Tekoälyn terveydenhuollon vallankumous on alkanut (2023)

Tämä artikkeli on osa Future Exploredista, joka on viikoittainen opas maailmaa muuttavaan teknologiaan. Voit saada tämänkaltaisia ​​tarinoita suoraan postilaatikkoosi joka torstaiaamu mennessätilaamalla täältä.

Tekoäly voi olla seuraava maailmaa muuttava lääketieteellinen läpimurto.

Itsenäisistä kirurgisista roboteista ohjelmistoihin, jotka havaitsevat oireet sairauksista, joita lääkärit saattavat jättää huomaamatta, edistyneet tekoälyt osoittavat, että niillä voi olla voimakas vaikutus terveydenhuoltoon – mutta hyväksyvätkö potilaat Dr. AI:n?

Diagnostiikka

Lääkäreiden on tiedettävä, mikä potilasta vaivaa, voidakseen hoitaa häntädiagnostiikkayksi - jos eithe— terveydenhuollon tärkeimmät osat. Se saattaa myös olla osa, jossa tekoälyllä voi olla suurin vaikutus.

Kouluttamalla tekoälyä olemassa olevien tietojen, kuten potilastietojen ja lääketieteellisten skannausten, tutkijat ovat luoneet järjestelmiä, jotka pystyvät analysoimaan uusia tapauksia ja ennustamaan, mikä on vialla – useinnopeamminja vastaavilla taisuurempi tarkkuuskuin ihmisasiantuntijat.

Yksi uusimmista esimerkeistä on tekoäly, joka on koulutettu tunnistamaan pieniä luunmurtumia, mikä osoittaa, että potilaalla on osteoporoosi, sairaus, joka aiheuttaa heikkoja tai hauraita luita. Jos potilas havaitaan ajoissa, hän voi ryhtyä toimiinvahvistaa heidän luita, mutta tauti diagnosoidaan usein vasta tuskallisen, mahdollisesti vammauttavan tauon jälkeen.

"Tekoälymme tarkastaa automaattisesti selkärangan."

Eren Yilmaz

Tämäuusi AISaksalaisten tutkijoiden kehittämä tutkimus etsii osteoporoosiin viittaavia pieniä murtumia tietokonetomografiassa (CT), joka on tilattu muista syistä, kuten potilaan keuhkojen tarkistamiseksi, ja arvioi niiden vakavuuden.

"Ohjelmamme voi toimia taustalla tällaisten tutkimusten aikana", sanoi johtava kirjoittaja Eren Yilmaz. "Se tarkastaa automaattisesti selkärangan ja antaa viitteitä kaikista nikamien murtumista, joita ei muuten olisi havaittu."

Tiimi testasi tekoälyä 159:llä selkärangan CT-skannauksella, joissa oli yhteensä 170 murtumaa, ja se luokitteli oikein 90 % skannauksista, joissa oli murtumia, ja 87 % niistä, joissa ei ollut murtumia. Tekoälyä kehitetään edelleen, mutta jos se pääsee rutiiniradiologiaan, Yilmaz sanoo, että se voisi olla "varhainen varoitusjärjestelmä osteoporoosin vakavien seurausten estämiseksi".

Huumeiden löytö

Lääkkeiden löytäminen alkaa yleensä kohteen tunnistamisesta,yleensä proteiini, joka vaikuttaa kaikkeen, mitä haluat hoitaa. Jos kohde on "lääkekäyttöinen" - eli sen rakenne sallii toisen molekyylin sitoutumisen siihen -, seuraava askel on löytää lääke, joka vaikuttaa kohteeseen suotuisasti (jaei aiheuta suuria ongelmia muualla).

Esimerkiksi proteiinisyklo-oksigenaasi on hyvä kohde kipulääkkeille, koska se luo kemikaaleja, jotka laukaisevat kivun tunteen. Aspiriini sitoutuu syklo-oksigenaasiin tavalla, joka estää näiden kemikaalien tuotannon, mikä helpottaa kipua.

Meillä on arvio3 000Lääkkeitä sisältäviä proteiineja kehossamme ja lähes ääretön määrä mahdollisia lääkkeitä, jotka voivat vaikuttaa niihin, joten löydämme parin, joka tekee mitä haluammeturvallisestion hidas ja kallis prosessi – sellainen, jota tekoäly nyt häiritsee.

Lokakuussa 2022 bioteknologiayritys Verge Genomics aloitti yhden ensimmäisistä kliinisistä kokeista tekoälyn löytämästä.lääkekandidaatti, jonka tarkoituksena on hoitaa ALS:ää, joka tunnetaan myös nimellä Lou Gehrigin tauti.

Verge tunnisti tämän lääkkeen, molekyylin nimeltä VRG50635, syötettyään tekoälylle yli 11 miljoonaa datapistettä geneettisistä tietokannoista ja ALS-potilaiden kudosnäytteistä. Sitten järjestelmä tunnisti PIKfyve-nimisen proteiinin olevan potentiaalisesti osa taudissa ja ehdotti, että VRG50635:n pitäisi kyetä estämään sitä.

"Olemme ylpeitä siitä, että emme ole vain yksi harvoista tekoälyyn perustuvista bioteknologiayrityksistä, jotka ovat päässeet kliiniseen vaiheeseen, vaan myös yksi ensimmäisistä, jotka tuovat esiin uuden kliinisen yhdisteen uutta kohdetta vastaan, joka on kokonaan löydetty ja kehitetty. sisäisesti alustallamme"sanoiVergen toimitusjohtaja Alice Zhang.

"Tämä on merkittävä virstanpylväs sekä pitkäikäisyyden tutkimukselle että tekoälyn soveltamiselle lääkekehitykseen."

Felix Wong

Vielä äskettäin bioteknologiayritys Integrated Biosciences ilmoitti kouluttaneensa tekoälyä löytämään lääkkeitä, jotka todennäköisesti poistavat vanhenevia soluja - "zombisoluja", jotka ovat lakanneet lisääntymästä mutta eivät myöskään kuolleet - jotka liittyvät moniin ikääntymiseen liittyviin sairauksiin.

Jotkut tutkijat epäilevät, että lääkkeitä, jotka voivat päästä niistä eroon, kutsutaan "senolyyttiset aineet,” voisi auttaa meitä elämään pidempään ja terveellisempään elämään. Kenttä on edelleensuhteellisen uusikuitenkin, ja vain harvat ehdokkaat ovat päässeet kliinisiin kokeisiin.

Yli 800 000 molekyylin kokoelmasta Integratedin tekoäly pystyi tunnistamaan kolme uutta senolyyttistä ainetta, joilla oli toivottavia ominaisuuksia (kuten merkkejäkorkea oraalinen hyötyosuuseli voit mahdollisesti ottaa sen pillerinä). Yhden lääkkeen osoitettiin puhdistavan vanhenevia soluja, kuten toivottiin iäkkäillä hiirillä tehdyissä kokeissa.

"Tämä tutkimustulos on merkittävä virstanpylväs sekä pitkäikäisyyden tutkimukselle että tekoälyn soveltamiselle lääkekehitykseen."sanoiFelix Wong, yksi Integrated Biosciencesin perustajista.

"Nämä tiedot osoittavat, että voimme tutkia kemiallista tilaa in silico ja tuottaa useita ehdokkaita ikääntymistä estäviä yhdisteitä, jotka todennäköisemmin menestyvät klinikalla verrattuna jopa lupaavimpiin esimerkkeihin, joita tutkitaan nykyään", hän jatkoi.

Robotiikka

Nykyään monet kirurgit seisovat tietokonenäyttöjen takana sen sijaan, että he vain kumartuisivat kehon päällä ja heiluttelevat veitsellä ja ohjaavat näytöllä näkemänsä robottikäsivarret tarkasti potilaan kehon läpi.

Nämä robotit voivat helpottaa lääkäreiden suorittamista monimutkaisten, arkaluonteisten leikkausten tekemisessä samalla minimoiden riskin ja kivun, mutta ne ovat silti riippuvaisia ​​ohjaussauvan takana olevan lääkärin osaamisesta ja taidosta – toistaiseksi.

Tammikuussa 2022 Johns Hopkins University (JHU) raportoi, että sen tekoälyllä toimiva Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) oli suorittanut herkän leikkauksen eläville sioille ompelemalla yhteen suolen kaksi päätä.

Tämä ei ollut vain ensimmäinen esimerkki robotista, joka suorittaa autonomisen toiminnanlaparoskooppinen leikkaus, mutta robotti teki työn myös tarkemmin ja nopeammin kuin ihmiskirurgi.

"Sisällyttämällä uusia ompelutyökaluja, kuvantamisjärjestelmiä, koneoppimisalgoritmeja ja robottiohjaimia, STAR-järjestelmä on varustettu voittamaan autonomisen laparoskooppisen leikkauksen haasteet pehmytkudoksissa."sanoivanhempi kirjailija Axel Krieger.

Kokonaiskuva

JHU-tiimi sanoo, että STAR voisi tehdä leikkauksesta ennustettavampaa, edullisempaa ja saatavilla olevaa – potilaiden tulokset eivät enää olisi sidoksissa paikallisen sairaalan kirurgien taitoihin – mutta toteaa, että heidän robottinsa kohtaa samat esteet kuin muutkin tekoälyt terveydenhuollossa: a yleinen varovainen antamasta tekoälyä osallistua sairaanhoitoon.

Helmikuussa 2023 Pew Research Center raportoi tulokset akyselymittasivat amerikkalaisten hyväksyntää tekoälylle lääketieteessä, ja 60 % vastaajista sanoi, että he tunteisivat olonsa epämukavaksi, jos heidän lääkärinsä luottaisi tekoälyyn diagnosoidakseen heidän sairautensa tai päättääkseen hoidoista. Vain 38 % uskoi, että se johtaisi parempiin terveysvaikutuksiin.

"Työmme korostaa monella tapaa mahdollista sokeaa pistettä tekoälytutkijoiden keskuudessa."

Sanjay Aneja

Samaan aikaan yli 70% vastaajista samanlaisiakyselyYalen syöpäkeskuksen vuonna 2022 tekemän tutkimuksen mukaan heidän olisi ainakin jonkin verran epämukavaa saada diagnoosi tekoälyltä, joka ei pysty selittämään, kuinka se päätyi tiettyyn johtopäätökseen – vaikka se olisikin 90 % tarkka.

Yalen tutkimuksessa havaittiin myös, että potilaiden mukavuus vaihteli tekoälyn tekemisen mukaan – 55 % vastaajista sanoi, että he olisivat ainakin jossain määrin tyytyväisiä, jos tekoäly lukisi rintakehän röntgenkuvat, mutta luku laski 31,2 prosenttiin, jos tekoäly diagnosoi syöpää. .

Maksimoidakseen tekoälyn mahdolliset hyödyt lääketieteessä kehittäjien on keskityttävä tekoälyjen koulutukseen, mutta myös pohdittava, mitä potilaat toivovat saavansa niiltä ja miten he voivat parhaiten lievittää huolenaiheitaan.

"Työmme korostaa monella tapaa mahdollista sokeaa kulmaa tekoälytutkijoiden keskuudessa, johon on puututtava, kun nämä tekniikat yleistyvät kliinisessä käytännössä", sanoi Sanjay Aneja, Yalen tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

Haluaisimme kuulla sinusta! Jos sinulla on kommentteja tästä artikkelista tai jos sinulla on vinkkejä tulevaa Freethink-tarinaa varten, lähetä meille sähköpostia osoitteeseen[sähköpostisuojattu].