در آینده نزدیک، به دلیل پیشرفت‌های چشم‌گیری که درهوش مصنوعی (Artificial Intelligence) به وجود آمده است، بیماران امکان دارد قبل از مراجعه به پزشک با کامپیوترها و سیستم‌های هوش مصنوعی دیدار کنند.
به گزارش توانانیوز، داده‌های رو به رشد سوابق پزشکی و تصویربرداری، پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی را قادر می‌سازد و نحوه حل مشکلات بالینی را برای پزشکان و محققان تغییر می‌دهد. علیرغم توانایی هوش مصنوعی در عملکرد بهتر از پزشکان در برخی از وظایف،ادغام آن در عمل پزشکی روزانه به دلیل نگرانی‌های نظارتی هنوز به چشم‌انداز روشنی نرسیده است.
چشم‌انداز هوش مصنوعی پزشکی
هوش مصنوعی آماده است تا نقشی محوری و دگرگون کننده در حوزه پزشکی و مراقبت‌های بهداشتی ایفا کند. این مسیر را می‌توان به عوامل متعدد زیر نسبت داد:
پیشرفت در قدرت محاسباتی: تکامل قابلیت‌های محاسباتی باعث ادغام هوش مصنوعی در اقدامات پزشکی می‌شود.
الگوریتم‌های یادگیری: استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین پیچیده، پتانسیل و کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی را افزایش می‌دهد.
فراوانی داده‌های پزشکی: در دسترس بودن مجموعه داده‌های وسیعی که از سوابق پزشکی تهیه شده‌اند، کاربرد هوش مصنوعی در بهداشت و درمان را بیشتر تقویت می‌کند.
دستگاه‌های بهداشتی پوشیدنی: تکثیر دستگاه‌های پوشیدنی سلامت تأثیر هوش مصنوعی بر نظارت بر سلامت را تقویت می‌کند.
خط سیر بازار مراقبت‌های بهداشتی در رابطه با هوش مصنوعی بسیار امیدوارکننده است و یک مسیر صعودی قوی را نشان می‌دهد که جزئیات این سیر صعودی به صورت زیر است:
ارزش بازار: بر اساس گزارش‌ها، پیش‌بینی می‌شود که بازار جهانی هوش مصنوعی مراقبت‌های بهداشتی از 3.14 میلیارد دلار در سال 2019 به 23.85 میلیارد دلار تا سال 2025 افزایش یابد. پیش‌بینی می‌شود که این رشد با پیش‌بینی نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) 40.15 درصد در طول دوره پیش‌بینی بین سال‌های 2020 تا 2025، پایدار باشد.
بینش در مورداستفاده نهایی: در سال 2019، بخش تبلیغات و رسانه جایگاه برجسته‌ای در بازار هوش مصنوعی به خود اختصاص داد و بیش از 20 درصد به سهم درآمد جهانی کمک کرد. بااین‌حال، پیش‌بینی می‌شود که بخش مراقبت‌های بهداشتی تا سال 2027 نقشی پیشرو در بازار هوش مصنوعی به دست آورد.
در چشم‌انداز وسیع مراقبت‌های بهداشتی، هوش مصنوعی آماده است تا به‌عنوان یک نیروی دگرگون کننده عمل کرده و از انبوه داده‌های موجود برای ایجاد تغییرات اساسی در زمینه پزشکی استفاده کند. با استفاده از هوش مصنوعی و الگوریتم‌های یادگیری آن، انسان‌ها بینش‌هایی را در مورد تشخیص، رویکردهای درمانی و روش‌های مراقبت به دست می‌آورند. در اینجا نمونه‌های ملموسی از کاربرد هوش مصنوعی در حوزه پزشکی آورده شده که هم برای بیماران و هم متخصصان مراقبت‌های بهداشتی مفید است.
تشخیص بیماری با هوش مصنوعی
تشخیص دقیق برای درمان مؤثر بسیار مهم است. تشخیص اشتباه می‌تواند منجر به عواقب قابل‌توجهی شود که بر اهمیت آن تأکید می‌کند. کاربرد هوش مصنوعی در تشخیص بیماری و مراقبت‌های بهداشتی مزایای متعددی را برای بخش پزشکی به همراه دارد.
نرم‌افزارهای مجهز به هوش مصنوعی می‌توانند بیماری‌های خاص را حتی قبل از بروز علائم آشکار شناسایی کنند. این پیش‌بینی‌ها در اکثر موارد بسیار دقیق هستند. هوش مصنوعی تشخیص را مقرون‌به‌صرفه تر و در دسترس تر می‌کند و این کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی نقطه عطفی در زمینه سلامی و بهداشت است.
یادگیری ماشینی، به‌ویژه الگوریتم‌های یادگیری عمیق، کاربرد قابل‌توجهی در تشخیص خودکار بیماری‌ها پیدا می‌کند. این الگوریتم های هوش مصنوعی یاد می‌گیرند که الگوها را به شیوه‌ای مشابه پزشکان تشخیص دهند، البته با نیاز به مثال‌های عینی فراوان. نمونه‌های دیجیتالی، مانند تصاویر از دستگاه‌های MRI، اسکنرهای سی تی و اشعه ایکس، به‌ویژه برای قابلیت‌های یادگیری ماشینی مفید هستند.
کاربرد یادگیری ماشین در پزشکی
کاربرد یادگیری ماشین در زمینه پزشکی بسیار فراوان است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توانیم که به موارد زیر اشاره داشته باشیم:
تشخیص تومورهای مغزی یا سرطان ریه از طریق سی تی اسکن
سنجش خطر ایست قلبی ناگهانی و بیماری‌های قلبی بر اساس تصاویر ECG و MRI قلب
طبقه‌بندی ضایعات پوستی در تصاویر پوستی
شناسایی علائم رتینوپاتی دیابتی در تصاویر چشم
مزایای هوش مصنوعی در تشخیص پزشکی
در حالی که پزشکان انسانی مهارت‌های خارق‌العاده‌ای دارند، هوش مصنوعی مجموعه مکملی از کاربردها را ارائه می‌دهد که قادر به ارزیابی سلامت بیمار بر اساس بینش‌های مقطر از داده‌های گسترده هستند. در مواردی که شامل منابع داده دیجیتالی مانند سی تی اسکن، ژنومیک، سوابق بیمار و فایل‌های دست‌نویس است، الگوریتم های یادگیری ماشینی به کارایی تشخیصی قابل مقایسه با متخصصان دست می‌یابند.
نقش هوش مصنوعی در عمل پزشکی
هدف هوش مصنوعی جایگزینی پزشکان نیست. در عوض، به‌عنوان کمکی در برجسته کردن بیماری‌های شایع عمل می‌کند. هوش مصنوعی پزشکان را قادر می‌سازد تا بر تفسیر سیگنال‌های مهم بیمار تمرکز کنند و تا حدودی زیادی دقت تشخیص را بالا ببرند.
به طور خلاصه، هوش مصنوعی به‌عنوان نوعی دستیار در کارهای پزشکی مدرن عمل می‌کند و دقت تشخیصی را افزایش می‌دهد و بینش‌های ارزشمندی را ارائه خواهد داد که هم برای متخصصان مراقبت‌های بهداشتی و هم برای بیماران مفید است از این رو می‌توان کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی و به‌خصوص در بخش تشخیص کاربردی انکارناپذیر است.
تولید سریع دارو با هوش مصنوعی
در حوزه پیچیده تولید و ساخت دارو، هوش مصنوعی به‌عنوان یک کاتالیزور محوری برای پیشرفت و تولید سریع در حال ظهور است. از آنجایی که تولید داروهای جدید به تدریج رقابتی‌تر می‌شود، نفوذ هوش مصنوعی راه‌حلی متحول کننده ارائه می‌دهد.
شرکت‌های پزشکی و دارویی برتر در دنیا از هوش مصنوعی برای کاهش هزینه‌های تحقیق و توسعه (R&D) و دور زدن اشتباهات پرهزینه استفاده می‌کنند. یادگیری ماشین، به ویژه، کارایی فرآیندهای تحلیلی مختلف را در توسعه دارو افزایش می‌دهد و به طور بالقوه باعث صرفه‌جویی چند میلیون دلاری می‌شود. پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که تا سال 2026، کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی و داروسازی می‌تواند سالانه حدود 150 میلیارد دلار پس‌انداز برای اقتصاد مراقبت‌های بهداشتی ایالات‌متحده آمریکا ایجاد کند.
فرایند تولید دارو با هوش مصنوعی
کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی و در بخش تولید دارو خوش را در چهار مرحله می‌بیند که در ادامه مورد بررسی قرار گرفته‌اند:
شناسایی هدف برای مداخله:
شروع توسعه دارو شامل درک زیربنای بیولوژیکی یک بیماری و مکانیسم‌های مقاومت آن است. این با شناسایی اهداف درمانی مناسب، به طور معمول پروتئین‌ها دنبال می‌شود. الگوریتم‌های یادگیری ماشینی مجموعه وسیعی از داده‌ها را تجزیه‌وتحلیل می‌کنند و یاد می‌گیرند که پروتئین‌های هدف مناسب را به سرعت تشخیص دهند.
کشف ترکیبات:
فاز بعدی مستلزم شناسایی ترکیباتی است که می‌توانند به طور مؤثر با مولکول‌های هدف انتخاب شده تعامل داشته باشند. الگوریتم‌های یادگیری ماشین، مناسب بودن مولکول را بر اساس هویت ساختاری و توصیفگرهای مولکولی پیش‌بینی می‌کنند، روند انتخاب را تسریع کرده و گزینه‌ها را محدود می‌کنند.
تسریع آزمایشات بالینی:
شناسایی کاندیداهای مناسب برای آزمایشات بالینی بسیار مهم است. یادگیری ماشینی انتخاب شرکت‌کنندگان را تسریع کرده و توزیع متعادلی را در بین گروه‌های آزمایشی تضمین می‌کند. این فناوری باعث تسریع، افزایش قابلیت اطمینان و افزایش امنیت در فرآیند کارآزمایی بالینی می‌شود. علاوه بر این، سیستم‌های هوش مصنوعی هشدارهای اولیه را برای نتایج آزمایش‌های غیرقطعی ارائه می‌دهند و مداخلات به موقع را تسهیل می‌کنند.
شناسایی نشانگرهای زیستی بیماری:
بیومارکرهای موجود در مایعات بدن مانند خون، بینش‌های تشخیصی مهمی را ارائه می‌دهند و به ردیابی پیشرفت بیماری کمک می‌کنند. هوش مصنوعی فرآیند دشوار کشف نشانگرهای زیستی مناسب، تسریع طبقه‌بندی و تجزیه‌وتحلیل مولکول‌ها را ساده می‌کند. به طور خلاصه، کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی، بخش داروسازی را متحول کرده است. از شناسایی هدف گرفته تا آزمایش‌های بالینی و کشف نشانگرهای زیستی، هوش مصنوعی فرآیندها را تسریع می‌کند، کارایی را بهینه کرده و دقت را افزایش می‌دهد.
پرستاری مجازی
دستیاران مجازی پرستاری توانایی شناسایی بیماری‌ها بر اساس علائم، نظارت بر وضعیت سلامت، ترتیب قرار ملاقات با پزشک و ارائه خدمات مختلف دیگر را دارند. با مداخله به موقع و قبل از بدتر شدن شرایط مزمن بیمار، آن‌ها کمک قابل‌توجهی به مراقبت‌های بهداشتی پیشگیرانه می‌کنند.
در چشم‌انداز فعلی این کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی در حال تحقق پیدا کردن است و بیمارستان ها و موسسات زیادی روی آن در کشورهای پیشرفته سرمایه‌گذاری کرده‌اند. مؤسسات پزشکی و متخصصان از توانایی‌های خود برای افزایش مشارکت بیمار و تقویت مهارت های خود مدیریتی استفاده می‌کنند.
درمان مناسب برای فرد
قدرت درمان شخصی در پتانسیل آن برای افزایش طول عمر بیماران نهفته است. یادگیری ماشینی با ایجاد رویکردهای درمانی سفارشی‌شده، پیشرو این حوزه است. در این زمینه یادگیری ماشینی الگوهایی را آشکار می‌کند که نشان می‌دهد بیماران خاص چگونه به درمان‌های خاص پاسخ می‌دهند؛ و واکنش احتمالی بیمار به درمان داده شده را پیش‌بینی می‌کند.
تقویت دست‌کاری ژنتیکی
نفوذ هوش مصنوعی فراتر از مراقبت‌های بهداشتی مرسوم است و به تحقیقات ژنومی نفوذ می‌کند. روش‌های یادگیری ماشینی به توالی‌یابی ژنوم بسیار می‌کنند. یکی از پیشرفت‌های ویژه شامل فناوری تکرارهای کوتاه پالیندرومیک خوشه‌ای به‌طور منظم بین‌فضا (CRISPR) است، به‌ویژه سیستم CRISPR-Cas9 که برای دست‌کاری ژن به وجود آمده است. این پیشرفت توانایی ما را برای دست‌کاری DNA به شیوه‌ای دقیق و مقرون‌به‌صرفه افزایش می‌دهد. علاوه بر این، فناوری‌هایی مانند TALENs و ZFNs قلمرو دست‌کاری ژن را تکمیل می‌کنند.
کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی برای آینده
قلمرو هوش مصنوعی دارای پتانسیل بسیار زیادی است و استفاده از آن به طور کامل نیازمند تلاش‌های مشترک متخصصان پزشکی، علوم کامپیوتر، ریاضیات و فراتر از آن است. در کل روندهای زیر را می‌توان امری محتمل در زمینه کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی دانست. هوش مصنوعی آماده است تا پزشکی را در حوزه‌های مختلف متحول کند. در زیر برخی از این حوزه‌ها آورده شده‌اند.
کاهش خطاهای پزشکی
هوش مصنوعی به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در کاهش خطاهای پزشکی که منجر به تشخیص اشتباه می‌شود ظاهر خواهد شد. برای مثال، چالش‌هایی مانند نتایج ماموگرافی منفی کاذب در موارد سرطان پستان را برطرف کرده و تشخیص ناهنجاری‌هایی را که از مشاهده انسان دور می‌شوند، تسهیل می‌کند.
انسانی کردن مراقبت‌های بهداشتی
تأثیرگذارترین کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی ممکن است در انسان‌سازی مجدد تجربیات مراقبت‌های بهداشتی باشد. با رهایی پزشکان از وظایف دست‌وپا گیر، هوش مصنوعی تمرکز پزشکان را بر بیماران بازمی‌گرداند و ارائه مراقبت‌های دلسوزانه را تقویت می‌کند.
همگرایی اینترنت اشیاء پزشکی
یکی از مهم‌ترین کاربردهای هوش مصنوعی در آینده که با ادغام آن با دستگاه‌های اینترنت اشیا ممکن است، ردیابی و پیشگیری از بیماری خواهد بود. تکثیر دستگاه‌ها و برنامه‌های تلفن همراه نقشی اساسی در ردیابی و پیشگیری از بیماری‌های مزمن دارد و بینش‌های ارزشمندی را هم به بیماران و هم به پزشکان ارائه می‌دهد.
تلفیق هوش مصنوعی و پزشکی
کاربر هوش مصنوعی در پزشکی دامنه‌های زیادی را در برمی‌گیرد و این سفر تازه آغازشده است. همان‌طور که ما به دیجیتالی کردن داده‌های پزشکی می‌پردازیم، پتانسیل هوش مصنوعی بیشتر شکوفا می‌شود. این تکامل، پزشکان را برای تصمیم‌گیری دقیق و مقرون‌به‌صرفه در فرآیندهای تحلیلی پیچیده مجهز می‌کند و روند تشخیص و درمان بسیار سریع و مقرون‌به‌صرفه خواهد شد.به طور خلاصه، آینده هوش مصنوعی در پزشکی نویدبخش است ولی این امر مشروط به همکاری چند رشته‌ای، دسترسی عادلانه به داده‌ها و مدل‌های توسعه‌یافته و همسویی استراتژیک با فناوری‌های نوظهور مراقبت‌های بهداشتی است. تاثیر هوش مصنوعی در پزشکی امروزه امری انکار ناپذیر بوده و قطعا در آینده موارد بسیار بیشتری از استفاده از هوش مصنوعی در پزشکی ظهور خواهند کرد.
نویسنده: دکتر شادی دالوند
پژوهشگر وکارشناس حوزه فناوری اطلاعات و مدرس دانشگاه
