CC BY
1296
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В МЕДИЦИНЕ
1 2 Поряева Е.П. , Евстафьева В.А.
Email: [email protected]
1Поряева Елена Павловна - студент, кафедра программного обеспечения и управления в технических системах; 2Евстафьева Виолетта Андреевна - студент, кафедра цифровой экономики, факультет информационных систем и технологий, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики,
г. Самара
Аннотация: в статье анализируется влияние искусственного интеллекта и его внедрение в медицину. Изучается история возникновения искусственного интеллекта с начала экспериментов 50-х гг. Описываются разработанные продукты от популярных компаний. Такие как: Ada, Sense.ly, QTrobot, IBM Watson. Статья показывает, как данные продукты помогают врачам и больным в сложных ситуациях, какие действия производит программа при использовании. С помощью таких продуктов уменьшаются временные и технические затраты на получение результатов.
Ключевые слова: искусственный интеллект, медицина, здравоохранение, нейросеть.
ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN MEDICINE
12 Poryaeva E.P.1, Evstafieva V.A.2
1Poryaeva Elena Pavlovna - Student, DEPARTMENT OF SOFTWARE AND MANAGEMENT IN TECHNICAL SYSTEMS; 2Evstafieva Violetta Andreevna - Student, DEPARTMENT OF DIGITAL ECONOMY, FACULTY OF INFORMATION SYSTEMS AND TECHNOLOGIES, VOLGA STATE UNIVERSITY OF TELECOMMUNICATIONS AND INFORMATICS,
SAMARA
Abstract: the article analyzes the influence of artificial intelligence and its introduction into medicine. We study the history of the emergence of artificial intelligence from the beginning of the experiments of the 50s .. Describes the developed products from popular companies. Such as: Ada, Sense.ly, QTrobot, IBM Watson. The article shows how these products help doctors and patients in difficult situations, what actions the program produces when used. With the help of such products, the time and technical costs of obtaining results are reduced. Keywords: artificial intelligence, medicine, healthcare, neural network.
УДК 00.1082
Искусственный интеллект начинает своё возрождение с момента появления первых электронно -вычислительных машин в 40-х г.г. С возникновением ЭВМ стали появляться предпосылки о возможности создания искусственного интеллекта. Появились вопросы о том, можно ли сделать машину, которая будет иметь такие же интеллектуальные возможности, как и у человека (или намного превосходящие). Ученые в 50-е годы делали эксперименты в построении оборудования, которое бы имитировало мозг человека. Такие попытки оказались провальными, т.к. была полная непригодность программных и аппаратурных средств.
В 1956 году прошёл семинар по разработке логических задач и способах автоматизации их решения. На нём был впервые представлен термин искусственный интеллект. После семинара искусственный интеллект признали отдельной отраслью науки.
Через 25 лет Барр и Файгенбаум предлагают более точное определение искусственного интеллекта, в котором говорится, что Искусственный интеллект (ИИ) — это область информатики, которая занимается разработкой интеллектуальных компьютерных систем: понимание языка, обучение, способность рассуждать, решать проблемы и т.д. Бар и Файгенбаум выделяют ключевые моменты у искусственного интеллекта, к которым должны прийти создатели в ходе работы над ИИ.
С самого начала пошло деление отрасли искусственного интеллекта на 2 части: кибернетики и нейрокибернетики.
Главный замысел нейрокибернетики заключается в подтверждении уникальности человеческого мозга, который может мыслить. Поэтому устройство с ИИ должно быть похожим на мозг. Нейрокибернетики детально стали изучать аппаратное моделирование структур, подобных структуре человеческого мозга. Они взяли на себя работу создания и объедение системы элементов, похожих на нейроны. Такие системы стали называть нейросетями.
Кибернетики встали на сторону отказа от идеи всего перекопирования мыслительных процессов человека. Для них не имело значения как устроено «мыслящее» устройство. Главное, чтобы на указанные вопросы устройство и человек реагировали одинаково. Как все происходит внутри машины, кибернетиков не интересовало. Поэтому они и получили название кибернетика «чёрного ящика».
В середине 70-х гг. вместо отыскания уникального алгоритма мышления зародилась идея о моделировании точных знаний. Это был крайне важный прорыв искусственного интеллекта. Новый подход заключался в представлении знаний. Созданы MYCIN и DENDRAL - это классические экспертные системы для медицины и химии.
В середине 80-х гг. начинается коммерциализация искусственного интеллекта. Вырастает ежегодный денежный вклад в эту область, создаются экспертные системы, увеличивается всесторонняя заинтересованность.
Над созданием продуктов с использованием искусственного интеллекта для здравоохранительной области трудятся разработчики различных компаний (Microsoft, Apple, Google и т.д.). На данный момент идет использование искусственного интеллекта в области разработки лекарственных средств, медицинской визуализации, исследование генома, диагностики заболеваний. Созданные устройства можно обучить. Так же они самостоятельного могут проанализировать огромные объемы поступившей информации, сделать вывод и принять решение, что позволяет сберечь время, средства и максимально производить эффект в обслуживании пациентов.
Чтобы правильно выявить причину заболевания и выдать грамотное лечение, необходимо изучить данные о больном: посмотреть историю болезни, анализы, снимки и прочее. Порой самые опытные врачи не могут поставить уверенный диагноз из-за того, что не видят полную картину болезни. По аналитическим данным от Google, каждый десятый пациент страдает по причине неправильного диагноза. Многие прибегли к теории о том, что ИИ поможет разрешить данную проблему. В некоторых больницах Великобритании уже используется разработка от Deepmind Health. Она обрабатывает всю информацию о пациенте, все его симптомы и выдает список рекомендаций лечащему врачу, который в результате ставит точный, окончательный диагноз.
Есть системы, которые могут выдавать свои результаты не врачу, а сразу больному. Одна из таких систем- Ada. Она консультирует больного, даёт советы, подсказывает к какому врачу стоит обратиться и предлагает удаленную консультацию со специалистом [1].
Для людей, которые недавно прошли большой срок лечения или у них имеются хронические заболевания, изобретена программа Sense.ly. Система выдаёт оповещение о наступление времени приёма лекарств, необходимости наблюдения у
врача, структурирует данные о состоянии пациента и отправляет статистику лечащему врачу.
На данный момент есть системы генетического анализа, которые выявляют склонность пациента к различным заболеваниям, помогают понять первопричину заболевания и указать какого эффекта можно ожидать от того или иного лекарственного препарата.
Учёные научились применять искусственный интеллект в создании медицинских препаратов. Поиск правильной химической формулы для них занимает большое количество времени. По итогам не всегда получается желаемый результат. Даже множество проб, проверок и анализов не всегда способны выдать стопроцентную гарантию того, что лекарство подействует. Поэтому на помощь прибегают к искусственному интеллекту, который в свою очередь создает верные химические формулы препаратов.
Иногда у онкобольных людей остается только последняя надежда на лечение. Суперкомпьютер IBM Watson был создан в 2011. На данный момент его модуль Watson for Oncology применим для диагностики и лечения рака [2].
Основная миссия суперкомпьютера найти нужную информацию в базе данных и выдать пользователю. В случае с Watson for Oncology в эту базу входит больше 600 тысяч медицинских заключений и диагнозов, а также два миллиона страниц текстов из медицинских журналов и клинических испытаний в области онкологии.
Нейросеть может предложить несколько вариантов лечения, врачу останется выбрать оптимальный. Врач по мере надобности может добавлять информацию о больном, а компьютер в этот момент будет искать новый курс лечения в соответствие с занесенной информацией и через небольшой промежуток времени выдаст уточненный диагноз.
В 2016 году ИИ определил у 60-летней пациентки, которой изначально поставили неправильный диагноз, редкую форму лейкемии. Для этого система за десять минут изучила 20 млн научных статей о раке.
Один из устоявшегося вида искусственного интеллекта в медицине —QTrobot: робот для терапии детей с заболеваниями аутистического спектра. Такие больные с трудом могут контактировать с окружающими: они почти не могут воспринять чужие эмоции и с трудом выражают свои. Чем старше становится человек, тем труднее ему приходится, т.к. идёт обострение проблемы. Поэтому если не уделить должного внимания данной болезни в раннем возрасте, впоследствии будет трудно справиться с ней.
QTrobot предназначен для детей в возрасте от четырех лет. Происходит общение с больным с помощью слов, жестов и различными выражениями лица. Такой робот помогает ребенку со временем научиться в распознавании настроения окружающих, может научить общаться. По проведенному опыту 2018 года выяснилось, что дети с аутизмом уделяют больше внимание роботу, нежели врачу. В среднем они смотрели на него в два раза дольше. Пока робот ещё не находится в продаже, он проходит различные тестовые испытания в медицинских учреждениях.
Использование ИИ в медицине поможет сделать диагностику заболеваний более точной, сможет эффективно прогнозировать и предупреждать болезни. ИИ поможет спасти больше больных пациентов, повысит эффективность медицинских учреждений, а также облегчит работу врачей.
Список литературы /References
1. Применение искусственного интеллекта в медицине: эффективная диагностика и создание новых лекарств // Новости. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://aiconference.com.ua/ru/news/primenenie-iskusstvennogo-inteUekta-v-meditsine-effektivnaya-diagnostika-i-sozdanie-novih-lekarstv-92604 (дата обращения: 26.03.2019).
2. Рак, аутизм и диабет: что ИИ поможет лечить в 2019 году // Блог компании Binary District. [Электронный ресурс]. Режим доступа:
https://habr.com/ru/company/binarydistrict/blog/445176/ (дата обращения: 26.03.2019).
