چند سال پیش طرفداران برنامه Jeopardy (برنامه پرسش و پاسخ) جدال تمام عیار رایانهای هوشمند به نام WATSON و قهرمان دیرینه این مسابقات را تماشا کردند و شاهد این بودند که WATSON چگونه حریف قهرمان خود را در جنگ بین مغزها مغلوب کرد. پس از آن، WATSON به سیستمی معروف به WATSON HEALTH AI تبدیل شد که در حال حاضر در شانزده موسسه مختلف سرطان در سراسر آمریکا به منظور درمان و تشخیص بیماران سرطانی استفاده میشود. گوگل چندی پیش سیستم DeepMind را راه اندازی کرد که اخیراً در بازی “Go” عنوان قهرمان جهان را کسب کرد. اکنون DeepMind Health در حال ایجاد برنامههای درمانی جدید برای متخصصانی است که باید از عوارض گزینههای درمانی و نیازهای بیمار مطلع شوند. میدانید همه اینها به چه معنا است؟
هوش مصنوعی رسما به بخش مراقبتهای بهداشتی و سلامت ورود کرده است، حالا میتوانیم انتظار این را داشته باشیم که جهان پس از این هرگز مانند گذشته نباشد. شرکتهای پیشرو در حوزه فناوری مانند هیتاچی، اپل، اچ پی، دل و غیره در حال طراحی برنامههای اختصاصی خود برای استفاده از هوش مصنوعی در حوزه بهداشت هستند و انتظار میرود طی دهه آینده استفاده از هوش مصنوعی در حوزه پزشکی و سلامت ده برابر شود.
هوش مصنوعی چگونه میتواند کمک حال حوزه بهداشت و درمان باشد؟
طبق تعریف وب سایت AlanTuring.net:
“هوش مصنوعی (AI) به علمی با قابلیت انجام محاسبات برای کارهایی است که به هوش انسانی برای اجرا نیاز دارند.”
به نظر میرسد تعریف هوش مصنوعی یک مفهوم علمی تخیلی است. اما نترسید چون مطمعنا شما دانسته یا ندانسته قبلاً از آن بارها استفاده کردهاید. به عنوان مثالSiri ، Cortana و Google Now همه از هوش مصنوعی برای کمک به یافتن اطلاعات استفاده میکنند. اتومبیلهای هوشمندی که برای رانندگی مستقل ساخته شدهاند یا حتی برنامههایی مانند Spotify یا Netflix که طراحی شدهاند تا از اطلاعات شما برای ارائه توصیههایی در مورد فیلمهایی که تماشا میکنید یا موسیقی که گوش میدهید، استفاده کند. همه آنچه که نام برده شد مبتنی بر هوش مصنوعی هستند و این مسئله تنها یک قطرهی کوچک از دریای هوش مصنوعی میباشد. به هر حال و با همهی این اوصاف هوش مصنوعی به سادگی اطلاعات لازم را در مورد یک موضوع خاص جمعآوری کرده و از این اطلاعات برای یافتن راه حلهای بهینه استفاده میکند.
حال تصور کنید که یک بیمار با شکایت از علائم مختلف به پزشک مراجعه میکند و با وجود سالها آموزش پزشکی و تجربه، آن پزشک نمیداند که باید در این مورد خاص چه اقداماتی انجام دهد و مجبور است برای کمک به بیمار به همکاران خود مراجعه کند. در سالهایی دور، پیش آمدن وضعیتی به این شکل منجر به هفتهها، ماهها و حتی سالها تحقیق و بررسی میشد و این زمان زیاد ممکن بود برای بیمار بسیار حیاتی باشد و یا طی آن زمان متحمل درد و عذاب فراوان شود. اما دنیا پیشرفت کرده و امروزه پزشکان میتوانند وارد شبکههای آنلاین پزشکی شوند و حتی در مورد نادرترین بیماریها و شرایط خاص آن بیمار همراه با روشهای درمانی مختلف و نوین برای حل مشکل اطلاعات بیشتری کسب کنند. همه اینها به لطف مدرنیزاسیون پزشکی و توسط نوآوریهایی مانند هوش مصنوعی بوجود آمده که یک کوه از دادهها و اطلاعات ضروری برای مراقبتهای بهداشتی را ارائه میدهد.
هوش مصنوعی میتواند به طور موثر و با دقتی مثالزدنی بیماریها را تشخیص دهد، بهترین راههای درمانی ممکن را ارائه دهد و باید بدانید که همه اینها تنها با یک لمس و یا یک کلیک ساده امکانپذیر است. همه این موارد در نهایت به معنای تشخیص سریعتر، درمانی بهتر و کاهش هزینههای جاری مربوط به صنعت مراقبتهای بهداشتی است.
هوش مصنوعی و رشد دادههای دیجیتال
با ادامه رشد دنیای دیجیتال در حوزه مراقبتهای بهداشتی، هر روزه حجم بیشتری از دادهها در این فضا تولید و ذخیره میشوند. در واقع، میزان دادههای موجود با سرعتی سرسامآور در حال رشد است و تقریبا هر دو سال حجم این اطلاعات چند برابر میشود. در سال 2013، سالانه حدود 4.4 zetabytes (تریلیون گیگابایت) داده تولید میشد اما تا سال 2020 تخمین زده میشود که مقدار اطلاعات ایجاد شده به 44 zettabytes (تریلیون گیگابایت) رسیده است.
به عبارت دیگر، میزان اطلاعاتی که امروزه در حوزه مراقبتهای بهداشتی داریم بسیار زیاد است و هوش مصنوعی به راحتی میتواند به شما کمک کند تا این تودهی عظیم از اطلاعات طبقهبندی و مرتب شوند. به عنوان مثال سیستم مدرنیزاسیون پزشکی، دادههای ویزیت مربوط به بیش از 14 میلیون بیمار و 3700 ارائه دهنده خدمات را به راحتی جمعآوری میکند. هوش مصنوعی میتواند با پیگیری و مرور این موارد و ارائه توصیههای مهم که از این اطلاعات بدست میآورد، عملا زمان را متوقف کند و از تکرار مجدد تحقیقات جلوگیری کرده یا آن را به حداقل برساند. به بیان ساده، این سوابق و اطلاعات پزشکی صرفاً موجب صرفهجویی در فضا و زمان در صنعت پزشکی نمیشوند بلکه به طور پیاپی سیستم بهداشت و درمان را ارتقا بخشیده و آن را بهتر و بهتر میکنند.
اما همه چیز در اینجا تمام نمیشود. در تئوری پیشبینی میشود که هوش مصنوعی میتواند ژنوم منحصر به فرد در هر شخص را شناسایی و سپس گزینههای درمانی مخصوص به همان شخص، که موجب محدود کردن و به حداقل رساندن عوارض جانبی و ارائه مراقبتهای بهداشتی کاملا شخصیسازی شده برای آن فرد باشد، را به پزشکان توصیه کند تا خدمات با بهترین شکل ممکن برای آن فرد ارائه شود.
مزایای استفاده از هوش مصنوعی در حوزه پزشکی
پتانسیل هوش مصنوعی برای بهکارگیری در حوزه پزشکی فوقالعاده زیاد است. هوش مصنوعی میتواند به سادهسازی فرآیندهای تولید دارو کمک کند تا درمانهای مناسبی برای بیماریهای جدید و قدیمی با سرعت بیشتری ارائه شوند. این سیستم حتی میتواند به شناسایی بیماریهای ناشناخته قبلی کمک کند. هوش مصنوعی در موارد زیر میتواند به طور فزایندهای مورد استفاده قرار گیرد:
- به پزشکان کمک میکند تا برای درمان بیماریهای جدی سریعتر عمل کنند و اینگونه میزان مرگ و میر در بیمارستانهای سراسر جهان را کاهش خواهد داد.
- تشخیصی سریع و دقیق ارائه میدهد که تنها با استفاده ازهوش انسانی عملا غیرممکن است.
- خطاهای ایجاد شده در نتیجه خستگی انسان را محدود خواهد کرد. به هر حال چه بخواهیم و چه نخواهیم پزشکان در هفته حدود 80 بیمار را ویزیت میکنند و این میتواند شرایط طاقتفرسایی برای آنها ایجاد کند.
- بهبود مراقبتهای مربوط به سرطان، به عنوان مثال در مورد رایانه WATSON، تجزیه و تحلیل اطلاعات مربوط به بیماران سرطانی در 30٪ از افراد چیز جدید و مهمی پیدا کرد. شناسایی و درمانی که شاید هرگز توسط پزشکان کشف نمیشد.
استفاده از ژنوم فردی انسان برای ایجاد برنامههای درمانی کاملاً شخصی در حوزهی مراقبتهای بهداشتی به معنای برنامه ریزی و ارائه داروها و خدمات توانبخشی است که مناسبترین ترکیب را با ژنتیک شما دارد.
اما نکته مهم این است که هوش مصنوعی برای جایگزینی با پزشکان در حوزه مراقبتهای بهداشتی عرضه نشده است. بلکه هوش مصنوعی عملا برای بالا بردن تواناییهای متخصصان پزشکی ارائه شده و میتواند خلاء تواناییهای آنها را برطرف سازد. علاوه بر این، اگرچه فناوری هوش مصنوعی میتواند مزایای زیادی برای صنعت بهداشت و درمان داشته باشد اما یافتن راهی برای پیادهسازی این فناوری نوین در سیستم مراقبتهای بهداشتی فعلی و یافتن راه حلهای آموزشی برای متخصصان پزشکی همواره میتواند یک چالش بزرگ باشد.
حالا دیگر هوش مصنوعی یک موجود علمی تخیلی نیست. هوش مصنوعی بسیار نزدیکتر از گذشته است و خیلی زود تمامی فرآیندهای مراقبت بهداشتی در دنیا را متحول خواهد کرد. هوش مصنوعی کاری که بشر انجام میدهد را به صورتی پیچیدهتر اما کارآمدتر، سریعتر و با هزینه کمتر انجام میدهد. پتانسیل هوش مصنوعی و رباتیک در حوزه مراقبتهای بهداشتی بسیار زیاد است. درست مثل زندگی روزمره همهی ما، به زودی هوش مصنوعی بخشی از سیستم مراقبتهای بهداشتی که از آن استفاده میکنیم خواهد شد. در اینجا به هشت روش برجسته اشاره میکنیم که نشان میدهد در حال حاضر این تحول چگونه در جریان است.
پیشگیری صحیح
یکی از بزرگترین مزایای هوش مصنوعی این است که به افراد کمک میکند همواره سلامتی خود را حفظ کنند و به پزشک احتیاج نداشته باشند یا نیاز به پزشکان را به حداقل برسانند. استفاده از هوش مصنوعی و اینترنت اشیا میتواند در این زمینه به افراد کمکهای بسیاری کند. برنامهها افراد را به رفتار سالمتری تشویق میکنند که به مدیریت یک سبک زندگی سالم و پیشگیرانه ختم خواهد شد. این مسئله باعث میشود تا کاربران بتوانند سلامت و رفاه خود را کنترل کنند.
علاوه بر این، هوش مصنوعی توانایی متخصصان مراقبتهای بهداشتی را برای درک بهتر الگوهای روزمره و نیازهای افرادی که از آنها مراقبت میکنند افزایش میدهد و با این درک آنها میتوانند بازخورد، راهنمایی و پشتیبانی بهتری برای سالم ماندن به افراد ارائه دهند.
تشخیص سریع
هوش مصنوعی در حال حاضر برای تشخیص بیماریهایی مانند سرطان در مراحل اولیه و با دقتی بسیار بالا استفاده میشود. طبق گفته انجمن سرطان آمریكا، تعداد زیادی از ماموگرافیهایی که به روش سنتی انجام میشوند نتایجی كاذب ایجاد میكنند، به این صورت که از هر 2 زن سالم به 1 نفر به اشتباه گفته میشود كه سرطان دارد. استفاده از هوش مصنوعی بررسی و ترجمه ماموگرافی را 30 برابر سریعتر کرده، درحالی که دقتی برابر با 99٪ را فراهم میکند که در نتیجه این امر نیاز به پیگیریهای غیر ضروری را کاهش میدهد. تشخیص سریعتر، پزشکان و سایر متخصصان را قادر میسازد تا زودتر و در مراحل اولیه و قابل درمان (با هزینه به مراتب کمتر) موارد و مشکلات تهدیدکننده زندگی را تشخیص داده و آنها را کنترل کنند.
تشخیص بیماری
WATSON با استفاده از فناوری شناختی برای تجزیه و تحلیل مقدار زیادی از دادههای بهداشتی، به سازمان مراقبتهای بهداشتی کمک میکند. WATSON میتواند اطلاعات پزشکی، علائم و مطالعات درمانی را از تمامی مجلات پزشکی در سراسر جهان دریافت کرده و آن را سریعتر از هر انسانی بررسی و ذخیره کند. Google DeepMind Health با همکاری پزشکان، محققان و بیماران برای حل مشکلات موجود در فرآیندهای مراقبتهای بهداشتی در دنیای واقعی همکاری میکند. این فناوری ترکیبی از یادگیری ماشین و علم اعصاب سیستمها برای ساخت الگوریتمهای قدرتمند است که کاری شبیه به مغز انسان را تقلید میکند.
رفتار پزشکی
فراتر از تجزیه و تحلیل سوابق بهداشتی برای کمک به پزشکان و ارائهدهندگان خدمات بهداشتی برای شناسایی افراد مبتلا به بیماریهای مزمن که در معرض یک بیماری نامطلوب هستند، هوش مصنوعی میتواند به آنها کمک کند تا رویکرد جامعتر و دقیقتری برای مدیریت بیماریها داشته باشند، برنامههای مراقبتی را بهتر هماهنگ کرده و به بیماران برای مدیریت بهتر و مطابقت با برنامههای درمانی طولانی مدت کمک کنند.
بیش از 30 سال است که از رباتها در پزشکی استفاده میشود. این رباتها، از رباتهای آزمایشگاهی ساده گرفته تا رباتهای جراحی بسیار پیچیدهای را شامل میشوند که میتوانند به انسانها در جراحی کمک کنند یا حتی خودشان جراحیهایی را نیز انجام دهند. علاوه بر جراحی از آنها در بیمارستانها و آزمایشگاهها برای اتجام کارهای تکراری، توانبخشی، فیزیوتراپی و حمایت از افرادی که شرایط درمانی طولانی مدت دارند استفاده میشود.
مراقبتهای حوزه سالمندان
امروزه انسانها بسیار طولانیتر از نسلهای قبلی خود عمر میکنند و هر چه به پایان زندگی نزدیک میشوند، به روشی متفاوت دوران کهولت و پیری خود را طی میکنند، شرایطی مانند زوال عقل، نارسایی قلبی یا پوکی استخوان. این مرحلهای از زندگی است که غالباً در آن دچار تنهایی خواهند بود. رباتهای هوشمند توانایی ایجاد انقلابی در مراقبتهای حوزه سالمندان دارند و به مردم کمک میکنند تا برای مدت طولانیتری مستقل بمانند تا نیاز به بستری شدن و مراقبت در خانه را کاهش دهند. هوش مصنوعی همراه با پیشرفت در طراحی رباتهای انساننما، آنها را قادر میسازد که نه تنها مراقبتهای پزشکی ارائه دهند بلکه حتی جلوتر رفته و به گفتگو و سایر تعاملات اجتماعی با افراد بپردازند تا ذهن سالخورده آنها را همواره زنده نگه دارند.
پژوهشهای پزشکی
مسیری که یک روش درمانی از آزمایشگاه تحقیقاتی تا رسیدن به بیمار طی میکند، یک مسیر طولانی و پرهزینه است. طبق گفته انجمن تحقیقات زیست-پزشکی کالیفرنیا، به طور متوسط 12 سال زمان نیاز است تا یک دارو از آزمایشگاه تحقیقاتی به بیماران عرضه شود. از هر 5000 دارویی که آزمایشات تحقیقاتی و بالینی بر روی آنها آغاز میشوند فقط 5 مورد به آزمایش انسانی منتهی میشوند و فقط یک مورد از این 5 دارو برای استفاده درمانی تأیید خواهند شد. علاوه بر این، تولید یک داروی جدید از یک آزمایشگاه تحقیقاتی تا زمان عرضه به بیمار به طور متوسط 359 میلیون دلار برای یک شرکت هزینه خواهد داشت.
تحقیق و کشف دارو یکی از جدیدترین کاربردهای هوش مصنوعی در زمینه پزشکی و مراقبتهای بهداشتی است. با هدایت جدیدترین پیشرفتهای هوش مصنوعی در جهت سادهسازی فرآیندهای کشف دارو و بازتولید آنها، این امکان وجود دارد که زمان تولید و عرضه داروها کمتر شده و هزینههای مربوط به آن به شکل قابل توجهی کاهش یابد.
آموزش نیروی متخصص
هوش مصنوعی به کسانی که در حال آموزش هستند اجازه میدهد عملیات شبیهسازیهای طبیعی را به روشی انجام دهند که الگوریتمهای ساده کامپیوتری قادر به انجام آنها نخواهند بود. ظهور پردازش گفتار طبیعی و توانایی رایانههای برخوردار از هوش مصنوعی برای استفاده فوری از یک پایگاه داده بزرگ متشکل از سناریوها، به این معنی است که پاسخ به سوالات، تصمیمات یا توصیهها میتواند یک کارآموز را به گونهای به چالش بکشد که هیج انسانی نخواهد توانست. همچنین برنامههای آموزشی میتوانند از پاسخهای قبلی کارآموز بیاموزد، به این معنی که سیستم میتواند هر بار خود را تقویت کند و اینگونه میتوان به طور مداوم چالشها را برای رفع نیازهای یادگیری آنها تنظیم کرد.
همچنین این آموزش را میتوان بدون در نظر گرفتن محدودیتهای مکانی و زمانی انجام داد. پس از یک مشکل با استفاده از هوش مصنوعی تعبیه شده بر روی یک تلفن هوشمند، تشکیل جلسات در یک کلینیک یا هنگام مسافرت، نیز امکانپذیر خواهد بود.
نمونههایی از بهکارگیری هوش مصنوعی در حوزه بهداشت و درمان که باعث دید روشنی به آینده میشود
هوش مصنوعی با انجام وظایفی که معمولاً تنها توسط انسانها قابل انجام است، در زمان کمتری و با کسری از هزینه زندگی بیماران، وظایف پزشکان و مدیران بیمارستانها را بسیار ساده خواهد کرد. این بخش یکی از بالاترین میزان رشد صنایع در جهان را دارا است. بخش هوش مصنوعی در سال 2014 حدود 600 میلیون دلار ارزیابی شده است و پیشبینی میشود تا سال 2026 به 150 میلیارد دلار برسد. هوش مصنوعی از طریق پیشبینی، درک، یادگیری و عملکرد، مراقبتهای بهداشتی مدرن را دوباره ابداع میکند و آنها را بیشتر از همیشه تقویت میکند. در ادامه برخی از سرویسهایی که فرآیندهای پزشکی را به کمک هوش مصنوعی ساده میکند را معرفی خواهیم کرد.
PATHAI: تشخیص سرطان با هوش مصنوعی
PathAI از فناوری یادگیری ماشین برای کمک به آسیبشناسان در تشخیص دقیقتر استفاده میکند. اهداف فعلی این شرکت شامل کاهش خطا در تشخیص سرطان و توسعه روشهایی برای درمان پزشکی منحصر به فرد است. PathAI با توسعهدهندگان حوزه دارو مانند Bristol-Myers Squibb و سازمانهایی مانند بنیاد Bill & Melinda Gates برای گسترش فناوری هوش مصنوعی خود در سایر صنایع مراقبتهای بهداشتی همکاری میکند.
BIOXCEL THERAPEUTICS: استفاده از هوش مصنوعی در توسعه داروها
BioXcel Therapyics از هوش مصنوعی برای شناسایی و تولید داروهای جدید در زمینه ایمونولوژی و علوم اعصاب استفاده میکند. علاوه بر این، برنامه نوآورانهی دارو در این شرکت برای تشخیص بیماریهای جدید و ساخت داروی آن از هوش مصنوعی استفاده میکند. برنامه BioXcel Therapyics در زمینه تولید داروهای مبتنی بر هوش مصنوعی به عنوان یکی از ابتکاریترین پیشرفتهای هوش مصنوعی در زمینه بهداشت و درمان در سال 2019 نامگذاری شده است.
XTALPI AI: کشف داروی دیجیتال مبتنی بر فیزیک ابری
با ترکیب هوش مصنوعی، فیزیک ابری و کوانتومی، پلتفرم XtalPi خصوصیات شیمیایی و دارویی برای طراحی و توسعه دارو را پیشبینی میکند. از سرمایهگذاران معروف XtalPi میتوان به Google ، Tencent و Sequoia Capital اشاره کرد.
QVENTUS: بهینه سازی جریان خدمات دهی به بیمار در زمان نیاز
Qventus یک پلتفرم نرمافزاری مبتنی بر هوش مصنوعی است که چالشهای عملیاتی، از جمله مشکلات مربوط به اورژانس و ایمنی بیمار را برطرف میکند. هستهی خودکار این پلتفرم میتواند بیماری، آسیب دیدگی و غیره را شناسایی کرده و بیماران را اولویتبندی کند، زمان انتظار آنها در بیمارستان را ردیابی کرده و حتی میتواند سریعترین مسیرهای آمبولانس را نیز ترسیم کند. CB Insights براساس کار این شرکت در زمینه اتوماسیون و اولویتبندی ایمنی بیمار، Qventus را به عنوان یکی از 100 شرکت نوآور در راهاندازی و استفاده از هوش مصنوعی در سال 2019 معرفی کرد.
TEMPUS: کتابخانه اطلاعات عظیم برای سلامت شخصیسازی شده
Tempus با استفاده از هوش مصنوعی، بزرگترین مجموعه دادههای بالینی و مولکولی جهان را به منظور شخصیسازی درمان و مراقبتهای بهداشتی، غربال میکند. این شرکت در حال توسعه ابزارهای هوش مصنوعی است که از توالی ژنتیکی تا تشخیص تصویر، دادهها را در همه موارد جمعآوری و تجزیه و تحلیل میکند، که میتواند بینش بهتری در مورد روشهای درمانی به پزشکان ارائه دهد. Tempus در حال حاضر از دادههای مبتنی بر هوش مصنوعی خود برای تحقیقات و درمان سرطان استفاده میکند.
آیا در ایران نیز میتوان از فناوری هوش مصنوعی در حوزه درمان بهره برد؟
خوشبختانه در سالهای اخیر، کشورمان در فناوری هوش مصنوعی پیشرفتهای بسیاری داشته و شرکتهای متعددی به تولید محصولات هوش مصنوعی برای استفاده در صنایع مختلف رویآوردهاند. شرکتی مانند عامراندیش هوشمند به کمک متخصصان هوش مصنوعی چند سالی است که تاسیس و به بازار ایران وارد شده است تا به کسبوکارهای فعال در حوزههای مختلف کمک کند تا بتوانند از هوش مصنوعی و راهحلهای هوشمندش در فرآیندهای خود استفاده کنند. عامراندیش با تولید محصولاتی در حوزههای پردازش گفتار، متن و تصویر به تمامی افراد و کسب و کارها کمک میکند تا کارهای خود را به شیوهای هوشمندتر، سریعتر و در زمان کوتاهتری انجام دهند و علاوه بر آن محصول مرکز تماس عامراندیش به کسب و کارها کمک میکند تا به شیوهای نوین و با بازدهی بالاتر با مشتریان ارتباط برقرار کنند. به این ترتیب فعالان حوزههای مختلف در صورت نیاز، بدون هیچ دغدغهای میتوانند به این شرکتها مراجعه کرده و به کمک خدماتشان به نوآوری در کسب و کارتان بپردازید.