Нейросеть поможет врачам в диагностике вертебральных проблем
Что такое искусственный интеллект? В каких сферах он освободит нас от выполнения рутинных задач? Сможет ли заменить врачей? Реально ли разработать диагностическую систему, способную анализировать КТ/МРТ-снимки и выявлять стенозы поясничного отдела позвоночника, артрозы и грыжи? Когда можно будет признать компьютерную программу разумным существом, не задумываясь при этом, мозг у него в голове или миллиарды строчек кода? Ответы на эти и другие вопросы — в беседе нашего корреспондента с чебоксарцем Русланом Сарбаевым, директором по развитию группы компаний «Наносемантика».
— Руслан, расскажите, пожалуйста, как все начиналось?
— Считаю, что мне очень повезло по жизни. Начнем с того, что мои бабушка и дедушка преподавали математику. Именно благодаря им я полюбил решать разные нестандартные задачки еще в детстве и влюбился в математику. Потом я учился в 53-й школе, где мне очень повезло с учителем математики Львом Александровичем Любимовым, у которого я учился в математическом классе до 9-го класса (кстати, именно в его честь своего сына я назвал Львом). Я глубоко убежден, что на тот момент он был одним из лучших преподавателей математики в России. Только вдумайтесь, из обычного класса обычной чебоксарской школы (не лицея!) пять человек поступили в МГУ (причем все на физмат-направление), еще две девушки — в МГТУ имени Баумана (тоже на физмат), еще двое окончили один из лучших в России медицинских вузов — военно-медицинскую академию. Многие одноклассники в других вузах так или иначе выбрали физмат. После девятого класса я поехал в Москву, где сначала учился в специализированном учебно-научном центре при МГУ (10-11 классы), а затем поступил и окончил механико-математический факультет МГУ.
— После вуза вы занялись стартапами на базе искусственного интеллекта, и особенно в медицине. Вас не удивляет, что вещи, раньше считавшиеся немыслимыми в такой консервативной сфере, как медицина, сегодня становятся реальностью?
— Все так. Об этом долго и много можно рассказывать, одной статьи не хватит для этого. Сейчас модно рассказывать об искусственном интеллекте и подобных вещах. Но давайте говорить проще. Что такое искусственный интеллект? Если отбросить пафос, то искусственный интеллект — это инженерно-математическая дисциплина, занимающаяся созданием программ и устройств, имитирующих когнитивные (интеллектуальные) функции человека, включающие в том числе анализ данных и принятие решении?.
— Скажите, прав я или нет: несколько лет назад можно было наблюдать какой-то невероятный спрос на ИИ в медицине. Однако сейчас этот шум поутих, больше стало, скажем так, более рационального подхода…
— То, о чем вы говорите, полностью соответствует циклу зрелости технологии Гартнера. Первоначально у нас произошел запуск технологии — это первая фаза цикла, технологический прорыв, который обещает решение многих проблем. Это было в начале 2010-х, когда повсеместно начали использоваться нейронные сети для решения задач. Всем казалось, что их можно использовать где угодно, в частности, для решения медицинских задач, что и начали делать повсеместно. В результате образовался «пик завышенных ожиданий», когда общественный ажиотаж привел к чрезмерному энтузиазму и нереалистичным ожиданиям. Всем казалось, что достаточно ввести какие-то данные в нейросеть (например, историю болезней и МРТ), и дальше нейросеть сама обучится и покажет, как и кого можно вылечить.
Разумеется, это не сработало, и мы спустились в «нижнюю точку разочарования». Начало казаться, что технология не в состоянии соответствовать ожиданиям и быстро гасит энтузиазм. Сейчас мы находимся в начале третьей стадии этого цикла «склон просвещения» — когда пересматриваются идеи, задачи и подходы. В частности, становятся понятны требования к медицинскому ИИ, какие подходы надо использовать, чтобы решить те или иные задачи, какие существуют ограничения и так далее. И только потом мы перейдем в стадию «плато производительности», когда преимущества технологии станут очевидными и будут признаваться всеми.
— Тем не менее некоторые эксперты утверждают, что искусственный интеллект в медицине — это будущее, которое уже наступило. Но когда же, по вашему мнению, в наш обиход войдут электронные ассистенты, работающие без еды, сна и выходных?
— Почему вы считаете, что таких ассистентов еще нет? Возьмем, к примеру, пульсометр или оксиметр. У многих эти приборы есть дома. Сейчас все это умеют делать даже умные часы или телефоны. Они тоже в своей основе используют различные алгоритмы искусственного интеллекта. Эти ассистенты не такие романтичные, как те, которые вы имеете в виду, но все же там тоже используется искусственный интеллект. Поэтому я полностью согласен с экспертами, которые говорят, что мы живем в будущем, которое уже наступило.
Если же вы спрашиваете о роботах, которые сами могут ставить диагноз и делать операции, то тут вопросов больше, чем ответов. И пока что все, что делается и создается в сфере медицинского искусственного интеллекта, это в первую очередь разрабатываются системы поддержки принятия врачебных решений. Это означает, что в любом случае решение по постановке диагноза и назначению лечения остается за врачом, а искусственный интеллект будет только помогать и советовать ему в этом.
— Но давайте вернемся к вашей непосредственной работе: есть ли там место эмоциям?
— Это большое заблуждение, что в математике нет творчества.
Если оторваться от школьной математики и начать решать олимпиадные задачи, то вы увидите, что творчества в математике не меньше, чем в искусстве. Аналогично и при разработке алгоритмов ИИ и его обучении. Надо не только знать базовые вещи в программировании, но и иметь базовые знания в медицине. Именно использование творческого подхода позволяет максимально точно настроить нейросеть, которая может поставить диагноз.
— А чем занимается именно ваш стартап?
— Первый наш продукт — это помощь врачам-рентгенологам в описании рентгенологических заключений. В среднем на описание одного рентгенологического заключения уходит примерно 20 минут. ИИ может это делать за пару минут. После этого врач-рентгенолог проверит, все ли правильно ИИ описал, затем выдает это заключение пациенту. На все это может уйти 5-10 минут. Таким образом мы существенно экономим время врачей.
Вторым продуктом могут воспользоваться как врачи, так и пациенты. Для этого пациенту необходимо будет заполнить анкету о состоянии своего здоровья, прикрепить ряд анализов, включая снимки КТ/МРТ, после чего врач или пациент получит подробное заключение о состоянии здоровья и рекомендации по лечению.
— Вроде бы ничего особенного. Но с внедрением медицинского искусственного интеллекта у вас, насколько мне известно, возникло немало сложностей…
— Сложности, вы правы, действительно есть. Все медицинские данные конфиденциальны. Но для того, чтобы что-то разработать, нам нужно договориться с каждым пациентом, чтобы он заполнил анкету о том, как себя чувствует, дал нам свое исследование МРТ, рассказал, какое было лечение, и в последующем продолжил нам предоставлять информацию о своем состоянии. Нам это важно, чтобы понимать, насколько сильно помогло то или иное лечение.
Следующий шаг — все данные надо разметить. Разметка данных — это долгий и монотонный процесс, который происходит под наблюдением врачей-рентгенологов. Нужно разметить тысячи изображений КТ/МРТ/рентгенов, чтобы вся система начала работать.
Также никто не отменял «золотые руки» врачей. Ведь даже в каких-то очень сложных случаях врачи делают что-то невозможное, что не поддается никаким расчетам, заложенным в ИИ.
У нас нет единой метрики. Например, мы рекомендуем какое-то лечение. Как можно проверить, оно было хорошим или нет, как это можно измерить? У нас же нет второго такого пациента точь-в-точь с такой же историей болезни. Более того, часто на практике мы сталкиваемся с тем, что разные врачи для одного и того же пациента рекомендуют разные методы лечения. Как быть с этим?
А как быть с правовыми рисками? Все могут ошибаться — и врачи, и искусственный интеллект. Кто будет виновен в случае ошибки ИИ: разработчики, разметчики, программисты, врачи?
Ну и главный вопрос — это доверие к медицинскому искусственному интеллекту. Я могу это сравнить с тем, что вот перед нами стакан: оптимисты скажут, что он наполовину полон, а пессимисты — что наполовину пуст. Вот и здесь так же. Какому врачу вы доверите свое здоровье — тому, который потенциально будет чаще ошибаться в постановке диагноза и/или назначении правильного лечения, чем ИИ, но которого, предположим, вам порекомендует близкий человек? А может, все-таки поверить компьютеру, который ошибается реже? Лично я бы предпочел доверить свое здоровье моему врачу, опыт которого умножается на самые передовые разработки в сфере ИИ.
— Среди тех, кто заинтересовался вашими разработками по ИИ — главный врач Федерального центра травматологии, ортопедии и эндопротезирования (ФЦТОиЭ) Николай Николаев. Еще летом 2020 года вы обсудили вопросы сотрудничества, подписали рамочное соглашение о совместной деятельности. Что изменилось с тех пор?
— Во-первых, хочется отметить личное участие главного врача Николая Николаева в нашем проекте. Я общался с разными медицинскими работниками и, как правило, чего уж скрывать, многие скептически смотрят на наши исследования. Думаю, это связано в первую очередь с тем, что медицина пока консервативна. Однако Николай Станиславович, я бы сказал, очень прогрессивно мыслит и буквально с первой встречи заинтересовался нашим проектом, оказывает нам самую различную помощь. Врачи ФЦТОиЭ активно нас консультируют.
За два года мы сильно продвинулись и сейчас хотим внедрить и протестировать наш ИИ в ФЦТОиЭ для автоматического формирования рентгенологического заключения. Это первый этап нашего проекта. В рамках второго этапа мы хотим создать рекомендательную систему для врачей, которая будет анализировать похожие случаи различных болезней и рекомендовать форму лечения для пациентов.
— Какими результатами своей работы вы сегодня можете гордиться?
— Мы собрали сильную команду специалистов в области ИИ и организовали сеть партнеров, которые позволяют нам создавать медицинский ИИ. С нами работают десятки врачей (рентгенологи, нейрохирурги, ортопеды и других специальностей) различных медицинских учреждений. Мы создали прототипы и начали тестовые внедрения в двух российских клиниках.
В нашей команде — люди из самых разных стран. Мы работаем все вместе, чтобы создать то, что до нас никто не делал и что позволит в итоге каждому пациенту быстрее выздороветь.
Николай Галкин
