Inteligența artificială în gastroenterologie – Monitorizarea pacienților va însemna colaborare om–calculator

Ca în multe alte specialități medicale, inteligența artificială (IA) aduce și în gastroenterologie, domeniul sistemului digestiv, inovații care vor produce schimbări profunde. Sunt dezvoltate soluții pentru accelerarea deciziilor de diagnostic și tratament ale bolilor gastrointestinale (GI) și pentru măsurarea mai obiectivă a activității bolii. Dr. Ryan W. Stidham, unul dintre specialiștii de referință în gastroenterologie și medicină computațională, desfășoară cercetări în IA la Universitatea din Michigan și contribuie la conturarea acestui viitor. El urmărește să transforme IA într-un instrument utilizabil care să eficientizeze deciziile gastroenterologilor.

Inteligența artificială și potențialul său în bolile gastrointestinale

Cariera dr. Stidham a coincis cu răspândirea dosarelor electronice de sănătate și cu accesibilitatea tot mai mare a datelor medicale. În ciuda abundenței informațiilor, dosarele nu descriau însă suficient starea clinică a pacienților. În afecțiuni complexe precum bolile inflamatorii intestinale (BII), lipseau date esențiale despre tipul, localizarea și severitatea bolii. Stidham a observat potențialul învățării automate de a învăța și reproduce procesele decizionale ale specialiștilor, dar pentru aceasta era nevoie de date observaționale de mai bună calitate.

Primele cercetări și dificultăți

Pe măsură ce utilizarea biomarkerilor obiectivi în gastroenterologie a crescut, schimbarea a devenit vizibilă prin clasificarea standardizată a inflamației mucoasei la endoscopie. Diferențele dintre observatori impuneau însă evaluări centralizate. Caracterul calitativ al constatărilor endoscopice și faptul că imaginile nu reflectau pe deplin toate caracteristicile puteau genera opinii diferite chiar și între specialiști asupra severității și tipului bolii.

Pentru a depăși această limitare, dr. Stidham a urmărit evaluări endoscopice mai bune cu ajutorul IA. Rețelele neuronale convoluționale artificiale (CNN = convolutional neural network) deveniseră aplicabile imaginilor medicale datorită creșterii puterii de calcul. Învățând din etichete precum severitatea bolii, modelele CNN ofereau un potențial important pentru evaluarea caracteristicilor complexe ale imaginilor.

Evaluarea endoscopică digitală: o reușită cu ajutorul IA

Planul dr. Stidham era simplu, dar dificil de realizat: colectarea imaginilor endoscopice de la pacienți, evaluarea lor de către specialiști și antrenarea unui model CNN. În 2016 însă, colectarea și etichetarea unui număr suficient de imagini nu erau ușoare. Principala dificultate a fost găsirea a zeci de mii de imagini reprezentative pentru diferite grade de severitate și depășirea limitelor tehnice necesare analizei lor. După ani de eforturi, a fost dezvoltat un model funcțional.

Modelul CNN rezultat a avut o concordanță aproape perfectă cu opiniile specialiștilor IBD în evaluarea severității colitei ulcerative. Reușita a oferit prima dovadă că IA poate cuantifica automat boli complexe.

În viitor, gastroenterologii vor avea un rol mai eficient cu ajutorul IA

Dr. Stidham spune că o parte importantă a avantajelor IA în medicină va consta în reducerea sarcinilor administrative. Documentarea automată, redactarea notelor pe baza înregistrărilor audio din clinică și generarea notelor de procedură prin analiza videoclipurilor endoscopice vor deveni curând realitate. Aceste aplicații le vor oferi gastroenterologilor mai mult timp pentru planurile terapeutice individuale și pentru deciziile complexe.

IA este folosită și în activitățile de menținere a sănătății, precum vaccinarea, screeningul de laborator și monitorizarea tratamentului. Se așteaptă ca tehnologiile să reducă volumul de muncă al gastroenterologilor și să îmbunătățească accesul la tratament. Potrivit dr. Stidham însă, nu pare posibil ca aceste inovații să rezolve imediat epuizarea prin reducerea poverii tumorale.

Poate inteligența artificială să țină pasul cu medicii?

Inițial, dr. Stidham considera că IA îi va lăsa pe gastroenterologi uimiți, dar ulterior și-a revizuit opinia. El spune că IA întâmpină dificultăți în înțelegerea contextului individual și în alegerea celor mai bune decizii pentru fiecare pacient. Un gastroenterolog experimentat poate anticipa lipsurile datelor și poate adapta ponderea informației la pacient. De aceea, deși IA va depăși gastroenterologii în sarcinile de rutină și repetitive, nu poate înlocui experiența clinică, creativitatea și competența în gestionarea zilnică a bolilor gastrointestinale.

IA și gastroenterologia: trecerea la aplicații reale

Momentul pe care dr. Stidham îl descrie ca pe un punct de cotitură în aplicarea tehnologiei în lumea reală a fost o conferință susținută în primăvara precedentă de Peter Lee, președintele Microsoft Research. Au fost demonstrate capacitățile modelelor lingvistice mari (LLM) de a înțelege texte medicale și de a răspunde la întrebări. Aplicații precum crearea unei note SOAP (subiectiv, evaluare obiectivă și plan) dintr-o înregistrare audio a consultației l-au impresionat.

Aceste progrese au făcut evident că IA va putea prelua activitățile administrative, documentarea, facturarea și notele de urmărire a pacienților. Ne îndreptăm către un viitor în care medicii gastroenterologi vor putea primi ajutor de la mașini și se vor concentra mai mult asupra creativității și deciziilor clinice.

Adaptarea viitoare a gastroenterologilor: colaborarea om–calculator

În anii următori, gastroenterologii vor descoperi cum să utilizeze modele predictive IA, chatboți și analize de imagini. Memorarea, recuperarea informațiilor, calculele și sarcinile monotone vor reveni mașinilor. Noi vom putea folosi înțelegerea contextului uman, judecata și creativitatea pentru a oferi soluții mai personalizate unui număr mai mare de pacienți. Viitorul gastroenterologiei și, de fapt, al întregii medicine indică o colaborare puternică între oameni și calculatoare.