Slovenska aplikacija, ki z umetno inteligenco postavlja diagnoze. Radiologi jo že uporabljajo

Umetna inteligenca (UI) že precej olajšuje delo v številnih poklicih, marsikatero delovno mesto pa naj bi bilo zaradi vzpona UI ogroženo.

Pretekle napovedi, da bo UI v zdravstvu nadomestila radiologe pri interpretaciji medicinskih slik, se (še) niso uresničile. Ima pa umetna inteligenca na tem področju velik potencial, slovenskim radiologom pa tudi že pomaga pri delu.

Profesor na Zdravstveni fakulteti Univerze v Ljubljani dr. Janez Žibert je razvil aplikacijo za interpretacijo medicinskih slik ARIA, namenjeno tako radiologom kot pacientom, ki lahko od nje dobijo "drugo mnenje" o izvidih MR, CT, rentgenskih in drugih slikanj. Za N1 je pojasnil, kako deluje, o vplivu UI na delo radiologov pa smo se pogovarjali s predstojnikom Kliničnega oddelka za radiologijo v ljubljanskem kliničnem centru dr. Domnom Plutom.

Slovenska aplikacija za radiologe in javnost

Slovenski raziskovalec dr. Janez Žibert, matematik in profesor na Zdravstveni fakulteti Univerze v Ljubljani, je razvil aplikacijo, imenovano ARIA (AI radiološki asistent), ki je dostopna na tej povezavi.

ARIA s pomočjo umetne inteligence pripravlja radiološka poročila o medicinskih preiskavah v slovenščini. "Za radiologe predpripravi poročila, ki jih lahko dopolnjujejo, v drugem delu pa je namenjena UI-interpretaciji medicinskih preiskav za splošno javnost," pojasnjuje Žibert.

Bolniki, ki opravijo slikanja (magnetna resonanca, računalniška tomografija (CT), rentgen ...) v slovenskem zdravstvu, praviloma dobijo dostop do svojih slik. Žibert vse, ki take slike imajo, vabi, naj pomagajo pri razvoju aplikacije. "Te slike so v medicinskem formatu, ki se imenuje DICOM. Uporabnik slike naloži na našo aplikacijo in mi naredimo UI-analizo," opisuje in poudarja, da zagotavljajo zaščito podatkov v skladu z GDPR.

"Za zdaj je ARIA prosto dostopna, ker je še v testni fazi, tudi ne načrtujemo, da bi postala plačljiva. Naš prvotni namen je olajšati delo radiologov, 'stranski produkt' pa je interpretacija slik za splošno javnost," pravi avtor aplikacije.

Pacient tako dobi nekakšno "drugo mnenje", seveda z opozorilom, da ARIA ni namenjena klinični interpretaciji radioloških preiskav ter da mora vse rezultate pred kakršnokoli klinično uporabo pregledati in potrditi usposobljen zdravstveni delavec.

Primer izvida, ki ga je na podlagi MR-slikanja glave ustvarila ARIA, si oglejte v spodnjem PDF-dokumentu, v fotogaleriji pa slike, ki jih je pregledala (ime pacienta je izmišljeno).

Izvid, ki ga je ustvarila ARIA

Kako deluje?

Aplikacija se je interpretacije medicinskih slik učila na slikah iz tujine, predvsem na ameriških modelih. Zdaj pa vabijo vse, ki imajo slikovno gradivo medicinskih preiskav in verificirane radiološke diagnoze, da jih prispevajo in tako pripomorejo k razvoju aplikacije. Tako bodo ovrednotili, kako natančna je in kako pravilne so "diagnoze", ki jih postavlja.

"Tudi najboljši UI-modeli še ne morejo nadomestiti izkušenih radiologov, to tudi ni naš namen," pravi Žibert. Želi pa si sodelovanja z njimi. "Naša ideja je, da bosta isto preiskavo pogledala radiolog in aplikacija, oba bosta napisala svoje mnenje, in potem bomo primerjali, ali se je aplikacija približala radiologovemu mnenju," napoveduje.

Pričakuje predvsem sodelovanje z radiologi, ki so zaposleni pri koncesionarjih in zasebnikih. Že zdaj sodelujejo tudi z obema kliničnima centroma, a je tam, pravi Žibert, "večja težava dobiti prostega radiologa, ki se bo s tem dodatno ukvarjal".

Strahovi, da bo UI nadomestila radiologe, so se razblinili

Žibert navaja besede "botra umetne inteligence", Nobelovega nagrajenca Geoffreyja Hintona, ki je leta 2016 dejal, da bi morali prenehati izobraževati radiologe. Prepričan je bil, da bodo pri interpretaciji medicinskih slik v petih letih stroji prekašali zdravnike.

"Pa se je izkazalo ravno obratno – radiologov potrebujemo čedalje več, pa tudi umetne inteligence potrebujemo čedalje več, saj število teh preiskav eksponentno narašča," pravi Žibert. Namen UI-aplikacij, tudi Arie, je delo radiologov pospešiti in olajšati.

Da so študentje medicine še pred približno petnajstimi leti pogosto poslušali opozorila, da se radiologije morda ne splača specializirati, saj jih bo umetna inteligenca kmalu nadomestila, poklic pa bo izginil, se spominja tudi vodja radiologov v ljubljanskem kliničnem centru dr. Domen Plut.

Danes ugotavlja, da se vsakodnevno radiološko delo v tem času vendarle ni tako drastično spremenilo. "UI se razvija, razvija se medicina in potreba po radioloških preiskavah neizmerno raste povsod po svetu, tako da se povsod spopadajo z izzivom dovoljšnjega števila radiologov, da bi opravili vse preiskave, ki jih sodobna medicina oziroma pacienti potrebujejo," pravi Plut.

Če so radiološke kongrese pred desetletjem zaznamovale razprave o strahu pred umetno inteligenco, je danes razpoloženje povsem drugačno. "Danes govorimo predvsem o tem, da komaj čakamo, da se nam UI pridruži, nam pomaga in olajša delo, da bomo lahko natančnejši in učinkovitejši." Radiologi danes tako aktivno sodelujejo z razvijalci, testirajo nove rešitve in iščejo načine, kako bi lahko umetna inteligenca čim bolj koristno dopolnila njihovo delo.

Večina dela radiologov je po besedah dr. Pluta povezana z analizo radioloških slik, ki nastanejo pri slikovnih preiskavah – rentgenskih, ultrazvočnih, CT-preiskavah in slikanju z magnetno resonanco. Radiologi slike analizirajo, tako prepoznavajo bolezni ter jih skušajo čim natančneje opredeliti.

Pomemben del stroke pa je tudi intervencijska radiologija, pri kateri se pod nadzorom slikovnih metod izvajajo različni posegi, kot so vstavljanje žilnih opornic ali odvzem vzorcev tumorjev za biopsijo.

Po besedah Pluta si bodo v prihodnosti praktično vsi radiologi pomagali z umetno inteligenco. "Do katere mere, še ne vemo. Od tega, da bi umetna inteligenca to delo povsem samostojno opravljala, pa smo še zelo daleč. Osebno celo dvomim, da bo do tega res prišlo, saj je v radiologiji veliko vidikov, ki jih je težko popolnoma avtomatizirati," pravi Plut.

Koristna za presejalne programe

Veliko upanja pa polagajo v umetno inteligenco pri presejalnih programih, kot je Dora, kjer izvajajo mamografijo oziroma rentgensko slikanje dojk, ali pri načrtovanem programu Luka za zgodnje odkrivanje pljučnega raka, ki bo temeljil na računalniški tomografiji z nizkim odmerkom sevanja (LDCT).

"Velik potencial ima umetna inteligenca pri programih, v katere je vključenih zelo veliko ljudi, torej celotna populacija ali njen velik del," pravi Plut. S pomočjo UI bi lahko po njegovih besedah hitro izločili velik delež ljudi, pri katerih je z veliko verjetnostjo vse v redu, kar bi radiologom občutno zmanjšalo obseg pregledov.

"Potrebujemo metodo, ki bo praktično stoodstotno učinkovita. Tudi če nam izloči deset odstotkov dela, je to že ogromno – če je pri teh desetih odstotkih res povsem zanesljivo, da dodatni pregled ni potreben," poudarja.

V tovrstnih preventivnih programih je večina pregledanih zdravih oziroma imajo samo eno bolezen, ki se jo išče. Povsem drugače pa je pri kompleksnih bolnikih v bolnišnicah, predvsem pri starejših ljudeh, ki imajo več bolezni hkrati, izpostavlja radiolog.

"Ko ima nekdo več bolezni na istem organu, se radiološki znaki bolezni med sabo prekrivajo in je zato ocena kompleksnejša, s tem pa pada zanesljivost diagnoz. Tu UI postane manj uporabna," pravi Plut.

Velik potencial UI pa vidi tudi pri avtomatizaciji rutinskih in zamudnih opravil.

"Pri CT in magnetni resonanci naredimo slike v dveh dimenzijah. Predstavljajte si, kot da telo razdelimo na zelo tanke plasti, računalnik pa jih nato sestavi nazaj v tridimenzionalni prikaz," opisuje Plut. "Če želimo izračunati volumen nekega organa, moramo danes opraviti veliko ročnega dela, klikov za miško. Za umetno inteligenco pa so lahko takšne naloge precej trivialne. Izračuni volumnov, ki danes radiologu lahko vzamejo tudi eno uro dela, bi lahko že kmalu UI opravila v nekaj sekundah," se nadeja. "To sicer še vedno ne poda končne diagnoze, mi pa prihrani ogromno časa, ki ga lahko namenim drugim stvarem."

UI v pomoč mladim zdravnikom

Že danes pa obstajajo razmeroma dobri UI-programi, ki pomagajo pri prepoznavanju zlomov kosti. "Takšni sistemi bi bili posebej koristni na urgencah, kjer prve ocene pogosto podajajo mlajši in manj izkušeni zdravniki," pravi Plut.

Razvijajo se tudi programi za prepoznavanje osnovnih bolezni v prsnem košu, kot so pljučnica, izliv ali zgostitve na pljučih. Takšni sistemi bi lahko pomagali predvsem družinskim zdravnikom, ki niso posebej usposobljeni za interpretacijo radioloških slik. "Pomembno je predvsem to, da bi sistem znal dovolj zanesljivo oceniti, ali je človeka varno poslati domov ali pa potrebuje nadaljnjo obravnavo," poudarja.

Kot dodaja, se za zdaj taki programi večinoma še testirajo. "Res velikih in široko uporabljenih sistemov trenutno še ni. Se pa že uporabljajo posamezni programi za prepoznavanje raka dojke, ki na sliki označijo več sumljivih mest in radiologa dodatno opozorijo, naj jih še enkrat preveri."

UI najde tisto, česar radiolog ne išče

Še en vidik koristi UI vodja Kliničnega inštituta za radiologijo vidi pri prepoznavanju bolezni, ki jih niso primarno iskali. "Na primer, imate bolnika, ki ima sum, da se mu je zaprla žila na srcu. Narejen je CT celotnega prsnega koša, ampak ko iščemo problem na srcu, smo osredotočeni na to. Na sliki pa so še pljuča, hrbtenica, del trebušnih organov ...," opisuje.

Kot pravi, je med dežurstvi frekvenca dela velika, radiologi pa so osredotočeni na osrednji problem. "Aparat pa nima tega pritiska dežurstva in analizira vse, kar je na sliki. Recimo za kakšne druge najdbe, ki so sekundarnega pomena v tistem trenutku obravnave urgentnega stanja, je UI lahko v korist radiologu, da jih ne spregleda," pravi.

Nekaj tovrstnih programov so v UKC že testirali. "Kar smo mi dobili, je bilo vse bolj ali manj precej neuporabno za prakso, saj še niso tako dodelani, da bi se nanje res lahko zanesel," pravi in opozarja tudi na vprašanje odgovornosti. Pred uveljavitvijo uporabe UI v praksi bo zato treba rešiti tudi pravna vprašanja.

Zmanjševanje stroškov?

Po poročanju specializirane radiološke revije Radiology Business je direktor največjega javnega bolnišničnega sistema v ZDA, NYC Health + Hospitals, Mitchell H. Katz dejal, da bi za določena dela že zdaj lahko začeti nadomeščati radiologe z umetno inteligenco, ko bo to omogočala zakonodaja.

Tako bi lahko zmanjšali stroške bolnišnic, predvsem če bi tehnologija opravila prvo analizo posnetkov, radiologi pa bi nato preverili morebitne nenormalne izvide, je povedal. Razprava se je v ZDA vnela po tem, ko je direktor podjetja Anthropic Dario Amodei nedavno dejal, da je UI že prevzela osrednjo funkcijo radiologije, kar zdravnikom omogoča, da se bolj posvetijo človeški plati dela.

Ameriški radiologi so ostro kritizirali tako Amodeieve izjave kot Katzevo napoved in poudarili, da navedbe ne držijo.

"To je neizpodbiten dokaz, da samozavestno neinformirani bolnišnični administratorji predstavljajo nevarnost za paciente: zlahka jih zavedejo podjetja, ki razvijajo UI, čeprav ta še zdaleč niso sposobna zagotavljati zdravstvene oskrbe," je radiolog iz San Diega Mohammed Suhail povedal za Radiology Business.

"Vsak poskus uvedbe analiz izključno z UI bi takoj povzročil škodo pacientom in tudi smrti, kaj takega pa lahko izjavi le nekdo brez kakršnegakoli razumevanja radiologije. Po drugi strani pa imajo v nečem prav: bolnišnice z veseljem znižujejo stroške, tudi če to pomeni škodo za paciente, dokler je to zakonito," je dejal ameriški zdravnik.

Da "so verjetno tihe sanje marsikaterega direktorja, da bi delavce nadomestili z nečim, kar ne jé, ne pije in lahko dela 24 ur na dan – in radiologija pri tem seveda ni nobena izjema", pravi tudi Plut. A po njegovih besedah smo od tega še precej oddaljeni.

Tudi on opozarja na to, da UI-industrija vlaga ogromno denarja in si obeta zaslužke. "Na največjih svetovnih kongresih v ZDA je polovica industrije posvečena samo umetni inteligenci," opaža.

Kot poudarja, raziskave kažejo, da najboljše rezultate prinaša sodelovanje človeka in umetne inteligence – ne pa popolna avtomatizacija. "Prihodnost je zagotovo v sodelovanju strokovnjaka in tehnologije. Predvsem v tem, da ti naprava olajša delo, da si lahko hitrejši in natančnejši," pravi dr. Plut.

"Aplikacija ARIA je živa," pa pravi dr. Žibert. "Zadaj je kar veliko modelov, vsakič, ko pride boljši, se izboljša tudi diagnostika," opisuje in pravi, da se bosta natančnost in pravilnost diagnoz aplikacije še izboljševali, ko jo bo uporabljalo več ljudi.