ИИ + предупредительная медицина: диагностика за доли секунды

Позвольте искусственному интеллекту (ИИ) взглянуть вам в глаза. Менее чем за секунду он сможет проверить, есть ли у вас проблемы со здоровьем, и, возможно, спасти вам жизнь.

Компания Airdoc, быстро растущий стартап из Китая с глобальной миссией, создала систему на основе ИИ, получающую и анализирующую снимки сетчатки яблока. По этим данным система выявляет признаки десятков хронических заболеваний, таких как диабет, гипертония, атеросклероз, болезни зрительного нерва, близорукость высокой степени, возрастная дегенерация желтого пятна и многие другие.

Безболезненная, недорогая и автоматизированная диагностика по снимкам сетчатки позволяет находить признаки заболеваний точнее, чем медленные традиционные методы, применяемые врачами. Это может сделать профилактическую медицину доступной миллионам людей, не только в Китае, но и во всем мире.

«Мы используем алгоритм, работающий в облаке, чтобы спасать жизни людей, даже не подозревающих о том, что у них серьезные проблемы со здоровьем», — говорит Рэй Чжан (Ray Zhang), основавший Airdoc четыре года назад.

Врачи уже давно изучают сетчатку для оценки состояния здоровья не только глаз, но и остальных органов тела. Зная это, Рэй собрал команду ИТ-инженеров, которые изучили тысячи изображений сетчатки и создали алгоритм. Используя мощь машинного обучения Microsoft Azure, они обучили этот алгоритм искать крошечные признаки заболеваний, такие как пятнышки, крапинки, участки с измененным цветом, деформированные кровеносные сосуды и другие аномалии.

«Мы выяснили, что Microsoft предлагает самую развитую облачную инфраструктуру для такого проекта, — говорит Чжан. — Мы тесно сотрудничали со специалистами по машинному обучению из Microsoft. Обучать модели в Azure очень просто». К тому же Azure помогает обеспечивать безопасность и конфиденциальность данных о пациентах, что «критически важно, чтобы поддерживать соответствующий уровень обслуживания клиентов».

В своем офисе в пригороде Пекина Чжан с гордостью показал физическую составляющую системы Airdoc — небольшое настольное устройство, похожее на сканер, используемый офтальмологами для обычной проверки зрения.

Вы садитесь на табурет, наклоняетесь, кладете подбородок в мягкое углубление и смотрите в темноту окуляра. Алгоритм начинает работу, точно регулируя наклон вашей головы и добиваясь того, чтобы зеленый крест был в фокусе правого глаза. Через мгновение появляется яркая, но не дискомфортная вспышка белого света. Тот же процесс повторяется для левого глаза.

Так система получает медицинские снимки высокого разрешения сетчатки обоих глаз. Снимки мгновенно отправляются в облако, где для их анализа требуется 20–30 миллисекунд (примерно столько же, чтобы один раз моргнуть).

Через несколько секунд на ваш смартфон приходит впечатляюще подробный диагностический отчет. В нем содержится длинный список заболеваний, упорядоченный по степени риска. Если есть проблемы, вам настоятельно рекомендуется обратиться за профессиональной медицинской помощью.

Сейчас система может диагностировать 30 заболеваний. Благодаря машинному обучению это число скоро увеличится до 50, а в перспективе превысит 200.

Чжан считает, что его система, позволяющая проводить масштабные исследования и освобождать медицинские ресурсы, многое изменит в медицинской сфере. К сегодняшнему дню с ее помощью проверено более 1,12 миллиона человек, в основном в Китае, но также в США, Индии, Великобритании и странах Африки. «Пользователи Airdoc есть по всему миру. Мы надеемся, что наша технология глубокого обучения поможет предотвращать любые болезни».

В Китае с населением 1,3 млрд человек работает всего около 1100 офтальмологов, имеющих достаточную квалификацию, чтобы анализировать снимки сетчатки глаза. Поэтому проблема предоставления адекватных диагностических услуг действительно огромна, как и проблема диабета.

По оценкам властей, в Китае 114 млн человек имеют диабет, но лишь 30% из них знают об этом. Остальные 70% без диагностики на ранних стадиях в конечном счете столкнутся с серьезными осложнениями, такими как слепота, инсульт и другие потенциально смертельные заболевания.

«Диабетическая ретинопатия — одно из самых распространенных и серьезных осложнений при диабете. Если пациент начал чувствовать симптомы, то он уже находится на поздней стадии и без надлежащего лечения ослепнет», — говорит доктор Руэй Ли Вэй (Rui Li Wei) (изображен на верхнем фото) из шанхайского Госпиталя Чанжэна, одного из нескольких крупных медицинских учреждений, использующих технологию Airdoc в обычной практике для быстрой, точной и простой диагностики.

Не занимая время кропотливым и трудоемким анализом снимков, врачи могут быстрее находить пациентов с серьезными проблемами и расставлять приоритеты. «Это освобождает время врача для работы с более серьезными случаями», — говорит Чжан.

Тем временем Airdoc рассматривает новые способы распространения своей технологии. Крупная китайская розничная сеть оптики недавно установила машины Airdoc в 200 магазинах, чтобы клиенты, которые приходят проверить глаза или купить очки, могли также быстро просканировать сетчатку. В следующие три года компания надеется увеличить число таких магазинов до 1200.

Кроме этого, Airdoc изучает возможности для оказания постоянной помощи пациентам с диабетом и другими заболеваниями. Сейчас идет разработка визора (похожего на те, что используются для игр в виртуальной реальности), который позволит регулярно проводить сканирование и показывать врачам, как продвигается лечение.

Вопрос своевременной диагностики остается ключевым для современной медицины. Технологии команды Airdoc напомнили об одном студенческом проекте, который был представлен на конкурсе Imagine Cup 2018: команда из ННГУ им. Лобачевского создавала мобильное приложение meCare, которое следит за состоянием здоровья человека, анализируя селфи и активность на предмет проявления первичных признаков заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. В приложении также предусматривалась система экспресс-диагностики, которая позволяет выявить некоторые заболевания в домашних условиях. Надеемся, что это студенческое решение будет доработано и выведено на новый уровень. Из уже работающих проектов стоит упомянуть лабораторию UNIM, в которой процесс диагностики полностью оцифрован, а нейронные сети помогают определять критически важные параметры.