Доктор Антонис Армундас изучал электротехнику в Национальном техническом университете Афин в своей родной Греции, когда решил, что этот предмет слишком суховат на его вкус.
«Я не мог найти никакого смысла в том, что я делал», — сказал он. Поэтому он начал изучать биомедицинскую инженерию, которая применяет инженерные инструменты решения проблем в биологии и медицине для улучшения здоровья человека. Заинтересовавшись, он углубился в работу над дипломной работой на эту тему, а затем получил степень магистра в области биомедицинской инженерии в Бостонском университете и докторскую степень в области ядерной инженерии в Массачусетском технологическом институте.
По ходу дела страсть Армундаса к медицине росла.
«Я чувствовал, что служу более значимой цели», — сказал он. «Медицина стала моей главной страстью, но использование инженерных принципов в медицине дало мне этот смысл».
В настоящее время Армундас изучает способы, с помощью которых искусственный интеллект (ИИ) может улучшить здравоохранение. Он является главным исследователем в Центре сердечно-сосудистых исследований в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне и адъюнкт-профессором медицины в Гарвардской медицинской школе. Он рассказал о своей работе в области искусственного интеллекта с American Heart Association News в рамках серии «Эксперты говорят», в которой специалисты объясняют, как они применяют полученные знания в своей жизни. Следующее интервью было отредактировано.
Как ИИ используется в кардиологии?
Мы знаем, что ИИ используется во всех аспектах кардиологии, в том числе в диагностике, классификации и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. В начале этого года я возглавлял комитет по написанию научного заявления Американской кардиологической ассоциации, в котором мы рассмотрели основные области, в которых он применяется. Некоторые примеры того, как он используется, включают интерпретацию визуализации сердца и сопоставление генетических вариантов с признаками, связанными со здоровьем, чтобы лучше понять генетические риски заболеваний.
Мы знаем, что в некоторых случаях ИИ даже превзошел работу медицинских экспертов при интерпретации изображений сердца. Он может обнаруживать тонкие, невизуально обнаруживаемые сигнатуры в данных для постановки более точного диагноза.
Как вы используете ИИ в своей работе в Массачусетской больнице общего профиля?
Моя цель — попытаться улучшить внутрибольничный и внебольничный мониторинг пациентов.
Что касается внутрибольничного мониторинга, мы хотим интегрировать всю доступную информацию о пациенте, чтобы принимать наилучшие возможные решения с этими пациентами. Это означает, что вы должны уметь прогнозировать и предотвращать неблагоприятные события.
Мы также стремимся использовать искусственный интеллект для определения оптимального времени выписки пациента. Мы не хотим, чтобы пациенты оставались дольше, чем положено, или выписывали их быстрее, чем следует. Искусственный интеллект может помочь в принятии этих решений. Он будет интегрировать информацию, полученную из различных источников, которая динамически меняется во время пребывания пациента в больнице, например, электрокардиограммы, артериальное давление и электронные медицинские карты.
Поскольку у нас не может быть врача рядом с пациентом все время, ИИ может собрать все эти данные и интегрировать их, посмотреть, не превышены ли те или иные параметры. Затем он может дать рекомендацию, возможно, пациенту Х следует остаться еще на один день.
Что касается внебольничного мониторинга, мы знаем, что многие, многие люди используют носимые устройства, такие как умные часы, которые собирают данные, например, о том, есть ли у кого-то нерегулярный сердечный ритм. Многие устройства не являются медицинскими, поэтому мы пока не можем полностью доверять этим данным, но мы движемся к более совершенным технологиям.
Мы хотим использовать данные, собираемые этими устройствами, для принятия решений о том, когда пациент должен прийти в больницу. Мы не хотим приводить кого-то в больницу на обследование без причины, но мы также не хотим приводить его слишком поздно, когда его состояние ухудшилось. ИИ может помочь нам принимать более обоснованные решения о том, когда они должны поступать, что может не только улучшить уход, но и снизить затраты, что является еще одним существенным преимуществом.
Как ИИ учитывает неизмеримые данные, такие как самочувствие человека?
Мы должны распознать и интегрировать в этот процесс то, как чувствует себя пациент – его симптомы. Нам нужно нечто большее, чем просто жизненные показатели человека и то, как они могут колебаться.
Но есть приложения, которые могут записывать это, задавая вопросы. Как вы себя чувствуете во время или после тренировки? Каково ваше психическое состояние? У вас есть аппетит? Это может быть анкета, и человек может заходить в приложение каждый день, чтобы сообщать о своем самочувствии. Все эти состояния бытия могут быть интегрированы с другими данными, которые мы собираем.
Используете ли вы ИИ вне работы?
Искусственный интеллект проник во все аспекты нашей жизни, знаем мы об этом или нет.
Он используется в навигационных системах в автомобиле, чтобы помочь нам оценить трафик и выбрать оптимальный маршрут, чтобы куда-то добраться. Он используется для определения того, является ли электронное письмо спамом. Он используется в социальных сетях, чтобы направить наши интересы на определенные темы. Мы можем не обращать на него внимания или не понимать, как он используется, но он вошел в нашу жизнь, чтобы остаться.
Основополагающие принципы, лежащие в основе ИИ, не новы. Их преподавали много лет назад, но они не назывались ИИ или машинным обучением. Исследования и разработки в области искусственного интеллекта сегодня стали возможны благодаря взрывному росту объема данных, которые мы собираем, а также значительно возросшей вычислительной мощности, доступной для обработки этих данных.
Когда появится новая технология, я, возможно, не буду использовать ее непосредственно в своей работе, но буду экспериментировать с ней. Например, я беру написанную мною статью и хочу посмотреть, насколько хорошо новое приложение ИИ может ее понять, сможет ли оно сгенерировать точное резюме того, что я написал.
Я также обсуждал со своим сыном Алкиноосом, 22-летним студентом второго курса медицинского факультета, проект, которым он занимается, чтобы сравнить мнение врача при постановке диагноза с тем, насколько хорошо ИИ может поставить правильный диагноз, используя симптомы пациента, физический осмотр, диагностические и лабораторные тесты. Что еще более важно, он хочет знать, может ли ИИ направлять процесс принятия решений для врача. Может ли ИИ помочь улучшить прогноз или ведение дела?
Как ИИ может быть использован в медицине в будущем?
Будущее за интеграцией всех этих данных. Мы хотим взять все эти разрозненные аспекты клинических знаний, геномики, данных, взятых с носимых устройств и электронных медицинских карт, а также нашей истории болезни, и интегрировать их в системы, которые могут делать оптимальные прогнозы о здоровье человека.
Меня завораживает интеграция данных для исследования мультиорганных систем, то есть то, как медицина начинает рассматриваться целостно, не фокусируясь на проблеме одного органа, а скорее на организме в целом. Например, как психическое состояние человека связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Каждый из нас уникален, и нам нужен индивидуальный подход для улучшения результатов. В этом и заключается надежда ИИ в медицине, на переход в один прекрасный день к обеспечению справедливой медицинской помощи и улучшению результатов на индивидуальной основе.