Це шоста функція в серії з шести частин, яка розглядає, як ШІ змінює медичні дослідження та лікування.

Коли 58-річний Вілл Стадголм у 2023 році потрапив у лікарню NHS в Оксфорді в нещасний випадок із симптомами шлунково-кишкового тракту, він не очікував діагнозу остеопороз.

Хвороба, тісно пов’язана з віком, спричиняє слабкість і крихкість кісток, що підвищує ризик переломів.

Виявилося, що у Стадхольма був важкий випадок харчового отруєння, але на початку дослідження його захворювання йому зробили КТ черевної порожнини.

Пізніше це сканування було виконано за допомогою технології штучного інтелекту (AI), яка ідентифікувала зруйнований хребець у хребті Стадхольма, що є поширеним раннім показником остеопорозу.

Послідувало подальше тестування, і Стадхольм отримав не лише діагноз, а й просте лікування: щорічне вливання препарату від остеопорозу, який, як очікується, покращить щільність його кісток.

«Мені дуже пощастило, — каже Стадхолм, — я не думаю, що це було б прийнято без технології ШІ».

Не дивно, що радіолог може помітити щось випадкове на зображенні пацієнта – невиявлену пухлину, проблему з певною тканиною чи органом – поза тим, що вони спочатку перевіряли.

Але застосування штучного інтелекту у фоновому режимі для систематичного аналізу сканувань і автоматичного виявлення ранніх ознак поширених хронічних захворювань, яким можна запобігти, які можуть назрівати, незалежно від причини, з якої спочатку було призначено сканування, є новим.

Клінічне використання штучного інтелекту для умовно-патогенного скринінгу або опортуністичної візуалізації, як його називають, «тільки починається», зазначає Перрі Пікхардт, професор радіології та медичної фізики в Університеті Вінконсін-Медісон, який є одним із тих, хто розробляє алгоритми.

Це вважається опортуністичним, оскільки воно використовує зображення, які вже були зроблені з іншою клінічною метою – будь то підозра на рак, інфекція грудної клітки, апендицит або біль у животі.

Він має потенціал для виявлення раніше недіагностованих захворювань на ранніх стадіях, до появи симптомів, коли їх легше лікувати або запобігти прогресуванню. «Ми можемо уникнути багатьох недоліків профілактики, які ми упустили раніше», — каже професор Пікхардт.

Регулярні медогляди або аналізи крові часто не дозволяють виявити ці захворювання, додає він.

У комп’ютерній томографії міститься багато даних, пов’язаних із тканинами й органами тіла, які ми насправді не використовуємо, — зазначає Міріам Бределла, радіолог із Нью-Йоркського університету в Лангоні, яка також розробляє алгоритм у цій галузі.

І хоча аналіз теоретично може бути виконаний без штучного інтелекту радіологами, які проводять вимірювання, це займе багато часу.

Існують також переваги технології у зменшенні упередженості, зазначає вона.

Вважається, що така хвороба, як остеопороз, в основному вражає худорлявих літніх білих жінок, тому лікарі не завжди думають дивитися поза межами цієї групи населення.

З іншого боку, опортуністичне зображення не дискримінує таким чином.

Випадок Стадхольма є гарним прикладом. Будучи відносно молодим щодо остеопорозу, чоловіком і в анамнезі не мав переломів кісток, малоймовірно, що йому поставили б діагноз без ШІ.

Окрім остеопорозу, штучний інтелект навчається допомагати оппортуністично виявляти захворювання серця, жирову хворобу печінки, вікову втрату м’язів і діабет.

Хоча основна увага зосереджена на комп’ютерній томографії, наприклад черевної порожнини чи грудної клітки, ведеться робота над отриманням інформації й з інших типів зображень, зокрема рентгенівських знімків грудної клітки та мамографії.

Алгоритм навчається на багатьох тисячах попередніх сканувань із тегами, і важливо, щоб навчальні дані включали сканування широкого кола етнічних груп, якщо технологію планується застосовувати на різноманітних людей, підкреслюють експерти.

Передбачається також рівень перевірки людьми: якщо ШІ виявить щось підозріле, це буде надіслано радіологам для підтвердження, перш ніж повідомляти про це лікарям.

Технологія штучного інтелекту, яка використовується для дослідження сканування Стадхольма, належить ізраїльській компанії Nanox.AI, яка є однією з небагатьох компаній, що працюють над штучним інтелектом для опортуністичних скринінгів – набагато більше зосереджено на використанні штучного інтелекту для допомоги в точних і швидких діагнозах. конкретних умов, для яких фактично проводяться сканування.

Nanox.AI пропонує три оппортуністичні скринінгові продукти, спрямовані на виявлення остеопорозу, хвороб серця та жирової хвороби печінки відповідно за допомогою звичайних КТ.

Оксфордські лікарні NHS почали випробування продукту Nanox.AI, спрямованого на лікування остеопорозу, у 2018 році, перш ніж офіційно запустити його в 2020 році.

Результати, отримані в лікарнях Оксфорда, показують, що кількість пацієнтів, у яких виявлено переломи хребців, у шість разів перевищує середній показник Національної служби охорони здоров’я – пацієнтів, яких потім можна перевірити на наявність остеопорозу та розпочати лікування для боротьби з хворобою, – каже Кассім Джавайд. , професор остеопорозу та рідкісних захворювань кісток в Оксфордському університеті, який очолював впровадження алгоритму.

Подальші випробування алгоритму також зараз тривають у лікарнях Кембриджа, Кардіффа, Ноттінгема та Саутгемптона. «Ми хочемо зібрати докази, щоб використовувати їх у Національній службі охорони здоров’я», — каже професор Джавайд.

Проте, хоча ця технологія може принести користь людям, є ширші наслідки, які необхідно враховувати, каже Себастьєн Урселін, професор інженерії охорони здоров’я в Королівському коледжі Лондона, який очолює Центр AI Center for Value Based Healthcare.

Великою проблемою, яку необхідно збалансувати, зазначає він, є додаткова кількість пацієнтів, яку може створити використання цієї технології. «Це збільшує попит на систему охорони здоров’я, а не зменшує його», – каже він.

По-перше, людям, які під час опортуністичної перевірки визначено як потенційно хворі, ймовірно, знадобиться додаткове підтверджувальне тестування, яке потребує ресурсів. І якщо штучний інтелект неточний або надто чутливий, це може призвести до великої кількості непотрібних тестів.

Тоді для тих додаткових людей, яким все-таки поставили діагноз, мають бути налагоджені послуги.

Професор Джавайд визнає, що додаткове навантаження є проблемою, яка пов’язана з технологією, але є рішення.

Пацієнтів, у яких підтверджено наявність переломів в Оксфорді, направляють для подальшого спостереження до служби профілактики переломів, яка в основному надається медсестрами, щоб не перевантажувати лікарів. «ШІ справді змушує вас змінити свій шлях», — каже він.

І в довгостроковій перспективі, вважає професор Джавайд, виявлення більшої кількості людей з ранньою стадією остеопорозу та отримання необхідного їм профілактичного лікування заощадить гроші NHS. «Перелом є однією з головних причин, чому люди потрапляють до лікарні», — каже він.

Стадхолм на власні очі бачив жахливість остеопорозу: через це його мати зламала обидва стегна. Раніше це вважалося просто станом старої людини, і нічого не можна було зробити, каже він. «Я відчуваю себе досить привілейованим, я можу зробити щось до того, як мої кістки перетворяться на крейду», — каже він.