hirdetés
hirdetés

Big data az orvoslásban

Mesterséges intelligencia fehér köpenyben

Az egészségügy digitális átalakulása új gyógyszerek felfedezéséhez, a betegségek megelőzéséhez és hatékonyabb ellátáshoz viheti közelebb a világot. Ehhez azonban nem kisebb problémát kell orvosolni, mint az érzékeny páciensadatok gyorsan duzzadó tömegének biztonságos megosztását és mélyreható, nagy teljesítményű elemzését.

hirdetés

Felfoghatatlan mennyiségű adatot állít elő az egészségügy, melynek mérete világszinten már meghaladja a 150 exabyte-ot, és a növekedés várható üteme mellett hamarosan a zetta- és a yottabyte-os – 10²¹ és 10²4 byte-os – nagyságrendet is eléri. Ha DVD-kre írnánk ezt az adattömeget, az egymás mellé állított lemezek sora a Földtől a Marsig érne.

A csillagászati méretek mellett az egészségügyi adatok 80 százaléka ráadásul nem strukturált szöveges és képi információ, ezért hagyományos informatikai rendszerekkel, alkalmazásokkal nem dolgozható fel.

Látványos fordulathoz vezetett azonban ezen a téren a közelmúltban a mesterséges intelligencia gyors fejlődése. A terület ikonikus képviselője az IBM Watson kognitív rendszere, amely elsőként vált kereskedelmi forgalomban is elérhetővé – a New York-i Memorial Sloan Kettering rákkutató központ 2013-ban a betegség diagnosztizálásában kezdte használni a rendszer természetes nyelvet értelmező és képelemző képességeit. 

Az IBM Watson rendszere 200 oldal szöveget 3 másodperc alatt olvas el (forrás: IBM Watson)
Az IBM Watson rendszere 200 oldal szöveget 3 másodperc alatt olvas el (forrás: IBM Watson)

A neurális hálózatokra és mélytanuló algoritmusokra épülő Watson, amelyet az IBM ötven mesterségesintelligencia-technológia továbbfejlesztésével és összekapcsolásával hozott létre, megérti a természetes nyelven megfogalmazott, összetett kérdéseket, a strukturálatlan adatok irdatlan tömegét villámgyorsan elemzi – 200 oldal szöveget például 3 másodperc alatt olvas el –, mintákat és összefüggéseket tár fel, majd érvelő képességével tényekkel alátámasztott válaszokat, megoldásokat javasol. Folyamatosan tanul, tökéletesíti magát eközben a rendszer, így minél többet dolgoztatják, annál pontosabbá válnak a meglátásai.

Két éve, 2015 áprilisában Watson Health néven az IBM új üzletágat indított, amely adatkezelő és -feldolgozó, analitikai és kognitív képességek sorát felvonultató felhőplatformmal segíti az egészségügy szereplőit, az orvosokat, a kutatókat és a biztosítókat a diagnosztizálásban, a betegek kezelésében és az ellátás hatékonyságának javításában éppúgy, mint a betegségek és az új gyógyszerek kutatásában. 

Gyógyszerkutatás a felhőben

Számos kórház, klinika, egyetem és gyógyszergyár kezdte használni azóta a Watson Health Cloud szolgáltatásait. Decemberben a Pfizer is csatlakozott hozzájuk, hogy az IBM Watson for Drug Discovery szolgáltatással gyorsítsa fel az immunoonkológia terén végzett kutatásainak folyamatát.

A frissen bejelentett Watson for Drug Discovery felhőalapú szolgáltatás, amely az élettudományok terén segíti a kutatókat új gyógyszerek kifejlesztésében, illetve a meglévők alternatív alkalmazhatóságának kikísérletezésében. Míg egy kutató évente átlagosan 2-300 tudományos cikket olvas el, addig a Watson for Drug Discovery már eleve 1 millió tudományos cikk, további 25 millió cikk-kivonat és 4 millió páciens leletanyagának ismeretével indult, és tudása folyamatosan bővül.

Az IBM és az FDA kiindulásképpen az onkológia terülteén fogja tanulmányozni a különböző forrásokból származó adatok megosztását a technológiával (forrás: IBM Watson)
Az IBM és az FDA kiindulásképpen az onkológia terülteén fogja tanulmányozni a különböző forrásokból származó adatok megosztását a technológiával (forrás: IBM Watson)

Olyan terápiák kidolgozását célozzák a Pfizer immunoonkológiai kutatásai, amelyek különböző gyógyszerekkel módosítják, és ezzel képessé teszik a páciens immunrendszerét a rákbetegség felismerésére és megtámadására. Sok szakember véli úgy, hogy a rákbetegség kezelésének jövőjét az immunoonkológia módszereivel a személyre szabott terápiák jelentik.

Miután a gyógyszergyártó saját laboratóriumaiból származó, a kutatások során előállt adatokkal egészíti ki a Watson for Drug Discovery ismeretanyagát, a platform analitikai és kognitív képességeivel segíteni fog a különböző forrásokból származó adatokban kimutatható, rejtett összefüggések azonosításában, a hipotézisek tesztelésében és a javasolt terápiák biztonságosságának ellenőrzésében, így a jövőben az ígéretes immunoonkológiai kezelések gyorsabban elérhetővé válhatnak a betegek szélesebb köre számára.

Menedzselt egészségügyi ellátás

Nemcsak a gyógyszerkutatást és a diagnosztizálást nehezíti meg az adatáradat, hanem az egészségügyi ellátás működésének átlátása, a teljesítmény mérése, következésképp a hatékonyság javítása elé is akadályokat gördít. Egyre nagyobb problémát jelent ez, mivel a lakosság elöregedésével az egészségügynek mind több, krónikus betegségben szenvedő pácienst kell ellátnia hosszabb időn át, miközben az erőforrások korlátozottak.

A mesterséges intelligencia ezen a téren is segíthet, az IBM és a Siemens Healthineers októberben bejelentett, egészségügyiellátás-menedzsmentre (population health management, PHM) vonatkozó, stratégiai megállapodása legalábbis ezt ígéri.

A Siemens Healthineers a Siemens AG különálló, világszerte mintegy 45 ezer alkalmazottat foglalkoztató és több mint 12 milliárd eurós éves árbevételű, egészségügyi üzletága, amely a diagnosztizálás és a terápiás kezelések terén alkalmazott technológiák, eszközök mellett digitális egészségügyi szolgáltatásokat és kórházfelügyeleti megoldásokat is fejleszt és értékesít.

Sok éve együttműködik az IBM a Siemens Building Technologies, PLM és Digital Grid üzletágaival. Az új, közös kezdeményezés célja, hogy a kórházakat, a klinikákat, a háziorvosokat és az egészségügy más szereplőit, amelyek és akik a krónikus betegségekben szenvedő páciensek elhúzódó és költséges ellátásában részt vesznek, értékalapú szolgáltatások kialakításához segítse hozzá, elejét véve a rendszer szükségtelen terhelésének.

A járóbetegek távoli monitorizálását lehetővé tevő rendszer fejlesztése is zajlik (forrás: 123rf)
A járóbetegek távoli monitorizálását lehetővé tevő rendszer fejlesztése is zajlik (forrás: 123rf)

A PHM-megoldások az IBM Watson Health kognitív képességeire épülnek, amelyek a betegellátás során keletkező, számos különböző forrásban fellelhető páciens- és szervezeti adatok együttes, sokrétű és gyors elemzésével segítik a teljesítmény mérését és a hatékonyságnövelés lehetőségeinek azonosítását, modellezését. A két cég együttműködése ugyanakkor más technológiákkal, az egészségügy digitális átalakulásával, a viselhető eszközök elterjedésével és az egészségbiztosítás új formáinak megjelenésével is számol.

Egyrészt az IBM Watson Health PHM-megoldásait és szolgáltatásait fogja kínálni a Siemens Healthineers, amelyek az egészségügyi ellátórendszereknek adnak analitikai és jelentéskészítő, valamint a járóbetegek távoli monitorozását, aktív bevonását támogató eszközöket.

Tanácsadói szolgáltatásokkal is segíti emellett a Siemens Healthineers az egészségügy szereplőit az értékalapú ellátás felé vezető úton. Hozzáfér például az IBM Watson Care Manager kognitív megoldásához, amely a szolgáltatók és a páciensek együttműködését támogatja a személyre szabott ellátás kialakításában. Az IBM Watson Care Manager a különböző típusú klinikai adatok és az adott betegtől származó adatok integrálása és együttes elemzése alapján tanácsokat ad a nővéreknek és a szolgáltatás menedzsereinek, hogy a krónikus betegséggel diagnosztizált pácienseket a leghatékonyabban monitorozhassák és kezelhessék.

Betegadatok megosztása biztonságosan

Folyamatosan új technológiákkal is bővíti az IBM Watson Health portfólióját. Mint a Phizerrel és a Siemensszel kialakított együttműködés példája is mutatja, a mesterséges intelligenciára épülő, egészségügyi megoldások alkalmazásának egyik előfeltétele a páciensadatok tömeges megosztása. Természetüknél fogva ezek a személyes adatok rendkívül érzékenyek, erős védelmük, biztonságuk és megbízhatóságuk ezért kulcsfontosságú.

IBM Watson for Drug Discovery: dinamikus adatvizualizáció orvosoknak (forrás: IBM Watson)
IBM Watson for Drug Discovery: dinamikus adatvizualizáció orvosoknak (forrás: IBM Watson)

Az év elején jelentette be az IBM Watson Health, hogy az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerellenőrző Hatóságával (U.S. Food and Drug Administration, FDA) közös kutatási programot indított, amely a blockchain-technológia alkalmazhatóságát vizsgálja ezen a területen.

Olyan elosztott adatbázis a blockchain, amely időbélyegzővel ellátott blokkok folyamatosan növekvő láncolatában őrzi az adatokat, így azok visszamenőlegesen nem változtathatók meg. A hitelességet, az adatintegritást megtartó technológia, amely jól használható hivatalos dokumentumok, iratok és tranzakciók kezelésének naplózására is, a bitcoin digitális fizetőeszköz egyik alapeleme, nyilvános főkönyve.

Az IBM és az FDA kiindulásképp az onkológia területén fogja tanulmányozni a különböző forrásokból származó – a betegek diagnosztizálása és kezelése során keletkező, a klinikai kutatásokból és a géntérképezésből származó, valamint a páciensek távoli monitorozására szolgáló, viselhető eszközök által továbbított – adatok megosztását a technológiával.

Miután a blockchain átláthatóvá és elszámoltathatóvá teheti az adatmegosztást az egészségügy szereplői között is, az érintett felek nagyobb bizalommal lehetnek egymás iránt, így közös munkájuk új felfedezésekhez vezethet, illetve javíthatja az ellátás hatékonyságát. Az IBM Watson Health és az FDA két évet szán a kutatásra, melynek első eredményeit már idén közzé kívánja tenni.

Kis Endre
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés