скрининге) |
Офтальмология | Обнаружение и классификация глазных болезней по диагностическим изображениям |
Терапия | Выявление рисков, прогнозирование осложнений/результатов; система поддержки врачебных решений; подбор терапии. Роботизированное выполнение инвазивных и неинвазивных манипуляций, содействие в уходе за пациентом. |
Кардиология | Количественное определение, компьютерное обнаружение патологий, диагностика и дифференциальная диагностика; выявление рисков, прогнозирование исходов, результатов; система поддержки клинических решений |
Неврология, урология, хирургия | Прогнозирование осложнений/результатов; система поддержки врачебных решений. Роботизированное выполнение инвазивных и неинвазивных манипуляций, содействие в уходе за пациентом |
Анестезиология, отделение интенсивной терапии (ОИТ) | Система непрерывного мониторинга; прогнозирование осложнений/результатов. Роботизированное выполнение инвазивных и неинвазивных манипуляций, содействие в уходе за пациентом |
Неотложная помощь | Система транспортировки и сортировки; система непрерывного мониторинга; прогнозирование осложнений/результатов. Роботизированное выполнение инвазивных и неинвазивных манипуляций |