Στην Ιατρική σε διάφορες νοσολογικές οντότητες όπου υπάρχουν διαφοροδιαγνωστικά προβλήματα, έχουν συχνά χρησιμοποιηθεί διάφορες τεχνολογίες της πληροφορικής με στόχο να βοηθήσουν στην διαγνωστική διαδικασία. Τα «έμπειρα συστήματα» είναι μία πολύ γνωστή μεθοδολογία της «τεχνικής νοημοσύνης» που βρίσκει εφαρμογές στην ιατρική διάγνωση. Με τα έμπειρα συστήματα επιτυγχάνεται η τυποποίηση της ιατρικής γνώσης και της διαγνωστικής διαδικασίας σε ορισμένες γνωστικές περιοχές της ιατρικής και η αποθήκευση αυτών σε υπολογιστικά συστήματα. Στην πράξη, όταν χρησιμοποιούμε τα έμπειρα συστήματα, αυτά εκμεταλλεύονται τις πολλές αποθηκευμένες πληροφορίες (βάση γνώσεων) και κατά κάποιο τρόπο μιμούνται τον τρόπο σκέψης του γιατρού, έχοντας την δυνατότητα να βοηθήσουν σε διαδικασίες εξαγωγής συμπερασμάτων.
Στην παρούσα έρευνα χρησιμοποιήσαμε την τεχνολογία των έμπειρων συστημάτων για την ανάπτυξη ενός διαγνωστικού συστήματος για περιπτώσεις επιληψίας που παρουσιάζονται στην παιδική ηλικία, όπου ειδικά επιληπτικά σύνδρομα δυσκολεύουν την διάγνωση και οι εργαστηριακές εξετάσεις συχνά δεν είναι ιδιαίτερα βοηθητικές. Η ανάπτυξη του συγκεκριμένου έμπειρου συστήματος βασίστηκε στην «διεθνή ταξινόμηση για επιληπτικά σύνδρομα και επιληψίες», όπως αυτή προτείνεται από την «διεθνή ένωση κατά της επιληψίας».
‘Εχει γίνει ο έλεγχος της αποτελεσματικότητας του διαγνωστικού συστήματος, εξετάζοντας πολλές περιπτώσεις παιδιών που έχουν παρουσιάσει επιληπτικές κρίσεις. Τα συμπεράσματα που προέρχονται από την εφαρμογή του έμπειρου συστήματος έχουν συγκριθεί με τις διαγνώσεις, οι οποίες προτείνονται από έμπειρο γιατρό. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης δείχνουν ότι το έμπειρο αυτό σύστημα είναι σε θέση να βοηθήσει ουσιαστικά έναν γιατρό στην διάγνωση της επιληψίας.
Category Archives: Διάγνωση
Τεχνητή νοημοσύνη και νόσος του Alzheimer
Σύμφωνα με διάφορες μελέτες το 33% του συνόλου των ανοϊκών καταστάσεων οφείλεται σε κάποια ανατάξιμη διαταραχή (υποθυρεοειδισμό, ανεπάρκεια βιταμίνης Β12, κτλ) ενώ το υπόλοιπο 67% σε κάποια νευροεκφυλιστική πάθηση. Το 90% των θυμάτων της δεύτερης αυτής ομάδας πάσχει από τη νόσο του Alzheimer. Δεδομένου του γεγονότος ότι οι όποιες θεραπευτικές παρεμβάσεις έχουν πιθανότητα επιβράδυνσης της εξέλιξης της πάθησης αυτής μόνο στις ελαφράς και μέτριας βαρύτητας περιπτώσεις, ιδιαίτερη σημασία αποκτά η έγκαιρη διάγνωση. Στα πλαίσια αυτά σημαντική φαίνεται ότι είναι η συμβολή της τεχνητής νοημοσύνης με τη μορφή των τεχνητών νευρωνικών δικτύων.
Βάσει ενός αριθμού αξιόλογων μελετών προκύπτει ότι τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα προσφέρουν μεγάλες δυνατότητες για τη βελτίωση της διαγνωστικής ακρίβειας εκείνων των δοκιμασιών που εμφανίζουν σύνθετα πρότυπα δεδομένων, όπως τομογραφίες εκπομπής ποζιτρονίων (PET), μονήρους εκπομπής φωτωνίων (SPECT), κτλ, τα οποία δύσκολα τα διακρίνει ακόμη και ο εξειδικευμένος παρατηρητής. Η ικανότητά τους να ανιχνεύουν ανώτερης τάξης μη γραμμικές σχέσεις μεταξύ των δεδομένων που επεξεργάζονται (τα οποία χρησιμεύουν ως δείκτες διαφοροποίησης των παθολογικών περιστατικών), τα καθιστά ισχυρά ταξινομικά εργαλεία με επιδόσεις συγκρίσιμες προς αυτές των εξειδικευμένων επιστημόνων και σε πολλές περιπτώσεις ανώτερες των διαφόρων στατιστικών μεθόδων.
Η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά στη διάγνωση καρδιακών λοιμώξεων
Ένα λογισμικό που σχεδιάσθηκε ώστε να μιμείται τον ανθρώπινο εγκέφαλο ενδέχεται να απλοποιήσει τη διάγνωση καρδιακών λοιμώξεων, σύμφωνα με τα ευρήματα μιας μελέτης που παρουσιάσθηκαν στο συνέδριο ICAAC στο San Francisco.
Η ενδοκαρδίτιδα (λοίμωξη που προσβάλλει τις βαλβίδες και ορισμένες φορές και στις κοιλίες της καρδιάς) αποτελεί σοβαρό πρόβλημα σε ασθενείς με εμφυτευμένες ιατρικές συσκευές, στους οποίους το ποσοστό θνητότητας είναι 20%, ενώ εάν παρουσιασθούν πρόσθετες επιπλοκές μπορεί να φθάσει έως και 60%. Η διάγνωση της ενδοκαρδίτιδας απαιτεί συνήθως τη χρήση διοισοφαγικού ηχοκαρδιογραφήματος, μιας διαδικασίας που ενέχει κινδύνους.
Το λογισμικό πρόγραμμα ονομάζεται «τεχνητό νευρωνικό δίκτυο» (artificial neural network – ANN), καθώς μιμείται τη γνωστική λειτουργία του εγκεφάλου και αντιδρά στις διάφορες καταστάσεις ανάλογα με τις πληροφορίες που έχει συγκεντρώσει. Οι πληροφορίες αυτές παρέχονται από τους ερευνητές, οι οποίοι εισάγουν στο πρόγραμμα όσο το δυνατόν περισσότερες συνθήκες.
«Εφόσον αποδειχθεί ότι η νέα αυτή μέθοδος έχει υψηλό ποσοστό ακρίβειας στη διάγνωση της ενδοκαρδίτιδας, θα γλιτώσει ένα σημαντικό αριθμό ασθενών από την ενόχληση, τον κίνδυνο και τη δαπάνη της συνήθους διαγνωστικής διαδικασίας», δήλωσε ο κύριος ερευνητής της μελέτης M. Rizwan Sohail.
Σύμφωνα με τα ευρήματα των ερευνητών, η αναδρομική δοκιμή του λογισμικού στα δεδομένα από 189 ασθενείς με διάγνωση ενδοκαρδίτιδας έδειξε ότι παρείχε σωστή διάγνωση στην πλειονότητα των περιστατικών.
Πηγή: EurekAlert
Νέες μέθοδοι για την διάγνωση των καρδιακών αρρυθμιών
Η διαρκής τεχνολογική εξέλιξη εξασφαλίζει όλο και περισσότερες δυνατότητες στην καρδιολογία. Ειδικά το τελευταίο διάστημα, υπάρχει σημαντική πρόοδος στην αντιμετώπιση των καρδιακών αρρυθμιών, όσον αφορά τόσο στη διάγνωσή τους όσο και στην αντιμετώπισή τους. Ποιες είναι αυτές οι νέες δυνατότητες και τι προσφέρουν;
Τελευταία αναπτύσσονται και προγράμματα απομακρυσμένου ελέγχου – τηλεμετρίας των απινιδωτών με τη χρήση του Internet, έτσι ώστε ο έλεγχος της συσκευής και η παρακολούθηση των διαγνωστικών παραμέτρων να γίνονται ανά πάσα στιγμή και από το σπίτι του ασθενούς.
Τα τελευταία χρόνια υπήρξε σημαντική πρόοδος στους τομείς της διάγνωσης των καρδιακών αρρυθμιών, κυρίως ως αποτέλεσμα της εξέλιξης της τεχνολογίας.
Διάγνωση
Όσον αφορά στη διάγνωση των αρρυθμιών σημαντικό ρόλο παίζουν:
- Η δυνατότητα καταγραφής τους χάρη στην ευρεία χρήση συσκευών συνεχούς καταγραφής καρδιογραφήματος (Holter) ή συσκευών καταγραφής γεγονότων (event recorder), ή στη χρήση συσκευών με δυνατότητα απομακρυσμένου ελέγχου (remote monitoring) και εμφυτεύσιμων συσκευών μακροχρόνιας παρακολούθησης (loop recorders). Έχουν κατασκευαστεί ακόμα τέτοιες μικροσυσκευές που τοποθετούνται κάτω από το δέρμα με μια απλή ένεση, για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι οποίες βρίσκονται υπό μελέτη και αναμένεται να έχουν ευρεία χρήση στο άμεσο μέλλον.
- Η δυνατότητα εξακρίβωσης του μηχανισμού γένεσης κάθε αρρυθμίας και ο εντοπισμός της αρρυθμιογόνου εστίας μέσα στην καρδιά μέσω της ηλεκτροφυσιολογικής μελέτης. Σήμερα έχουν αναπτυχθεί ηλεκτροφυσιολογικά εργαστήρια σε αρκετά Νοσοκομεία που διαθέτουν αιμοδυναμικό εργαστήριο (τμήμα επεμβατικής καρδιολογίας) και επιπλέον έχουν εξοπλιστεί με μηχανήματα υψηλής τεχνολογία.
Όσον αφορά στους βηματοδότες, αξίζει να αναφερθούν τρία σημεία εξέλιξης:
- Η χρήση ποικίλων προγραμμάτων που τροποποιούν τη λειτουργία του βηματοδότη (σε ορισμένες περιπτώσεις αυτόματα, χωρίς την παρέμβαση του καρδιολόγου) και την προσαρμόζουν στις ανάγκες κάθε ασθενούς, με σκοπό την ασφαλέστερη λειτουργία και την καλύτερη ποιότητα ζωής.
- Η κατασκευή βηματοδοτών οι οποίοι δεν επιδέχονται ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και λειτουργούν με ασφάλεια ακόμα και μέσα σε μαγνητικό τομογράφο.
- Η χρήση νέας γενιάς αμφικοιλιακών συστημάτων (συσκευών οι οποίες βελτιώνουν την καρδιακή απόδοση επιτυγχάνοντας να συγχρονίσουν τα διάφορα τμήματα της καρδιάς σε περιπτώσεις ασθενών με καρδιακή ανεπάρκεια) που διαθέτουν προγράμματα τα οποία διευκολύνουν τη ρύθμιση των παραμέτρων του βηματοδότη, με σκοπό τη μεγιστοποίηση της ωφέλειας από το συγκεκριμένο τύπο συσκευής.
Όσον αφορά στους απινιδωτές:
- Έχει αναγνωριστεί πλέον ότι υπερτερούν της φαρμακευτικής αγωγής στην καταστολή κακοήθων αρρυθμιών και στην πρόληψη του αιφνίδιου θανάτου σε συγκεκριμένες κατηγορίες ασθενών: ως δευτερογενής πρόληψη, σε περιπτώσεις που επέζησαν από κακοήθη αρρυθμία, και ως πρωτογενής πρόληψη, σε περιπτώσεις οι οποίες κρίνονται ως υψηλού μελλοντικού κινδύνου (συνήθως ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια και κλάσμα εξώθησης μικρότερο του 35%).
- Σημαντική εξέλιξη, πέραν της μείωσης του μεγέθους της συσκευής, είναι η ενσωμάτωση διαγνωστικών προγραμμάτων που συνεισφέρουν στη διαχρονική παρακολούθηση του ασθενούς και στην έγκαιρη προειδοποίησή του με μηχανισμό συναγερμού (alarm) εάν υπάρξει επιδείνωση της κατάστασής του.
- Τελευταία αναπτύσσονται και προγράμματα απομακρυσμένου ελέγχου – τηλεμετρίας (remote monitoring) των συσκευών αυτών με τη χρήση του Διαδικτύου (Ιnternet), έτσι ώστε ο έλεγχος της συσκευής και η παρακολούθηση των διαγνωστικών παραμέτρων να γίνονται ανά πάσα στιγμή και από το σπίτι του ασθενούς, χωρίς να χρειάζεται να μετακινείται στο Νοσοκομείο.
- (ηλεκτροανατομικής χαρτογράφησης), που δίνουν τη δυνατότητα για ακριβή χαρτογράφηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς και εντοπισμό της αρρυθμιογόνου εστίας.
Καρκίνος του μαστού: η τεχνητή νοημοσύνη στη διάγνωση μεταστάσεων
Όταν οι γιατροί καλούνται να λάβουν αποφάσεις για την αντιμετώπιση γυναικών με καρκίνο του μαστού, οι πληροφορίες που διαθέτουν για τη νόσο κάθε ασθενούς επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τον τύπο περίθαλψης που συνιστούν. Η γνώση, για παράδειγμα, του εάν ο καρκίνος έχει κάνει μετάσταση ή όχι επηρεάζει άμεσα τόσο τη θεραπεία που θα εφαρμοσθεί όσο, φυσικά, και την έκβασή της.
Ωστόσο, ο προσδιορισμός του εάν ένας όγκος έχει κάνει μετάσταση ή όχι δεν είναι τόσο εύκολος, καθώς στα πρώιμα στάδια του καρκίνου οι λεμφαδένες συχνά φαίνονται απόλυτα φυσιολογικοί ακόμη κι αν η νόσος έχει κάνει μετάσταση.
Για να αντιμετωπισθεί αυτό το πρόβλημα, μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο σχεδίασε ένα πρόγραμμα υπολογιστή που χρησιμοποιεί την τεχνητή νοημοσύνη για να αναλύσει τα χαρακτηριστικά των υπερηχογραφημάτων και να βοηθήσει τους γιατρούς να προβλέπουν νωρίτερα εάν ο καρκίνος στο μαστό μίας γυναίκας έχει κάνει μετάσταση.
Οι ερευνητές ανάλυσαν αναδρομικά τα διαγνωστικά υπερηχογραφήματα 50 γυναικών για τις οποίες υπήρχε υποψία καρκίνου του μαστού και των οποίων οι λεμφαδένες φαίνονταν φυσιολογικοί στις απεικονίσεις, γεγονός που υποδείκνυε ότι δεν είχαν μεταστάσεις. Και οι 50 γυναίκες αργότερα υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση αφαίρεσης των όγκων και των μασχαλιαίων λεμφαδένων και οι ιστολογικές βιοψίες των λεμφαδένων αποκάλυψαν ότι 20 από αυτές είχαν μεταστατικό καρκίνο και 30 είχαν καρκίνο που κατά το χρόνο της επέμβασης δεν είχε κάνει μετάσταση.
Η μελέτη των ερευνητών είχε στόχο να προσδιορίσει εάν το πρόγραμμα του υπολογιστή που ανέπτυξαν θα μπορούσε να έχει εντοπίσει τα 20 περιστατικά με μετάσταση βάσει της ανάλυσης των υπερηχογραφημάτων των όγκων πριν από την επέμβαση.
Το πρόγραμμα αποδείχθηκε πολλά υποσχόμενο, δήλωσαν οι ερευνητές, καθώς έδειξε ότι μπορούσε να προβλέψει με επαρκή ακρίβεια ποιες ασθενείς είχαν μεταστάσεις και ποιες όχι.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα να ξεκινήσουν μια μελέτη παρατήρησης, κατά την οποία το πρόγραμμα θα χρησιμοποιηθεί από αρκετούς ακτινολόγους, ώστε να διαπιστωθεί -στο μέλλον- εάν βελτιώνει τη δυνατότητα διάγνωσης της μετάστασης.
Tεχνητή Νοημοσύνη στην Υγεία 