Примечание. Недавно Робин Фарманфармаян взял интервью у Майкла Ферро о его идеях относительно искусственного интеллекта. Майкл получил несколько патентов и основал или восстановил множество компаний в области ИИ, включая Merge Healthcare, которую он продал IBM за 1 миллиард долларов в 2015 году.
Майкл считает, что ИИ — это главный инструмент, который можно использовать для демократизации здравоохранения. В этой серии статей рассматриваются инновации в области искусственного интеллекта, о которых мы говорили, которые касаются ухода за пациентами напрямую, включая удаленный мониторинг пациентов, анализ изображений, цифровую терапию и многое другое. Возвращайтесь сюда еженедельно, чтобы узнать о следующем выпуске — Робин Фарманфармаян.
Серия "Искусственный интеллект в здравоохранении": введение и обзор серии
В отрасли здравоохранения наблюдается взрыв программного обеспечения с искусственным интеллектом. По данным Markets and Markets, глобальный рынок ИИ в здравоохранении составил 4,9 млрд долларов в 2020 году и, как ожидается, вырастет до 45,2 млрд долларов к 2025 году. Существует множество применений ИИ в здравоохранении — в этой статье основное внимание уделяется искусственному интеллекту, который напрямую касается ухода за пациентами. посредством диагностики, лечения или лечения заболеваний. Обычно это означает программное обеспечение, требующее контроля FDA и/или соответствия требованиям HIPAA.
При чем здесь HIPAA и FDA?
Не каждая программа искусственного интеллекта, которая может оказать положительное влияние на здравоохранение, должна пройти проверку FDA или соответствовать требованиям HIPAA. Программное обеспечение ИИ лучше во многих других областях, включая анализ закономерностей, обработку огромных объемов данных и анализ нескольких потоков данных. Программы искусственного интеллекта, которые работают в управлении цепочками поставок, прогнозировании спроса, поиске лекарств и моделировании распределения, не требуют разрешения FDA, поскольку они не связаны с «Практической медициной».
«Практическая медицина» — это то, что делает врач, клиницист или другой лицензированный медицинский работник при лечении пациентов. Общее правило в отношении того, требует ли программное обеспечение ИИ разрешения FDA, заключается в том, что программное обеспечение расширяет, улучшает или заменяет что-то, что лицензированный медицинский работник, такой как радиолог или нейрохирург, обычно делает или прописывает в своей работе в качестве практикующего врача, лечащего пациентов. . С точки зрения соответствия HIPAA, HIPAA представляет собой набор правил в отношении конфиденциальности и безопасности при работе с данными пациентов и общении в медицинских учреждениях, будь то лично или виртуально. Общее правило заключается в том, что если программное обеспечение имеет дело с данными пациента или коммуникацией, оно должно соответствовать требованиям HIPAA. В мире программного обеспечения для ИИ, если для программного обеспечения требуется разрешение FDA, оно обычно также должно соответствовать требованиям HIPAA. Обратное не обязательно верно, многие программы должны соответствовать требованиям HIPAA, но не обязательно также проходить разрешение FDA, например, приложение для обмена сообщениями между врачом и пациентом.
Анализ данных и шаблонов
Хотя термин «искусственный интеллект» был придуман в 1950-х годах, в последние годы инновации, прогресс и внедрение ИИ резко ускорились. На главной сцене TED в 2018 году Крис Андерсон взял интервью у всемирно известного эксперта по искусственному интеллекту доктора Рэя Курцвейла. Говоря о своей новаторской работе над ИИ в Google, он упомянул ключевую концепцию, объясняющую резкие скачки, которые мы наблюдаем с ИИ. Он сказал, что при работе с искусственным интеллектом «жизнь начинается с одного миллиарда точек данных». Все, что меньше этого, недостаточно данных даже для того, чтобы начать использовать ИИ. Особенно когда речь идет о здравоохранении, требуется время для создания и объединения баз данных клинического уровня, необходимых для обучения ИИ в здравоохранении.
Еще в 2008 году, когда Merrick Ventures вложила значительные средства в Merge Healthcare, искусственный интеллект и машинное обучение (AI/ML) только начинали становиться центральными элементами в мире здравоохранения. IBM Watson появился всего на несколько лет раньше, и многие годы они доминировали в новостях в области здравоохранения. Причина? У IBM были огромные базы данных медицинских данных в дополнение к медицинским учебникам для обучения Ватсона.
Надежные данные = ценность
Ключ к искусственному интеллекту заключается в использовании гигантских, высококачественных и надежных наборов данных. Слишком много программ ИИ используют небольшие или неполные наборы данных, что приводит к неправильному обучению программного обеспечения ИИ. Мусор на входе, мусор на выходе.
Искусственный интеллект и FDA
В январе 2021 года FDA выпустило свое последнее руководство по программному обеспечению ИИ. Здравоохранение может ожидать, что количество программ на основе ИИ, одобренных FDA, резко возрастет в течение следующих 10 лет. Бакул Патель, директор-основатель Центра передового опыта в области цифрового здравоохранения, возглавляет эти усилия. Будучи провидцем в области цифрового здравоохранения, Бакул поставил перед собой задачу обеспечить безопасность и точность этих инноваций и улучшить результаты лечения пациентов, а также внедрить их в систему здравоохранения, чтобы помочь пациентам как можно быстрее.
Одна вещь об AI/ML (ML — это машинное обучение, приложение AI) заключается в том, что программное обеспечение действительно учится — оно адаптируется на основе новых данных. Как и человек, программное обеспечение для машинного обучения меняется и совершенствуется по мере того, как оно используется. Ранее, после того как продукт прошел проверку FDA, программное обеспечение необходимо было исправить, и его нельзя было изменить, не пройдя повторную проверку FDA. Очевидно, что это прямо противоречит одному из основных преимуществ ИИ. Таким образом, FDA сосредоточилось на обеспечении того, чтобы программное обеспечение ИИ, известное как SaMD (программное обеспечение как медицинское устройство), имело достаточную свободу для улучшения после того, как оно было одобрено, сохраняя при этом безопасность пациентов. Ознакомьтесь с последним руководством FDA в этой статье или в пресс-релизе FDA.
Первая программа на основе ИИ, одобренная FDA США, была выпущена еще в 2012 году. В то время как в следующие несколько лет только несколько других программ на основе ИИ прошли проверку FDA, за последние 3 года этот процесс резко ускорился. Мы уже видели более 70 программ для искусственного интеллекта, одобренных FDA, и это только начало.
Большинство этих одобренных FDA программ сосредоточены вокруг таких специальностей, как радиология, кардиология, офтальмология и неврология — все специальности, которые требуют анализа изображений. В целом, ИИ лучше всего подходит для анализа паттернов, поэтому он отлично подходит для всего, что связано с анализом изображений. Программа искусственного интеллекта может обнаруживать аномалии, которые человеческий глаз не всегда может увидеть, независимо от того, насколько велик врач или специалист.
Некоторые программы на основе искусственного интеллекта помогают изменить место, где пациент получает помощь. Пациентам с диабетом следует раз в год проверять зрение на наличие диабетической ретинопатии, основной причины слепоты при диабете. Как правило, это означает необходимость записаться на прием к офтальмологу. Это не только еще одна встреча, о которой нужно подумать и запланировать, но и то, что большинство из нас не каждый год идеально сдают ежегодные экзамены. Программное обеспечение IDx-DR от Digital Diagnostics, одобренное Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), помогает перенести одно обследование из специализированной клиники в первичную медико-санитарную помощь. Врач делает снимок глаза пациента с помощью фундус-камеры (ретинальной камеры), и IDx-DR анализирует это изображение за 60 секунд с бинарным ответом «да» или «нет»: да, у пациента может быть диабетическая ретинопатия, или нет, у пациента хорошо идти, вернуться в следующем году, чтобы проверить еще раз. Это меняет правила игры для областей, где нет легкого доступа к офтальмологам, поскольку теперь есть насадки для смартфонов с фундус-камерой, которые значительно дешевле, чем полноразмерная фундус-камера в клинике. Это означает, что легче оснастить клиники первичной медико-санитарной помощи, на самом деле проводить тестирование пациентов и, как мы надеемся, предотвратить потерю зрения большим количеством пациентов с диабетом.
Хотя IDx-DR является первым программным обеспечением, одобренным FDA, которое не требует, чтобы медицинский работник интерпретировал результаты, программное обеспечение используется только для выполнения этой очень узкой задачи, для этого одного теста. Даже если с глазами пациента что-то еще заметно не так, IDx-DR не уловит этого — программа обучена только находить ретинопатию. В настоящее время фактически существует только Узкий Искусственный Интеллект (ANI), в котором программа лучше справляется с одной узкой задачей, такой как проверка ретинопатии на изображении. Офтальмологи ищут диабетическую ретинопатию в дополнение к любым другим аномалиям или проблемам с глазами. Из-за этого ИИ не заменит полностью врача в ближайшее время, но в ближайшем будущем произойдет то, что врачи, использующие ИИ, заменят врачей, которые этого не делают.
BrainCheck — еще одна интересная компания, способная перенести судьбоносные обследования из дорогих, дефицитных специализированных клиник в более доступные и распространенные клиники первичной медико-санитарной помощи. Около 30% случаев деменции можно предотвратить, но у большинства из нас нет исходных данных о здоровье нашего мозга, таких как кровяное давление или уровень холестерина, поэтому трудно заметить тонкие различия изо дня в день. Кроме того, многие пациенты не обращаются к неврологу до тех пор, пока потеря памяти не начнет влиять на их повседневную жизнь. Обычно это означает, что они настолько зашли в форму слабоумия, что изменение образа жизни и даже медикаментозное вмешательство не помогут.
При деменции основной целью является профилактика или ранняя диагностика, поскольку эти ранние стадии поддаются лечению. Чтобы решить эту проблему и помочь предотвратить до трети случаев деменции, BrainCheck взяла стандартные неврологические обследования, проводимые в клинике невролога, и превратила тесты в игровое приложение для смарт-планшета, на выполнение которого у пациентов уходит 5–10 минут. Внезапно эти стандартные неврологические обследования не требуют медицинского работника. В кабинете первичной медико-санитарной помощи пациенту достаточно передать смарт-планшет или отправить приложение, чтобы пациент мог использовать его дома на собственном устройстве. BrainCheck одобрен FDA и подпадает под два кода возмещения расходов в CMS (Medicare) за когнитивный тест и платформу когнитивной помощи, поэтому врачи могут получать оплату, когда пациенты используют программное обеспечение под их клиническим руководством.
