Искусственный интеллект в медицине. Как умные технологии меняют подход к лечению

Эрик Тополь, 2019

Мир медицины стремительно меняется: на помощь традиционным врачебным методам приходит искусственный интеллект. Как внедрение новых технологий отразится на современной диагностике и лечении? Как будут взаимодействовать врач и пациент, если обработку данных возьмут на себя машины? Смогут ли пациенты влиять на ход и методы лечения своих заболеваний? Какие перспективы открывает использование искусственного интеллекта перед мировым медицинским сообществом, какие блага и опасности оно в себе таит, какие цели преследует? На эти и многие другие важные вопросы подробно и понятно отвечает автор книги Эрик Тополь – врач, ученый, исследователь и всемирно известный эксперт в области применения искусственного интеллекта в медицине. В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Посвящается моей семье — Сьюзен, Саре, Ивену, Антонио, Джулиану и Изабелле. Спасибо за беззаветную поддержку и вдохновение, которые позволили мне завершить эту работу

Редакция благодарит за помощь в подготовке книги Игоря Корсакова, эксперта и консультанта проекта по машинному обучению Webiomed https://webiomed.ai / team / igor-korsakov / [e-mail]

Eric Topol

DEEP MEDICINE

How Artificial Intelligence

Can Make Healthcare Human Again

© Eric Topol, 2019

© Издание на русском языке, перевод. ООО «Альпина Паблишер», 2022

Предисловие

Жизнь можно понять лишь задним числом; но жить надо, глядя в будущее.

Сёрен Кьеркегор

Среди многих качеств, которые делают нас людьми и выделяют среди животных, немалое место занимает потребность оглядываться назад. Трудно вообразить, как представитель другого биологического вида поздней ночью печально размышляет о погибшем товарище или об упущенном шансе устроиться на приличную работу. Мы, однако, возвели способность размышлять о прошлом в ранг науки, оглядываясь на свой собственный вид так, словно мы — Творец, просматривающий писаную историю человечества и отмечающий вехи его прогресса от укрощения огня до изобретения микрочипа. А потом мы стараемся придать всему этому какой-то внятный смысл.

Тезис Кьеркегора о том, что мы живем, устремляя взор в будущее, но осмысливаем жизнь, глядя в прошлое, означает лишь одно: мы вспоминаем прошлое, имея в лучшем случае (неточные) сведения о нем. Но, не в упрек Кьеркегору и Джорджу Сантаяне^[1] будет сказано, понимание истории не обязательно дает нам противоядие от ее повторения. Для того, чтобы в этом убедиться, достаточно бегло проглядеть текущие новости. Коротко говоря, прошлое ненадежно даже в качестве руководства по избеганию прежних ошибок. Определенно только будущее, ибо его сотворение целиком и полностью в наших руках.

Эти рассуждения приводят нас к футурологам, один из которых — автор этой чудесной книги. Такие люди, как он, услышав о том, что братья Райт поднялись в воздух, способны предвидеть бюджетные авиарейсы, крупные аэропорты и людей, высадившихся на Луне. Эти историки настоящего начинают свое исследование с того, что происходит сегодня; эти люди спрашивают не о том, как избежать ошибок прошлого, а о том, как приумножить достижения настоящего. Вооружившись карандашом и блокнотом или планшетом, они начинают разведывать научно-технологический фронтир, они дотошно расспрашивают тех, кто неустанно сражается на передовых рубежах, а также тех, кто сумел прорваться и дальше. Они ищут новаторов, ученых, чудаков и мечтателей. Они прислушиваются, отслеживают события, просеивают полученную информацию и синтезируют новые знания на стыке многих научных дисциплин, чтобы все это обрело смысл для нас. Как вы увидите на примере книги «Искусственный интеллект в медицине», это весьма трудная в интеллектуальном плане задача, не говоря уже о том, что она требует и незаурядных творческих способностей. Для ее решения должно быть хорошо развито не только левое, но и правое полушарие, но при этом понадобится призвать на помощь муз, ибо такие книги, как эта, не просто доносят материал, но требуют от читателя вдохновения.

«Искусственный интеллект в медицине» — это третья книга Эрика Тополя; очередное исследование того, что ждет нас в будущем. В предыдущих работах, если взглянуть на них в свете нашего нынешнего положения, были изложены поистине провидческие идеи. В «Искусственном интеллекте в медицине» Эрик замечает, что мы живем в эру четвертой промышленной революции, революции настолько глубинной, что ее невозможно сравнивать даже с изобретением парового двигателя, железных дорог и электричества, даже с переходом к массовому производству и даже с компьютерной эпохой, если принять во внимание масштабы перемен, которые повлечет за собой эта новая революция. Четвертая промышленная революция, когда все будет вращаться вокруг искусственного интеллекта (ИИ), робототехники и больших данных, уже началась и проявляется в том, как мы теперь живем и работаем, а возможно, и в нашем осмыслении себя как людей. Эта революция может ощутимо нам помочь, но может и серьезно навредить, углубив пропасть между богатыми и теми, у кого с каждым годом становится все меньше денег.

Эта революция коснется всех сфер человеческой деятельности, и медицину она затронет не в последнюю очередь. Сама медицина в настоящее время переживает кризис. Несмотря на невероятный и исключительный прогресс в медицинской науке и врачебном деле за последние четыре десятка лет, мы все равно слишком часто не в силах помочь больным. Мы оказываемся не в состоянии следовать протоколу лечения, мы не преуспеваем в искусстве врачевания, потому что не видим перед собой уникальную личность. Мы знаем геном больных, но не умеем выслушать их истории, мы не врачуем их разбитые сердца. Мы не видим нейрофибром — припухлостей на теле, свидетельствующих о пароксизмальной гипертонии, — потому что не раздеваем больных во время осмотров, хотя это необходимо, ибо мы должны обращать внимание на состояние тела, а не смотреть на экраны. Поэтому мы не видим и ущемленную грыжу у пожилого больного, которая является причиной рвоты, и нам приходится дожидаться дорогой компьютерной томографии и объяснений рентгенолога, который скажет нам то, что мы могли бы увидеть собственными глазами буквально у себя под носом. Страны, расходующие баснословные деньги на здравоохранение, отстают по таким основным показателям, как, например, детская смертность, от многих стран, которые тратят значительно меньше. Думаю, очень показателен тот факт, что автор начинает свою книгу с описания случая из собственной жизни, когда ему не смогли верно диагностировать редкое заболевание, потому что врач не удосужился его выслушать, не увидел в нем человека, личность. Это очень печальная и болезненная история.

Нет ничего удивительного в том, что высокие технологии хотя и радикально изменили к лучшему нашу способность заглядывать в тайны человеческого организма, определять молекулярную структуру здоровых и больных тканей, но все же способны ошибаться — как и люди. Показательнейший пример — системы ведения электронных медицинских карт (ЭМК), которые внедрили в наши дни в большинстве госпиталей. Эти системы создали, чтобы упростить выставление счетов за лечение, а не для облегчения труда врачей и медицинских сестер. Такие системы угрожают благополучию врача, они являются одной из причин его выгорания и ухода из профессии; более того, они провоцируют невнимательность врача, так как присутствуют в кабинете постоянно, как непрошеный, назойливый и неприятный гость: экран притягивает внимание врача, отвлекая его от пациента. В книге «Отравленный собственной болезнью» (Intoxicated by My Illness), потрясающем описании последних стадий рака предстательной железы, ее автор Анатоль Бруайяр с грустью замечает, что его урологу следовало бы «буквально на пять минут задуматься о ситуации пациента, задуматься по-настоящему, целиком, не отвлекаясь, ему следовало бы вникнуть в положение пациента, проникнуться им хотя бы ненадолго, заглянуть в его душу, а не только внутрь тела, чтобы понять, в чем заключается его болезнь, ибо каждый человек болеет по-своему»^[2]. Это горькое суждение, высказанное незадолго до эры электронных медицинских карт, отражает фундаментальную потребность больного человека; эта потребность всегда была, есть и будет, она, я уверен, не изменится никогда, несмотря на то, что меняется окружающий нас мир. Это правило на все времена: каждый человек переносит болезни по-своему.

Я с воодушевлением и трепетом смотрю в будущее и жду, когда мы сможем обуздать большие данные. В силу способности быстро просматривать и обрабатывать огромные массивы данных искусственный интеллект и машинное обучение позволят достичь невероятной точности в диагностике заболеваний и в прогнозировании их течения. Я не хочу сказать, что искусственный интеллект сможет заменить человека: да, эти технологии, вероятно, обеспечат нас рекомендациями намного более точными, нежели сейчас, но все равно будет нужен искусный, заботливый и внимательный врач, чтобы вместе с пациентом и другими коллегами составить по-настоящему индивидуальную схему лечения. Более 2000 лет назад Гиппократ сказал: «Более важно знать, какой человек страдает некоей болезнью, нежели знать, какой болезнью страдает человек». В 1981 г. в редакционной статье, посвященной использованию компьютеров для оценки риска проведения нагрузочных проб в кардиологии, Роберт Калифф и Роберт Розати писали: «Правильная интерпретация и потенциальная польза компьютеризированных данных будет зависеть от мудрости лечащего врача, опирающегося, кроме того, и на другие, более ранние источники информации»^[3]. Это вечный принцип, который будет верен всегда, пока мы говорим о людях, а не о деталях на конвейерной ленте.

В конце концов мы возвращаемся к констатации удивительного факта: мы люди, мы состоим из плоти и крови, мы обладаем разумом и сознанием, заключенными в не менее сложном теле. Взаимодействие тела и сознания человека сложно и до сих пор окутано тайной. Но нет никакой тайны в следующем: когда мы заболеваем, мы в первую очередь нуждаемся в уходе; болезнь, и особенно болезнь тяжелая, превращает нас в маленьких детей. И пусть нам не обойтись без технических навыков и знаний, пусть нам нужны научная точность и лучшее высокотехнологичное лечение, пусть мы хотим, чтобы наш врач «знал» нас (и, в отличие от времен Гиппократа, это подразумевает и знание генома, протеома, метаболома, транскриптома, а также расчетных данных, предоставляемых ИИ, и т. д.), — нам, безусловно, необходимо, чтобы все эти сведения нам излагал заботливый, сопереживающий врач; сопереживания мы хотим и от других медицинских работников. Мы хотим, чтобы врач — заботливый живой человек, а не машина — тратил на нас свое время, осматривал нас, хотя бы для того, чтобы подтвердить, где именно гнездится болезнь, и показывал это на нашем теле, а не в результатах биопсии или на рентгеновском снимке. Этот личный осмотр сам по себе выражает уважение к нашей личности, показывает важность нашей жалобы на боль, когда врач дотрагивается до больного места. Как сказал много лет назад Пибоди^[4], секрет лечения пациента заключается в заботе о пациенте.

Мы хотим, чтобы те, кто нас лечит, заглянули нам в душу, узнали бы о наших сокровенных страхах, о цели нашей жизни, о том, ради чего мы готовы жить и умереть.

Это есть — и всегда будет — нашим самым заветным желанием.

Абрахам Вергезе,врач, профессор теории и практики медицины Медицинской школы Стэнфордского университета, автор книги «Рассечение Стоуна»

Примечания

1

Джордж Сантаяна (1863–1952) — американский философ и писатель испанского происхождения. Ему принадлежит высказывание «Кто не помнит своего прошлого, обречен пережить его вновь». — Здесь и далее, кроме особо оговоренных случаев, прим. ред.

2

Broyard, A., Intoxicated by My Illness. 2010. New York: Ballantine Books, курсив автора предисловия. ГЛАВА 1. ЗНАКОМСТВО С ПРИМЕНЕНИЕМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В МЕДИЦИНЕ

3

Califf, R. M., and R. A. Rosati, “The Doctor and the Computer.” Western Journal of Medicine, 1981 October. 135 (4): pp. 321–323. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ articles/PMC1273186/.

4

Фрэнсис Пибоди (1881–1927) — американский врач, автор известной и часто цитируемой в американской медицинской литературе статьи «Забота о пациенте» (The Care of the Patient).