Czy AI zastąpi lekarzy? Pomoże wykrywać nowotwory? Nadciąga rewolucja

Marcin Rotkiewicz: Dziś wielu z nas ekscytuje się programem ChatGPT i jego konkurentami. Pan pracuje nad sztuczną inteligencją schowaną w cieniu, choć niezwykle ważną dla naszego zdrowia.

Marcin Sieniek: W przypadku każdej nowej technologii najpierw pojawia się spora ekscytacja. Tyle że w końcu opada i prawdziwe efekty danej innowacji dostarczane są już bez świateł reflektorów.

Jakimi medycznymi zastosowaniami AI pan się zajmuje?

Zacznijmy od jednej z najgroźniejszych chorób, czyli raka. Sztuczna inteligencja pomaga w rozpoznawaniu zmian nowotworowych na zdjęciach radiologicznych. Uczy się, analizując tysiące takich obrazów i zestawiając je z diagnozami postawionymi przez specjalistów. W Google pracuję m.in. nad wykorzystaniem AI do identyfikacji raka piersi na zdjęciach mammograficznych.

Z jakim wynikiem?

W 2020 r. w „Nature” nasz zespół wykazał – na danych z badań wykonanych w szpitalach w USA i Wielkiej Brytanii – że nasz program komputerowy jest lepszy niż pojedynczy radiolog i porównywalny z duetem lekarzy. W Wielkiej Brytanii i części Europy istnieje wymóg, by zdjęcia mammograficzne oceniało dwóch specjalistów, niezależnie od siebie. Gdyby więc pojawił się problem z dostępnością radiologów, a Brytyjczycy już się z nim zmagają, to będzie można obsadzić AI w roli tego drugiego.

Czy tego typu technologie są już gdzieś używane w praktyce lekarskiej?

Sektor medyczny jest bardzo restrykcyjnie regulowany. I słusznie, bo chodzi o nasze życie i zdrowie. Dlatego systemy sztucznej inteligencji traktowane są jako „urządzenia medyczne”, nawet jeśli mamy do czynienia np. z działającym w chmurze programem komputerowym. To zaś oznacza wymóg dokładnej analizy ryzyka działania takiego oprogramowania i przetestowania mechanizmów pozwalających na ograniczenie niebezpieczeństw. Koniecznych jest także kilka rund testów klinicznych i wreszcie uzyskanie certyfikacji. To musi trwać. I stąd może brać się wrażenie, że wkraczanie AI do medycyny odbywa się ślamazarnie.

Kiedy można spodziewać się rejestracji np. AI pomagającej analizować zdjęcia mammograficzne?

Właśnie przechodzi ona proces zatwierdzania przez państwowe instytucje nadzoru medycznego, więc trzeba będzie jeszcze chwilę poczekać. Natomiast podobne programy komputerowe już zostały zarejestrowane, np. opracowany w Google system ARDA do wykrywania retinopatii cukrzycowej, czyli uszkodzeń naczyń krwionośnych siatkówki oka. System ten został wykorzystany w badaniu 150 tys. pacjentów w Indiach i jest właśnie wdrażany jako część narodowego programu przesiewowego w Tajlandii.

Co jest jego największa zaletą?

Ocena stopnia zagrożenia ślepotą wymagała dotychczas wizyty u specjalisty. Dzięki AI wystarczy przeprowadzić badanie np. w gabinecie lekarza pierwszego kontaktu.

Jakimi innymi zastosowaniami sztucznej inteligencji zajmuje się pański zespół?

Jesteśmy zaangażowani w niekomercyjny projekt przeznaczony dla Afryki, wspierany m.in. przez fundację Billa i Melindy Gatesów. Chodzi o wykorzystanie AI do wykrywania nieprawidłowości ciąży za pomocą ultrasonografów. Różnego rodzaju komplikacje prowadzą do śmierci 300 tys. matek i 2,5 mln dzieci rocznie, zwłaszcza w krajach rozwijających się. Wielu można by zapobiec dzięki USG. Tylko że poprawne przeprowadzenie badania wymaga wysokich kwalifikacji. A np. w Zambii na prawie 20 mln mieszkańców przypada zaledwie pięciu radiologów. Problemem przestała być zaś dostępność sprzętu, gdyż cena ultrasonografów tak spadła, że organizacje pomocowe są w stanie kupić je dla krajów Afryki.

Radiologów zastąpi więc AI?

W Zambii przygotowaliśmy dużo prostszą procedurę badania ultrasonografem, której szybko może nauczyć się np. pielęgniarka lub położna. Wystarczy systematyczne i uważne przeskanowanie całego brzucha ciężarnej kobiety sondą USG. Nasza AI może na tej podstawie wykryć przypadki wymagające interwencji lekarza. Na razie przeprowadziliśmy testy, dzięki którym program komputerowy potrafił zaalarmować o niewłaściwym ułożeniu płodu oraz rozpoznać jego wiek.

Czy w przyszłości sami pacjenci będą przeprowadzać wstępną diagnostykę własnego ciała?

O ile w diagnostyce, która wymaga zaawansowanych skanerów – np. rezonansu magnetycznego – nie wydaje mi się to realistyczne, to wraz ze wzrostem dostępności rozmaitych sensorów będziemy zmierzać w tym kierunku, np. w dermatologii. Sam korzystałem niedawno z aplikacji Obiektyw Google, bo na ciele mojego dziecka pojawiła się wysypka. I dowiedziałem się, że sprawa nie jest groźna ani pilna. Nie była to oczywiście diagnoza medyczna, ale sztuczna inteligencja może uspokoić człowieka lub przeciwnie, skłonić go, żeby udał się do specjalisty, bo jakieś znamię wygląda niepokojąco. W przypadku zmian skórnych trafność ocen naszej AI jest dużo lepsza niż lekarzy pierwszego kontaktu w USA.

Natomiast dzięki różnym opaskom i smartwatchom można dziś również monitorować pewne aspekty pracy serca, np. wykrywać migotanie przedsionków, co może umknąć lekarzowi podczas diagnozy przeprowadzanej przy ograniczonym czasowo wykorzystaniu holtera.

A czy dla programów typu ChatGPT jest miejsce w medycynie?

Duże modele językowe, czyli sieci neuronowe, mają spory potencjał – od streszczania kartoteki pacjenta i przeszukiwania literatury pod kątem terapii rzadkich chorób, po treningi zdrowia czy wspieranie psychoterapii.

Można też wyobrazić sobie bardziej innowacyjne wykorzystanie tej technologii. Ostatnio pracowałem nad połączeniem modeli do analizy obrazów rentgenowskich właśnie z dużymi modelami językowymi. Pozwala to m.in. na automatyczne generowanie opisów zdjęć medycznych lub poprawianie tych przygotowanych przez człowieka.

Takie narzędzie byłoby przeznaczone wyłącznie dla lekarzy?

Nie. Wyobrażam sobie, że pewnego dnia pacjent będzie mógł poprosić AI o wyjaśnienie pewnych elementów raportu radiologa w kontekście obrazu medycznego. Da się zatem niejako „czatować” z wynikami swoich badań.

Sztuczna inteligencja zrewolucjonizuje medycynę?

Niewątpliwie mamy do czynienia z przełomową technologią, ale nie nazwałbym jej rewolucyjną. Zmiany, które następują, mają raczej charakter ewolucyjny. AI jest wdrażana ostrożnie i raczej nieprędko zastąpi lekarzy, mimo że niektórzy snują takie wizje. Można się natomiast spodziewać, że będzie coraz szerzej stosowana np. w obrazowaniu medycznym. Czyli zarówno w badaniach przesiewowych, czyli mających wyłapać przypadki chorób w danej populacji, jak i przy priorytetyzowaniu pacjentów pod kątem pilności ich leczenia, gdy zasoby służby zdrowia są ograniczone. Znajdzie też zastosowanie w diagnostyce osób zgłaszających się z problemami zdrowotnymi – np. w histopatologii, czyli interpretacji obrazów mikroskopowych komórek pobranych podczas biopsji. No i w planowaniu leczenia, np. konturowaniu, czyli odróżnianiu nowotworów od zdrowych komórek w radioterapii, nad czym właśnie pracujemy.

Jedną z większych zmian, których możemy się spodziewać w medycynie, będzie ułatwienie dostępu do badań, które kiedyś wykonywano tylko w niektórych wysoko specjalistycznych szpitalach. W niedalekiej przyszłości wiele z nich zrobią lekarze pierwszego kontaktu albo nawet pielęgniarki, jedynie nadzorujący pracę AI. Chodzi w tym wszystkim o zwiększenie dostępności diagnostyki i leczenia, bez pogorszenia jego jakości.

Jaka jest pańska opinia na temat przyszłości AI. Jedni uważają, że programy typu ChatGPT to początek narodzin systemów przypominających ludzką inteligencję, inni, że to tylko bezmyślne papugi. Kto w tym sporze ma rację?

W obydwu stanowiskach dostrzegam trochę racji. Do narodzin świadomości w maszynie, czyli czegoś podobnego do umysłu człowieka, jest zapewne daleko. Na razie mamy do czynienia z programami, które dobierają kolejne słowa w swoich wypowiedziach na zasadzie prawdopodobieństwa ich występowania, czyli de facto działając według pewnych popularnych schematów. Z drugiej strony, czy ludzie zawsze są superkreatywni, a ich odpowiedzi nie do przewidzenia? Raczej nie, bo też mówimy, stosując określone wzorce. Dlatego właśnie tego typu AI tak dobrze wypada w różnych testach ludzkiej wiedzy. Jeśli więc modele językowe udają rozumowanie w sposób niemal nieodróżnialny od naszego, to czy podział na „prawdziwą” i „sztuczną” inteligencję ma w ogóle sens?

Czy to wystarczy, żeby wywołać rewolucję technologiczną?

Modele językowe budzą wielkie oczekiwania, które pewnie trzeba będzie w jakimś zakresie skorygować. Dziś wiele osób spodziewa się nowej epoki produktywności, ale prawdziwe znaczenie tego przełomu będzie można ocenić dopiero z perspektywy czasu.

Modele te budzą też obawy. Naukowcy, filozofowie, legendy biznesu komputerowego zaapelowali nawet o czasowe wstrzymanie prac nad SI.

Nie mamy wątpliwości, że AI powinna być nadzorowana. Większość osób w moim środowisku nie poparła jednak tak sformułowanego apelu powstrzymania prac na pół roku. Nie oczekujemy bowiem drastycznych skutków społecznych w tak krótkim czasie. Liderzy rozwoju tej technologii już dziś stosują wiele zabezpieczeń, by rozwijała się ona w sposób odpowiedzialny. Poza tym trudno sobie wyobrazić, jak taki zakaz mógłby być egzekwowany w przypadku społeczności open source albo konkurencji z krajów autorytarnych. A to oznacza, że musimy pozostawać odważni w rozwijaniu nowych technologii, ale zachowywać się przy tym odpowiedzialnie i ostrożnie.