Инновации на основе искусственного интеллекта, которые Европейский институт ядерных исследований (CERN) изначально разработал для улучшения обслуживания своего ускорителя частиц, находят революционное применение в области здравоохранения. Уменьшение размеров радиотерапевтических аппаратов и их оптимизация для удобства использования - особенно в странах с ограниченными ресурсами, разработка интеллектуальной программы профилактики рака груди и улучшение мониторинга пациентов с инсультом - вот некоторые из перспективных проектов, над которыми работает Европейская лаборатория ядерных исследований в сотрудничестве с европейскими больницами, включая барселонскую Vall d'Hebrón. «ЦЕРН предлагает больницам свой опыт в управлении огромными объемами данных безопасным и децентрализованным способом, что является ключом к обеспечению конфиденциальности и безопасности частной информации о пациенте, используемой для работы алгоритма. Учреждение, основной областью деятельности которого является физика частиц, работает с данными с помощью системы, которая позволяет не передавать информацию в центральное хранилище, а обрабатывать ее на местах, обеспечивая конфиденциальность и оптимизируя ресурсы, поскольку различные больницы совместно создают надежные модели анализа и прогнозирования заболеваний на основе ИИ. Раньше большое количество данных хранилось централизованно. Теперь мы проводим обработку в месте получения данных, например, в больнице. Если мы гарантируем конфиденциальность, защиту данных и надежность модели, то получаем нечто, представляющее большой интерес для применения в медицине», - объясняет ученый ЦЕРН Луиджи Серио во время посещения лаборатории, организованного Международным союзом по борьбе с раком (UICC) по случаю Всемирного онкологического конгресса в Женеве (Швейцария). «Луиджи Серио, отвечающий за разработки в области искусственного интеллекта, применяемые в здравоохранении, признает, что лаборатория, открывшая антиматерию, или где родился интернет, не единственная, использующая эту модель обработки информации: «Но мы предлагаем надежность, компетенцию ЦЕРН и тот факт, что мы можем предоставлять услуги, гарантированные добрым именем и некоммерческой организацией, которой мы являемся», - говорит Серио. «Одним из приложений, основанных на этой системе, является Truckstroke, который уже улучшил лечение инсульта с помощью искусственного интеллекта у около 10 000 пациентов в больницах Германии и Бельгии, а также в отделении инсульта в Валь д'Эброн в Барселоне. Сравнивая изображения мозга пациента с инсультом с моделями, обученными в ЦЕРН в рамках проекта Truststroke, алгоритм предсказывает, как может развиваться состояние пациента, какое лечение следует назначить и какое наблюдение требуется. Ежегодно в Европе 1,1 миллиона человек переносят инсульт, полмиллиона умирают, а почти 10 миллионов выживают, и врачам приходится ухаживать за ними в течение длительного времени». «Специалисты перегружены пациентами с инсультом, и им нужны все новые и новые инструменты для поддержки их работы, - говорит Луиджи Серио, - В больницах все данные хранятся локально, но, обмениваясь параметрами с главным сервером, они получают прогностические модели, способные определить степень тяжести инсульта». «Врач может использовать эти модели, чтобы решить, какую терапию назначить пациенту. Он также знает вероятный исход и необходимые последующие действия, сколько времени пациент должен находиться в больнице, когда его можно выписать и так далее», - объясняет исследователь. В следующем году ЦЕРН планирует завершить работу над программой обнаружения рака, которая обещает быть на 50 процентов точнее, чем используемая в настоящее время модель скрининга GAIL. Помимо возраста и истории болезни, модель ЦЕРН будет определять риск развития рака груди, комбинируя множество факторов, например, употребление определенных продуктов питания или алкоголя, образ жизни и физическую активность, возраст первой беременности или менопаузы, а также другие параметры. «В нынешней системе скрининга нет подхода, основанного на всех факторах риска. «Идея состоит в том, чтобы создать инструмент, способный анализировать несколько факторов, помимо тех, которые учитываются в настоящее время, чтобы решить, стоит ли делать маммограмму раньше, в том числе можно ли отложить ее и по каким причинам», - объясняет Луиджи Серио. Данные для обучения инструмента получены из EPIC (Европейское проспективное исследование диеты, рака и здоровья), которое содержит информацию, собранную за более чем 20 лет. После того как в следующем году модель будет окончательно доработана, ее нужно будет протестировать и регламентировать, так что до того, как перспективная система скрининга рака груди заменит существующий протокол, еще далеко. «ЦЕРН хочет усовершенствовать линейные ускорители для радиотерапии (LINAC) с помощью искусственного интеллекта, чтобы упростить их использование и адаптировать к условиям стран с низким и средним уровнем дохода, где доступ к аппаратам затруднен не только из-за их высокой стоимости, но и из-за отсутствия людей, которые умеют ими пользоваться. «Машины сложно приобретать, устанавливать, эксплуатировать и обслуживать», - объясняет Луиджи Серио. Использование искусственного интеллекта в этой области может обеспечить эффективное качество медицинской помощи, поскольку, как он объясняет, можно будет использовать машину и ставить диагноз даже в отсутствие эксперта. «С помощью нового программного обеспечения на основе искусственного интеллекта можно будет предсказывать сбои, ускорять техническое обслуживание и направлять тех, кто использует машины, а также сократить время простоя радиотерапевтических установок, которые сейчас иногда не используются из-за отсутствия персонала, умеющего ими пользоваться. Эта модель может даже открыть путь к автоматизации планирования лечения». »Проект под названием STELLA первоначально предназначен для улучшения радиотерапии в некоторых африканских странах, где на каждые 3,5 миллиона человек приходится один аппарат для радиотерапии, в то время как в США и большинстве европейских стран он приходится на 80-100 тысяч человек. «Медицинское приложение, разработанное в ЦЕРН, способно определять дефекты, аномалии или патологии в мозге и сообщать врачам, где именно может развиваться патология, например опухоль, благодаря сложной системе, основанной на той, которую ЦЕРН разработал для предотвращения сбоев в работе ускорителя частиц. Интересно, что мозг - это сложная система, которую можно смоделировать как граф. В разных частях мозга есть нейроны, которые связаны друг с другом, и вы можете создать матрицу узлов и векторов, которые соединяют разные части», - объясняет исследователь из ЦЕРН. Обрабатывая МРТ-изображения мозга, алгоритм способен с определенной точностью определить место, где может быть патология. Алгоритм извлекает изображение, говорящее о том, что есть какая-то аномалия, и даже может предсказать, где эта аномалия находится и куда она распространяется», - объясняет он. Технология проходит клинические испытания в больнице Университета Каподистрии в Греции. Пока, объясняет Луиджи Серио, она используется для сегментации опухолей или инсультов, но ЦЕРН планирует использовать эту систему для мониторинга развития болезни Альцгеймера или деменции.