Искусственный интеллект IBM Watson заявляет о больших амбициях в лечении рака

История IBM — кто такой Watson?

IBM была основана Thomas J. Watson в 1911 году в Нью-Йорке для использования и развития патентов Herman Hollerith, изобретателя перфорационных машин. Компания IBM работает во многих областях — от аппаратного и программного обеспечения, серверов и суперкомпьютеров до нанотехнологий. Её название происходит от сокращения International Business Machines — международные деловые компьютеры. IBM принадлежит авторство сотен изобретений, которыми мы часто пользуемся во всех сферах жизни, например банкоматов, дискет, персональных компьютеров и штрихкодов. Это одна из крупнейших технологических компаний мира, работающая примерно в 170 странах и имеющая более 370 тысяч сотрудников. Суперкомпьютер IBM, известный нам по шахматному поединку с Каспаровым, Deep Blue придал новое измерение взаимодействию человека и машины. В 2011 году мы познакомились с новым суперкомпьютером IBM — Watson; отвечая на вопросы американской телевикторины Jeopardy, Watson с большим отрывом победил соперников-людей.

Watson назван в честь одного из основателей IBM — Thomas J. Watson. Разработанный под руководством David Ferruci, Watson выделился способностью отвечать на задаваемые вопросы. Благодаря обработке естественного языка и отличающимся от традиционных информационных систем технологиям когнитивных вычислений (cognitive computing) Watson способен понимать структуры, составляющие около 80% интернет-пространства, — неструктурированные данные — и самостоятельно обучаться. Это можно пояснить на примере. Структурированными данными мы называем данные о росте, весе, цвете глаз человека и тому подобном, которые хранятся и используются в определённой форме. Такие данные легко обрабатываются различными алгоритмами и программами, позволяя делать разные выводы. Watson использует иной подход и имитирует человеческий мозг. Дадим Watson слово, например «рак». Он связывает его со всеми данными и предлагает вам виды рака, симптомы и индивидуальные планы лечения. Причём он делает это, показывая источники и вероятности в процентах. Здесь проявляется и способность прогнозировать. Одна из больших трудностей для людей — не знать, что спросить; Watson может направлять вас благодаря способности предугадывать.

IBM Watson вступает в область онкологии

После победы в телевикторине суперкомпьютер Watson, хотя его можно было использовать во многих других областях, был передан нью-йоркскому онкологическому центру Memorial Sloan Kettering (MSKKM) для применения в здравоохранении, прежде всего в лечении рака. IBM Watson, который обучался онкологии около 5 лет, значительно ускорил принятие решений о лечении. При обучении использовали результаты анализов крови, патоморфологические заключения и отчёты визуализации с данными о размере, расположении и типе опухоли, сведения о генетических мутациях; их объединяли с очень обширными обзорами медицинской литературы, формируя планы лечения на основе доказательств.

Watson, передовой образец искусственного интеллекта, читает и понимает миллионы страниц текста, включая запросы и решения врачей, и предлагает планы лечения с расчётами вероятностей. Первоначально Watson обучали на раке лёгкого, молочной железы и колоректальном раке (толстой кишки); его рекомендации для пациенток с раком молочной железы от 1-й до 3. стадии имели точность более 90%. Кроме того, на рекомендации по раку лёгкого он тратил вдвое меньше времени, чем опытные онкологи MSKKM.

В исследовании с участием 638 пациентов в онкологическом центре Manipal в Индии врачи принимали решение после изучения данных пациента примерно за 20 минут, тогда как Watson требовалось всего 40 секунд.

Сегодня учёный, чтобы не отставать от новшеств в своей области, может читать примерно от 200 до 300 исследовательских статей в год, тогда как для Watson такого ограничения нет. Платформу Watson для поиска лекарств обучали на 25 миллионах тезисов Medline, более чем 1 миллионе статей и 4 миллионах патентов; ежемесячно обучение продолжается с использованием 10 тысяч новых научных статей и данных 100 новых клинических исследований.

Мы видим, что прогноз о возможности искусственного интеллекта, усиленного когнитивными вычислениями, помогать врачам принимать решения реализуется уже сегодня, а не в отдалённом будущем; обучение Watson заняло всего 5 лет. Это ничем не отличается от обучения молодого врача, и в будущем Watson станет незаменимым инструментом для врачей. .

Дополнительное чтение: Watson во всех областях онкологии

Онкологическое обучение Watson, ранее занимавшее от 6 до 9 месяцев, теперь длится 30 дней; эту программу искусственного интеллекта испытывают примерно в 30 онкологических центрах и десятках исследовательских институтов Китая и США.

Хотя в большинстве онкологических центров США Watson находится на стадии испытаний, недавно в медицинском центре Jupiter во Флориде была установлена облачная система для рака молочной железы, лёгкого, колоректального рака, рака желудка, шейки матки и яичников. Кроме того, его используют в некоторых больницах Таиланда, Индии, Кореи и Словакии, а в Китае пытаются адаптировать к некоторым больничным системам.

У IBM Watson имеются и различные приложения, помогающие в онкологии. В январе этого года компания начала сотрудничество с Illumina, производящей оборудование для секвенирования ДНК. Цель сотрудничества — получать при генетическом анализе результаты того же уровня, что и у учёных, за более короткое время. IBM Watson также затронул иммунотерапию. В декабре прошлого года Pfizer совместно с IBM Watson Health помогала исследователям в поиске новых лекарственных мишеней, потенциальных комбинированных схем для исследований и отборе пациентов в клинические исследования.

Сначала Watson использовали для предложения пациентам различных планов лечения. Да, пока он предлагает планы онкологического лечения только для определённых видов рака; однако в ближайшем будущем он сможет предлагать также планы хирургического лечения, лучевой или гормональной терапии и показывать, что ожидает пациента в краткосрочной и долгосрочной перспективе.