Всем известно, что современные технологии призваны помогать во многих сферах жизни. В своём блоге мы уже рассказывали, как технологии виртуальной и дополненной реальности помогают, например, в образовании. Однако не менее важная сфера – медицина. Разработки, нацеленные на её усовершенствование, появляются довольно часто. В частности, всё больше проектов используют технологии искусственного интеллекта. В данной статье мы рассмотрим самые актуальные разработки в области медицины и ИИ.
ИИ помогает определять стадию заражения Covid-19
Безусловно, основное направление современных разработок состоит в борьбе с эпидемией коронавируса. Например, учёные из Нью-Йоркского университета применяют методы ИИ для анализа тысячи случаев заражения вирусом. Они хотят выработать автоматический способ определения стадии заражения и выздоровления пациентов.
Для работы технологии используются результаты анализов, пульс, температура и показатели кислорода в крови. С помощью этих данных искусственный интеллект определяет, как пациент будет чувствовать себя в последующие дни. Таким образом можно определить состояние пациентов до 90% случаев. В сущности, это может помочь врачам расставлять приоритеты в лечении больных и уделять больше внимания пациентам в более плохом состоянии.
Главная задача этой разработки состоит в том, что она поможет сократить время размещения пациентов в больницах.
Искусственный интеллект для декодирования движения молекул
Помимо борьбы с коронавирусом искусственный интеллект используется и в других жизненно важных направлениях. Так, машинные алгоритмы стали использовать в биомолекулярной динамике для понимания процессов, происходящих с молекулами белков. Как правило, протеиновая молекулярная функция часто определяется своей формой и структурой. Поэтому понимание динамики, которая их контролирует, может помочь во многих вопросах. От того, как белки работают, до поиска наиболее эффективных способов лечения связанных заболеваний.
Биологические молекулы находятся в постоянном движении. Их форма определяется тем, как они двигаются. Они могут оставаться в определённой форме всего несколько секунд или дней, прежде чем снова изменить свою форму или структуру. Переход от одной формы к другой похож на раскручивание катушки. По мере того, как она раскручивается, молекулы принимают различную форму.
Однако этот процесс происходит за пикосекунды (триллионы секунд) или даже быстрее. Из-за этого обычные экспериментальные методы, например, использование высококачественных микроскопов и спектроскопов, не могут качественно отследить динамику изменений.
Команда разработчиков из Мэрилендского университета разработала специальные статистические модели, которые могут имитировать форму, движение и траекторию конкретных молекул.
Эти модели формируются в машинные алгоритмы, по примеру тех, которые Gmail использует для автозаполнения предложений. На основе движения молекул алгоритм создаёт шифр, который связывается с другими движениями в слова и предложения. Обучаясь правилам синтаксиса и грамматики, которые определяют, какие формы и движения следуют друг за другом, алгоритм предугадывает, как изменится молекула белка после очередного перехода.
Одной из главных целей этой разработки является её применение в создании действующих лекарственных препаратов. Они должны действовать эффективно и направленно.
Искуственный интеллект показывает наличие у человека вируса Covid-19 быстрее, чем специальные тесты
И ещё одна полезная разработка снова касается мер по борьбе с коронавирусом. Учёными была обнаружена проблема быстрого выявления Covid-19 у пациентов. Имеющиеся тесты на коронавирус зависят от ПЦР тестов (полимеразная цепная реакция), и их ожидание может занимать до 48 часов или больше.
Поэтому команда исследователей из Высшей школы медицинских наук им. Вейля Корнелла в Нью-Йорке создала систему на основе ИИ, которая использует результаты тестов, чтобы определить, есть ли у пациента коронавирус. Как правило, обычно помимо ПЦР теста у пациентов берётся множество анализов крови, лабораторные анализы и рентгеновские снимки, а их результаты готовы через 1-2 часа. Исследователи выдвинули гипотезу, что обычные лабораторные анализы способны показать, заражён ли пациент Covid-19 без теста ПЦР.
С помощью технологии ИИ положительный результат на коронавирус был выявлен у пациентов с чувствительностью 76%. Ограничив анализ пациентами отделения неотложной помощи, результат был увеличен до 80%. Иными словами, машинные алгоритмы по анализам смогли определить, больны ли пациенты коронавирусной инфекцией. Более того, алгоритм правильно идентифицировал даже тех, у кого был отрицательный результат теста.
Развитие алгоритма ещё займёт некоторое время, поскольку технология способна различать только тяжёлые случаи заболевания. Чтобы научиться выявлять более лёгкие случаи, планируется её дальнейшая разработка.
Приложение для борьбы с Covid-19
Однако помимо технологий искусственного интеллекта, разработчики усиленно придумывают способы использования смартфонов для борьбы с коронавирусом. В нашем блоге мы уже рассказывали о приложении, которое способно предотвращать распространение инфекции с помощью функции Bluetooth и пуш-уведомлений. Читайте подробнее в этой статье!
