Це шостий матеріал у серії з шести частин, що висвітлює, як штучний інтелект змінює медичні дослідження та лікування.
Коли 58-річний Вілл Студголм потрапив у відділення невідкладної допомоги NHS у Оксфорді у 2023 році з гастроінтестинальними симптомами, він не очікував діагнозу остеопорозу.
Це захворювання, яке сильно пов’язане з віком, призводить до ослаблення і ламкості кісток, збільшуючи ризик переломів.
Виявилося, що у містера Студголма був важкий випадок харчового отруєння, але на початку розслідування його стану йому зробили абдомінальну КТ.
Це дослідження було потім проаналізовано за допомогою технології штучного інтелекту (ШІ), яка виявила зламаний хребець у хребті містера Студголма — поширений ранній показник остеопорозу.
Подальші обстеження підтвердили не лише діагноз, але й простий метод лікування: щорічна інфузія препарату від остеопорозу, який очікується, покращить його густину кісток.
«Я відчуваю себе дуже щасливим», — говорить містер Студголм. «Не думаю, що це було б виявлено без технології ШІ».
Не є рідкістю, що радіолог може помітити щось випадкове в зображеннях пацієнта — невиявлену пухлину або проблему з певним органом — поза тим, що спочатку перевірялося.
Проте застосування ШІ для систематичного аналізу знімків і автоматичного виявлення ранніх ознак поширених, запобіжних хронічних захворювань — це новинка.
Клінічне використання ШІ для опортуністичного скринінгу чи опортуністичної іміджінгу «лише починається», зазначає Перрі Пікхарт, професор радіології та медичної фізики в Університеті Вісконсин-Медісон, який є одним з розробників алгоритмів.
Це вважається опортуністичним, оскільки воно використовує зображення, вже отримані з іншою медичною метою — будь то підозра на рак, інфекцію легень, апендицит або болі в животі.
Воно має потенціал виявляти раніше невиявлені захворювання на ранніх етапах, до появи симптомів, коли їх легше лікувати або запобігти прогресуванню. «Ми можемо уникнути багатьох недоліків у запобіганні, які ми пропустили раніше», — говорить професор Пікхарт.
Регулярні фізичні огляди або аналізи крові часто не виявляють ці захворювання, додає він.
Є багато даних у КТ-скануваннях, пов’язаних із тканинами та органами тіла, які ми не використовуємо, зазначає Міріам Бределла, радіолог з NYU Langone, яка також розробляє алгоритми в цій сфері.
І хоча їх аналіз теоретично можна проводити без ШІ радіологами, це було б дуже тривалою справою.
Існують також переваги технології щодо зменшення упередженості, зазначає вона.
Захворювання, як-от остеопороз, наприклад, вважається переважно таким, що вражає худорлявих, літніх білих жінок, тому лікарі не завжди думають перевіряти інші групи.
Опортуністичне зображення, з іншого боку, не робить таких дискримінацій.
Випадок містера Студголма є гарним прикладом. Будучи відносно молодим для остеопорозу, чоловіком і без історії переломів, навряд чи б його діагностували без ШІ.
Крім остеопорозу, ШІ також навчається для допомоги у виявленні серцевих захворювань, жирової хвороби печінки, вікової втрати м’язової маси та діабету.
Основна увага зосереджується на КТ-сканах, наприклад, черевної або грудної клітини, проте триває робота над отриманням інформації з інших типів зображень, включаючи рентген грудної клітини та мамографії.
Алгоритми навчаються на тисячах раніше помічених сканувань, і важливо, щоб навчальні дані містили сканування з широкої групи етнічних груп, якщо технологія буде запроваджена на різноманітному контингенті, підкреслюють експерти.
Також має бути певний рівень людського контролю — якщо ШІ виявить щось підозріле, це буде надіслано радіологам для підтвердження, перш ніж звітувати про це лікарям.
Технологія ШІ, яку використовували для аналізу сканування містера Студголма, належить ізраїльській компанії Nanox.AI, яка є однією з небагатьох компаній, що працюють над ШІ для опортуністичного скринінгу – набагато більше зосереджені на використанні ШІ для допомоги в точній і швидкій діагностиці конкретних захворювань, для яких здійснюється сканування.
Компанія Nanox.AI пропонує три продукти опортуністичного скринінгу, спрямовані на допомогу у виявленні остеопорозу, серцевих захворювань і жирової хвороби печінки відповідно з рутинних КТ-сканів.
Оксфордські лікарні NHS почали випробування продукту, зосередженого на остеопорозі, компанії Nanox.AI в 2018 році, перш ніж офіційно розпочати його впровадження в 2020 році.
Результати з лікарень Оксфорда показують до шістьох разів перевищення середніх показників NHS за кількістю виявлених пацієнтів з переломами хребців — пацієнтів, яких можна перевірити на остеопороз та почати лікування для боротьби з цим захворюванням, каже Кассім Джаваід, професор остеопорозу та рідкісних захворювань кісток в Оксфордському університеті, який очолив впровадження алгоритму.
Додаткові випробування алгоритму також зараз проводяться в лікарнях Кембриджа, Кардіффа, Ноттінгема та Саутгемптона. «Ми хочемо зібрати докази, щоб використовувати це по всій NHS», — каже професор Джаваід.
Однак, хоча технологія може бути корисною для окремих осіб, є ширші наслідки, які потрібно враховувати, говорить Себастьєн Урселін, професор медичної інженерії в Кінгс-коледжі Лондона, який очолює Центр штучного інтелекту для охорони здоров’я, орієнтованого на цінності.
Велика проблема, яку потрібно врівноважити, зауважує він, — це додаткова кількість пацієнтів, яку може створити використання технології. «Це збільшує попит на систему охорони здоров’я, а не зменшує його», — говорить він.
По-перше, людей, які були позначені опортуністичним скринінгом як потенційно з хворобою, ймовірно, потрібно буде подальше уточнення — що викликає витрати.
І якщо ШІ є неточним або занадто чутливим, це може призвести до великої кількості непотрібних тестів.
Потім потрібно забезпечити служби для тих додаткових осіб, яких врешті-решт діагностують.
Додатковий навантаження є викликом, пов’язаним із технологією, визнає професор Джаваід — але існують рішення.
Пацієнти, у яких підтверджені переломи в Оксфорді, направляються на подальше обстеження в межах служби профілактики переломів, яку в основному надають медсестри, щоб не перевантажувати лікарів. «ШІ дійсно змушує вас змінити ваш шлях», — говорить він.
І в довгостроковій перспективі, вважає професор Джаваід, наявність більшої кількості осіб, у яких виявлено остеопороз на ранніх стадіях і які отримують необхідне профілактичне лікування, заощадить кошти NHS. «Перелом — одна з основних причин, чому люди потрапляють до лікарні», — говорить він.
Містер Студголм спостерігав за руйнівними наслідками остеопорозу з перших уст: це призвело до того, що його мати зламала обидві стегна. Раніше це вважалося захворюванням лише старих людей з нічим не можна зробити, говорить він. «Я відчуваю себе досить привілейованим, що можу щось зробити, перш ніж мої кістки перетворяться на крейду», — укладає він.
