Pražská VFN zkoumá využití umělé inteligence. Lékaře nenahradí, ale může mu pomoci | E15.cz

Pražská VFN zkoumá využití umělé inteligence. Lékaře nenahradí, ale může mu pomoci

Všeobecná fakultní nemocnice v PrazeVšeobecná fakultní nemocnice v PrazeAutor: profimedia.cz

Všeobecná fakultní nemocnice v Praze jako jedna z mála na světě spolupracuje s Microsoftem na výzkumném projektu využití umělé inteligence ve zdravotnictví. Je otázkou času, kdy by mohlo být její nasazení v klinické praxi možné, říkají náměstek pro informatiku ve VFN Vlastimil Černý a primář Ústavu nukleární medicíny David Zogala.

Jaký byl pro nemocnici prvotní impuls k přesunutí dat do cloudu?

Vlastimil Černý: Když jsem před třemi lety přišel do nemocnice, stál jsem před rozhodnutím, jak dál. Rozhodoval jsem se, jestli začít využívat cloudové technologie s tím, že tyto technologie nám umožní nasazovat a využívat prvky, které bychom neměli on premise dostupné, jako je umělá inteligence a strojové učení, platforma pro internet věcí, mohutné analytické nástroje apod., nebo jít tradiční cestou nákupu softwaru a hardwaru. Zvažoval jsem, zda jsou tyto technologie již dostatečně vyspělé, a jestli jsme ochotni mít data nemocnice, včetně dat pacientů, v Amsterdamu a Dublinu, místo „doma“ v naší serverovně. A zjistil jsem, že cloud je paradoxně levnější, ale hlavně flexibilnější. Také pro mě bylo důležité se z oblasti investic přesunout do oblasti služeb. Když nakoupíte technologii jako investici, za několik let máte zastaralé vybavení, a to jak software, tak i hardware, a opět musíte řešit velkou investici do obměny. Navíc musíte investiční nákupy dimenzovat na špičkové zatížení, které ale může být během měsíce velmi krátké, třeba jen několik hodin, a po zbytek doby vám pak systémy zahálí. V případě služby je to jinak. Můžeme si potřebný výkon pronajmout na danou dobu (např. pro výpočet měsíčního vyúčtování zdravotním pojišťovnám) a pak klesnout na výkon, který je dostačující po zbytek měsíce pro běžný provoz aplikace. Máme tak v této oblasti velkou svobodu a můžeme si náklady plynule řídit. Další velkou výhodou je, že máme neustále k dispozici poslední verzi všech technologií, které využíváme. A máme – pro některé zcela překvapivě – mnohem lépe pokrytou bezpečnost.

David Zogala: Cloudové technologie jsou z pohledu nás, uživatelů, velmi komfortní. Jsme zatíženi velkým množstvím dokumentace. Uložení dat v cloudu umožňuje jejich centralizaci, pohodlný přístup prakticky odkudkoliv a velmi efektivní paralelní práci více uživatelů na společně vytvářeném souboru.

Poznali zavedení cloudových technologií pacienti?

Vlastimil Černý: Zatím plnohodnotně nevyužíváme tyto technologie při léčbě. Ale v současnosti ověřujeme možnosti využití umělé inteligence v lékařské praxi. Je rozdíl v tom, jestli má lékař něco dělat tři hodiny, nebo jestli má zkontrolovat práci, kterou za čtyři minuty udělá počítač.

David Zogala: Cloudový způsob práce s daty se do péče o nemocného přímo nepromítne a pacient je nejspíše pocítí jen nepřímo. Některé, především administrativní, procesy jsou ve výsledku rychlejší a plynulejší.

Vlastimil Černý: Na základě sbíraných dat dokážeme vyhodnocovat ukazatele kvality poskytované péče. Sledujeme např. pooperační úmrtnost, procento reoperací nebo míru pooperačních komplikací. A to už na pacienta nepřímý dopad mít může. A kromě ukazatelů kvality poskytované péče, sledujeme i parametry efektivity, jako je např. obložnost lůžek, délka hospitalizace, zda operujeme pacienty do 1 dne od příjmu u plánovaných operacích apod.

Digitální prodejny se čím dál více prosazují. Data pomáhají jak v logistice, tak v reklamě

Zmínili jste využívání umělé inteligence v léčbě. V jaké oblasti ji zkoušíte?

David Zogala: V zobrazovacích metodách může mít umělá inteligence přínos hned na několika místech. Ještě předtím, než se obrázek na přístroji nasnímá, nám může pomoci s plánováním provozu. Ukazuje se, že dokáže obrázky zkvalitnit, umožnit třeba snímání za kratší čas nebo s menší dávkou záření. To, co je ale hlavní, je obrazová analýza, tedy zhodnocení obrázků a hledání známek nemoci. Ve spolupráci s firmou Microsoft například ověřujeme využití umělé inteligence při lokalizaci zdroje zvýšené funkce zvětšených příštítných tělísek. Obvyklou léčbou je chirurgické odstranění takového nemocného tělíska, které ohrožuje pacienta zvýšenou tvorbou hormonu navyšujícího nepřiměřeně hladinu vápníku v krvi. Bývá ale problém ho nalézt a umožnit tak chirurgovi cílený operační výkon. Existuje několik typů zobrazovacích vyšetření, jedno z nich pomocí tzv. pozitronové emisní tomografie (PET/CT) má velmi dobré výsledky. A my nyní zkoušíme naučit algoritmus umělé inteligence na obrázcích právě taková nemocná příštítná tělíska nalézt. Fáze učení probíhá tak, že stroji předkládáme obrazy, kde je cílová struktura vyznačena lékařem na základě znalosti výsledku předchozí operace. Poté se zkouší, jak úspěšná je umělá inteligence při hledání těchto míst na snímcích pacientů, které dosud „neviděla“. A prvotní výsledky naznačují, že by to mohlo fungovat.

V čem je největší výhoda využití umělé inteligence? Jde o větší rychlost, nebo lepší diagnózu?

David Zogala: Umělá inteligence asi nikdy zcela nenahradí člověka. Ale může pomáhat třídit snímky předtím, než se dostanou k lékaři. Tedy třeba odhalit akutní problém a zařídit, aby se mu lékař věnoval dříve. Předpokládá se, že počítač pomůže zabránit možnému přehlédnutí patologických nálezů, zřejmě jednoho dne bude schopen převzít část rutinní práce a ušetřit tak lékařům čas na specializované činnosti. A třetím přínosem je pokročilá analýza velkých souborů dat, tzv. big data. Dnes máme obrázek, který člověk na základě své zkušenosti a vizuálního dojmu nějak vyhodnotí. Ale snímky obsahují velké množství dalších dat, parametrů a informací, které lidské oko a mysl nejsou schopny pojmout a hodnotit. Anebo by to stálo nepřiměřené množství času.  Stroj však dokáže tyto informace rychle extrahovat, propojovat a hledat souvislosti. Ve výsledku tedy najít informace, které jsou ukryty „za obrazem“. Například na základě zobrazovacích charakteristik nádoru říci něco více o jeho genetickém pozadí, což zase může mít vliv na volbu účinné terapie.

Český průmysl 4.0 spí. Modernizace výroby přitom může zmírnit personální tíseň

Tušíte už nyní, kdy začnete umělou inteligenci využívat v běžné praxi?

David Zogala: To si netroufám odhadnout, protože se zcela jistě spletu. Již dnes jsou k dispozici určitá řešení pro specifické diagnózy a úkoly. Příkladem může být plánování radioterapie, což je oblast, na kterou se ve VFN zaměřují kolegové radioterapeuti. Když potřebujete ozářit nádor, je nutné velmi přesně zaměřit cílové oblasti. Tedy vyznačit ozařovači, co přesně má ozařovat, aby došlo k maximalizaci dávky v nemocném místě a minimálnímu poškození zdravých tkání. Všeobecná fakultní nemocnice má se společností Microsoft výzkumnou spolupráci v rámci projektu InnerEye, který dokáže přesně automaticky okonturovat cílový objem ozáření. Projekt na bázi umělé inteligence má schopnost učení, stále však zůstává nutnost lidské kontroly a schválení snímků ze strany lékaře. Když lékař výsledky stroje opraví, je příště díky tomu zase o něco lepší. Masovější nástup technologií umělé inteligence do zdravotní péče se ale odhaduje v horizontu deseti až třiceti let. Nakolik jsou očekávání opodstatněná a zda se skutečně potvrdí, to ukáže čas.

Vlastimil Černý: Jsme jednou z dvaceti nemocnic na světě, a jedinou v regionu střední a východní Evropy, které jsou do projektu InnerEye zapojeny. Jsem v tomto ohledu větší optimista, očekávám, že využití v praxi se dočkáme dříve.

Dostane někdy umělá inteligence pravomoc rozhodovat o léčbě?

Vlastimil Černý: To nyní opravdu nevíme. Neumíme říct, co bude třeba za 30 až 50 let.

David Zogala: Odpovězte si sám na otázku, jestli byste se nechal raději léčit od stroje, nebo od člověka. I při vědomí toho – a to už dnes máme spočítané, v jakém procentu případů člověk chybuje. Pojí se s tím také problém výuky odborníků. Tím, že stroj převezme rutinní činnosti, mohou lékařům začít chybět zkušenosti právě s rutinou. Dnes se my lékaři učíme mimo jiné právě vykonáváním velkého množství jednoduché základní práce. Díky tomu získáváme zkušenost a rychlost, a dokážeme se pak vypořádat se složitějšími úkoly, stejně jako tomu je v každé jiné lidské činnosti. Čím více rutiny přejde na stroj, tím více budou chybět lidé, kteří umí základní úkony. Ale to je přirozený vývoj, který probíhá i v profesích mimo medicínu.

Přesun dat do cloudu byl pro nemocnici poměrně velkým krokem. Narazili jste u uživatelů nemocniční sítě na odpor vůči novým technologiím?

Vlastimil Černý: Potýkali jsme se s pocitem, že když mají data u sebe v počítači, tak jsou bezpečnější než v cloudu. Pak vám ale odejde disk a o data přijdete. Takto má například každý uživatel k dispozici 5 TB cloudového prostoru pro svou osobní potřebu, který je navíc dostupný odkudkoliv a z jakéhokoliv zařízení. Před migrací jsme měli pro všechny uživatele (6500 zaměstnanců) k dispozici jak pro maily, tak pro síťové ukládání souborů celkem 10 TB prostoru. Nyní je to přibližně 22 500 TB. A když chtěli zaměstnanci pracovat doma, tak si posílali data třeba na soukromý e-mail, aby si je druhý den posílali zpět. Bezpečnost byla tedy už jen kvůli tomu nižší. Nyní postupně zavádíme systémy tak, aby byly dostupné odkudkoliv ze světa, byla možnost týmově spolupracovat, sdílet, editovat, a zároveň byl přístup zabezpečený.

Úsměvné ovšem je, že na největší odpor jsem narazil u vlastního IT. Znamenalo to totiž úplnou změnu koncepce a myšlení, a pro ně nutnost učit se něco nového. A tak většina z nich nakonec sama uvolnila místo těm, kdo byli ochotni se učit nové věci a přizpůsobit se. Troufnu si tvrdit, že nyní je na IT silný a špičkový tým, se zkušenostmi, které má v České republice málokdo. A to nejen v sektoru zdravotnictví.

Banky a pojišťovny modernizují. Usnadňují život klientům i zaměstnancům

Využívají lékaři možnosti pracovat z domova často?

Vlastimil Černý: Divil byste se, a i já jsem se divil. Lidé si zvykli na to, že ke všemu mohou, a žádají přístup i k těm systémům, které ještě nemáme v cloudu. Jde často o zastaralé systémy, které nejsou na tento styl práce připravené, takže hledání cest, jak je zpřístupnit na dálku, je složitější. Ale díky virtualizaci se nám i toto daří.

David Zogala: Odpovím z pozice vedoucího lékaře – nemohl bych bez toho fungovat. Spoustu práce nestihnu na pracovišti, takže ji dodělávám po večerech. Není to samozřejmě potřebné pro všechny specialisty, ale pro nás lékaře zobrazovacích metod, kteří nejsme tolik vázaní na výkon práce na pracovišti, je to nesmírně důležité a přínosné.

Manipulace s daty je zvláště v případě nemocnice citlivou záležitostí. Jak zabezpečujete vzdálené přihlášení uživatelů?

Vlastimil Černý: Využíváme takzvanou multifaktorovou autentifikaci. Nestačí vám tedy znát uživatelské jméno a heslo. Vstupuje do toho ještě další stupeň ověření uživatele – uživatelé si mohou zvolit, jestli chtějí být kontaktováni prostřednictvím aplikace na mobilním telefonu, zasláním kódu pomocí SMS, nebo si mohou nechat na svůj mobilní telefon zavolat. Navíc máme zařízení, které monitoruje obvyklé chování uživatelů a když narazí na anomálii, tak nás upozorní. Dám příklad – uživatel se do systému obvykle hlásí od pondělí do pátku mezi sedmou ráno a půl čtvrtou odpoledne. A najednou se ten samý uživatel připojuje v neděli ve tři hodiny v noci a ještě na jiné zařízení než obvykle. V té chvíli dostaneme upozornění, že se děje něco neobvyklého, a můžeme danou aktivitu uživatele zkontrolovat. Nebo nás systém varuje před neuskutečnitelnými cestami – uživatel se přihlásil v Praze a za dvě hodiny se přihlásí z New Yorku, případně se hlásí z exotických destinací, kde nikdy nebyl.

Čelila již VFN pokusu o neoprávněný průnik do její sítě?

Vlastimil Černý: Samozřejmě některé z velkých celosvětových útoků jsme zaznamenali. Je ale třeba říct, že velká část těchto útoků je uskutečňována pomocí e-mailové komunikace. Součástí balíku služeb, který využíváme, je i velmi sofistikovaná ochrana této komunikace, a většinou jen dostáváme upozornění, že došlo k útoku, o jaký typ šlo, případně jaký obsahoval škodlivý obsah, na které e-mailové schránky, v jaké intenzitě a jak systém zareagoval. Takže se téměř nikdy tyto škodlivé zprávy k uživatelům ani nedostanou. Což ale neznamená, že neustále nepracujeme s uživateli v oblasti počítačové bezpečnosti. Naopak se je snažíme neustále vzdělávat.

Domácí mazlíčky nemá pojištěné ani procento Čechů, říkají zakladatelé zvířecí pojišťovny
Rozdíl mezi vojákem a civilistou se stírá, doplácejí na to humanitární pracovníci, říká Šimon Pánek