مروری بر کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی و معرفی کتاب های این حوزه

کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی رفته رفته در حال افزایش است و شاهد کارهای امیدوارکننده‌ای در این حوزه هستیم. در این مطلب علاوه بر کاربرد AI در صنعت پزشکی، به معرفی چندین کتاب مربوط به آن هم می‌پردازیم.

هوش مصنوعی در صنایع بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد اما قطعا تاثیر آن در علم پزشکی که مرگ و میر زیادی بر اساس خطاهای انسانی رخ می‌دهد، حیاتی است. این فناوری دگرگون‌ساز، انقلابی در حوزه پزشکی به وجود آورده است. با این تکنولوژی می‌توان در عین حال که نتایج درمانی مثبتی دریافت می‌شود، شاهد کاهش هزینه‌ها هم بود. طبق تحلیل‌های صورت گرفته، گفته می‌شود کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی می‌تواند باعث صرفه‌جویی سالانه 150 میلیار دلاری تا سال 2026 برای حوزه پزشکی آمریکا شود. اما چه مشکلاتی پیش روی این صنعت قرار دارد و آیا واقعا نیاز به استفاده از AI در آن وجود دارد؟ در این مطلب قصد داریم علاوه بر پاسخ به این سوالات، به کاربرد هوش مصنوعی در صنعت پزشکی پرداخته و کتاب های مربوط این حوزه از علم پزشکی را معرفی کنیم.

آنچه در این مقاله می‌خوانید:

• هوش مصنوعی و یادگیری ماشین چیست
• کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی چیست
  • تشخیص بیماری
  • انجام عمل به کمک ربات ها
  • پرستار مجازی
  • کمک به کارهای اجرایی
• آیا واقعا به استفاده از AI در صنعت پزشکی نیاز داریم
• معرفی کتاب های هوش مصنوعی در پزشکی
  • کتاب Machine Learning and AI for Healthcare
  • کتاب Deep Medicine
  • کتاب Artificial Intelligence in Healthcare
  • کتاب Medical Applications of Artificial Intelligence

 

---

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین چیست

---

به صورت ساده‌، هوش مصنوعی عبارت است از کامپیوتر یا نرم افزار کامپیوتری که قادر است رفتار هوشمندانه‌ای مانند تحلیل و یادگیری داشته باشد. این حوزه شامل طیف گسترده‌ای است که هر روز گسترده‌تر و پیشرفته‌تر می‌شود.

یادگیری ماشین را می‌توان اساس هوش مصنوعی مدرن در نظر گرفت. یادگیری ماشین، الگوریتمی است که به کامپیوتر اجازه می‌دهد تا به صورت مستقل و بدون برنامه نویسی مشخصی به یادگیری بپردازند. وقتی الگوریتم‌های یادگیری ماشین با داده‌های بیشتری روبه‌رو می‌شود،  عملکرد آن‌ها بهبود پیدا می‌کند.

یادگیری ماشین دارای یک زیرمجموعه به نام یادگیری عمیق است که به صورت مشابه اما با یک تفاوت اساسی عمل می‌کند. این فناوری یک قدم جلوتر گذاشته و استنتاج‌هایی را بر اساس داده‌هایی که قبلا با آن‌ها کار کرده، صورت می‌دهد. به عبارت دیگر، یادگیری عمیق به AI اجازه می‌دهد تا نتیجه‌گیری‌های خود را بکند. این کار از طریق یک شبکه عصبی مصنوعی صورت می‌گیرد که یک سری الگوریتم یادگیری ماشین هستند.

 

---

کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی چیست

---

هوش مصنوعی را می‌توان تکنولوژی نسبتا جدیدی به حساب آورد که در صنعت پزشکی هم مراحل اولیi خود را طی می‌کند. با پیچیده‌تر شدن ابزارهای AI و یادگیری ماشین، کاربرد هوش مصنوعی در حوزه پزشکی هم گسترده‌تر می‌شود. البته همانطور که گفتیم، هنوز اول راه هستیم و شرکت‌های مختلف در تلاش هستند تا استراتژی مشخصی برای آن پیدا کنند. در ادامه قصد داریم به برخی از مواردی که کاربرد هوش مصنوعی در صنعت پزشکی است یا خواهد بود، بپردازیم.

 

تشخیص بیماری

هوش مصنوعی در طبقه‌بندی داده‌ها فوق العاده عمل می‌کند؛ مخصوصا زمانی که داده‌های زیادی درباره موضوعی خاص را در اختیار آن قرار بدهید. چنین ویژگی برای تشخیص بیماری‌های مختلف بسیار امیدوارکننده است. تصویربرداری پزشکی، سوابق پزشکی بیمار، ژنتیک و … می‌توانند با هم ترکیب شوند تا نتایج تشخیص بیماری را بهبود دهند. علاوه بر این، ابزارهای AI می‌توانند از اطلاعات مشابهی برای روش‌های درمانی خاص و ارائه پیشنهادات به دکترها استفاده کنند. این موارد به صورت عملی هم مورد استفاده قرار گرفته‌اند که یک مورد آن، مربوط به تشخیص سرطان پوست است.

ژنومیک شاخه‌ای از بیولوژی مولکولی است که با ساختار، تکامل، عملکرد و نقشه ژنوم‌ها سروکار دارد. این علم به دنبال تشخیص بیماری از اطلاعات به دست آمده از DNA افراد است. زمانی که این علم با هوش مصنوعی ترکیب می‌شود، می‌تواند بیماری سرطان و بیماری‌های قلبی عروقی را در مراحل اولیه آن‌ها تشخیص دهد. علاوه بر این، می‌تواند مشکلات پزشکی که شخصی ممکن است در آینده به آن‌ها مبتلا شود را از روی ژن‌های او مشخص کند.

همانطور که گفتیم، دیگر کاربرد هوش مصنوعی در علم پزشکی در تصویربرداری یا همان رادیولوژی است. سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توانند با بررسی تصاویر پزشکی مانند اشعه ایکس، سی تی اسکن، ام آر ای و … به ارائه فیدبک درباره مواردی بپردازد که احتمالا از چشم انسان‌ها دور می‌ماند.

یک استارتاپ واقع در بریتانیا، مدعی است که از این به بعد افراد می‌توانند مشاوره‌های پزشکی خود را از هوش مصنوعی دریافت کنند و دیگر نیازی به مراجعه به پزشک نداشته باشند. سرویس سلامت بابیلون اعلان کرده است که فناوری هوش مصنوعی‌اش در یک تست پزشکی از انسان بهتر عمل کرده است. برنامه بابیلون علائم بیمار را دریافت می‌کند و با بانک داده‌های خود تطبیق می‌دهد. هم‌چنین طیف گسترده‌ای از اطلاعات (از اطلاعات بیلوژیکی گرفته تا رفتاری) را از بیماران دریافت کرده و در خود ذخیره می‌کند.

این کمپانی می‌گوید که نمونه تست‌های تشخیص بالینی را به هوش مصنوعی داده است و این فناوری در اولین آزمایش خود، موفق شده که تست را با دقت 81 درصد پاسخ دهد. این درحالی است که پزشکان واقعی طی 5 سال طبابت خود، معمولا با دقتی در حدود 72 درصد می‌توانند علائم بیماری را تشخیص دهند. اگر بانک‌ داده‌های هوش مصنوعی غنی‌تر شود، در آزمایش‌های بعدی درصد دقت و صحت آن هم افزایش خواهد یافت.

این کمپانی در آزمایش دیگری در خصوص ارائه کمک‌های اولیه، هوش مصنوعی را در برابر 7 پزشک حاذق در این زمینه قرار داد. مجموعه‌ای از 100 علامت بیماری که مستقلا طراحی شده بودند به هر دو طرف ارائه شد. دقت هوش مصنوعی در تشخیص علائم 80 درصد بود در حالیکه دقت پزشکان بین 64 تا 94 درصد بود. به گفته این شرکت، دقت این تکنولوژی در مواجه با موارد معمول‌تر کمک‌های اولیه تا سقف 98 درصد هم افزایش می‌یابد. در مورد مشابه، دقت پزشکان کلینک‌ها بین 59 تا 99 درصد است.

این پروژه با همکاری کالج سلطنتی پزشکی لندن و گروهی از پزشکان دانشگاه استنفورد و سرویس مراقبت‌های پزشکی وابسته به دانشگاه ییل به نام Yale New Haven Health انجام شده است.

بنیان‌گذار و مدیرعامل بابیلون «علی پارسا» می‌گوید هوش مصنوعی ابزاری قدرتمند است که به جامعه پزشکی دنیا ارائه شده است. پارسا در این باره می‌گوید:

حتی در ثروتمند‌ترین کشورها هم خدمات اولیه پزشکی اغلب مقرون به صرفه نیست و با دشواری‌هایی همراه است. علاوه بر این، مستلزم صرف وقت و انتظار کشیدن هم است و بی‌درنگ در دسترس نیست. افزوده شدن هوش مصنوعی به سرویس‌های سلامت و پزشکی، می‌تواند بار بزرگی را از گردن سیستم مراقب‌های سلامت در جهان بردارد.

فناوری هوش مصنوعی در سایر حوزه‌های پزشکی هم کاربرد دارد. محققان با طراحی الگوریتیم یادگیری عمیق، پیش‌بینی ناراحتی‌های قلبی را آزمایش کرده‌اند. هم‌چنین برخی بیمارستان‌های آمریکا با قرار دادن اسپیکرهای هوشمند مجهز به هوش مصنوعی در اتاق بیماران از آن برای کمک به بیماران استفاده می‌کنند. در طی تحقیقی محققان متوجه شدند که یادگیری ماشینی بهتر از انسان می‌تواند، آناتومی قلب را بر اساس امواج مافوق صوت طبقه‌بندی کند. گفتنی است که این فناوری در اروپا هم در موارد اورژانسی مربوط به حمله قلبی مورد استفاده قرار گرفته است.

 

انجام عمل به کمک ربات ها

عمل‌های رباتیک به جراحان اجازه استفاده از ابزارهای کوچک‌تر برای انجام برش‌های دقیق‌تر را می‌دهد. هوش مصنوعی می‌تواند با ترکیب سوابق پزشکی با داده‌های زمان واقعی در حین عمل و استفاده از داده‌های موجود از عمل‌های مشابه قبلی، به انجام بهتر آن هم به جراحان و هم به بیماران کمک کند. یک شرکت مشاور تکنولوژی با نام Accenture تخمین می‌زند که عمل‌های صورت گرفته به کمک هوش مصنوعی می‌تواند باعث صرفه‌جویی 40 میلیارد دلاری در صنعت پزشکی آمریکا تا سال 2026 شود.

 

پرستار مجازی

می‌توانید پرستاران مجازی را الکسایی تصور کنید که در تخت کنار شما قرار دارد. این دستیاران مجازی می‌توانند کار مشابه پرستاران را با کمک به کارهای بیمار از جمله یادآوری برای مصرف دارو، رفتن به قرار ملاقات پزشک، پاسخ به سوالات پزشکی و … انجام دهند. Accenture تخمین می‌زند که پرستاران مجازی می‌توانند دومین منبع صرفه‌جویی در صنعت پزشکی آمریکا با 20 میلیارد دلار باشند.

 

کمک به کارهای اجرایی

طبیعی است که بیمارستان‌ها و سایر بخش‌های درمانی کارهای اداری و دفتری زیادی دارند. همین امر هم باعث شد تا سیستم‌های سوابق پزشکی دیجیتالی به صورت گسترده در این صنعت استفاده شوند. AI هم راه خود را به این سیستم‌ها باز کرده و برای تسهیل چنین کارهایی استفاده می‌شود. Accenture تخمین می‌زند که استفاده از هوش مصنوعی در پزشکی برای انجام کارهای اجرایی می‌تواند باعث صرفه‌جویی 18 میلیارد دلاری در این صنعت شود.

این موارد تنها برخی از کاربردهای هوش مصنوعی در پزشکی هستند. با پیشرفت تکنولوژی در حوزه پزشکی، راهکارهای جدیدی در صرفه جویی برای هزینه‌ها و زمان به وجود آمده و کارایی آن افزایش خواهد یافت.

 

---

آیا واقعا به استفاده از AI در صنعت پزشکی نیاز داریم

---

AI تکنولوژی قدرتمندی است که نمی‌توانیم از تاثیرات آن در پزشکی چشم پوشی کنیم. با استفاده از این تکنولوژی می‌توان در هزینه‌های زیاد مادی و معنوی صرفه جویی کرد. اشتباهات بیمارستانی، یکی از دلایل عمده مرگ و میر بیماران است. تقریبا 440 هزار نفر آمریکایی در سال به دلیل خطاهای پزشکی جان خود را از دست می‌دهند که تقریبا 86% از این اشتباهات قابل جلوگیری هستند. چنین خطاهایی را می‌توان با کمک AI تشخیص داده و از وقوع آن‌ها پیشگیری کرد.

همچنین همان طور که قبلا گفتیم، کارهای اجرایی بخش زیادی از وقت کارکنان حوزه پزشکی را می‌گیرند که در صورت خودکارسازی برخی از این کارها با استفاده از هوش مصنوعی، می‌توان امیدوار بود که پزشکان بتوانند وقت و توجه بیشتری را به عنصر انسانی قضیه، یعنی بیمار اختصاص دهند.

 

---

معرفی کتاب های هوش مصنوعی در پزشکی

---

در این بخش قصد داریم به معرفی چندین کتاب در مورد کاربرد هوش مصنوعی در صنعت پزشکی را معرفی کنیم. کتاب‌های بسیاری در این زمینه وجود دارند که برخی از آن‌ها به صورت جامع به این مورد پرداخته و برخی هم به صورت تخصصی‌تر به آن می‌پردازند.

 

کتاب یادگیری ماشین و هوش مصنوعی برای حوزه پزشکی (Machine Learning and AI for Healthcare)

کتاب یادگیری ماشین و هوش مصنوعی برای حوزه پزشکی به کاربردهای نظری و عملی این علم در حوزه پزشکی می‌پردازد. در این کتاب راهنمایی از الگوریتم‌های یادگیری ماشین، معماری و کاربردهای آموزشی در پزشکی و چالش‌های مربوط به داده‌های کلان ارائه می‌شود. پیامدهای اخلاقی تحلیل داده‌های پزشکی و آینده AI در بهسازی سلامت شخص و جامعه هم از دیگر موارد مورد بحث در این کتاب است. شما همچنین می‌توانید یک مدل یادگیری ماشین ساخته و عملکرد آن را ارزیابی و نتیجه آن را در سازمان خود عملی کنید. این موارد از طریق مطالعات موردی هم نشان داده می‌شوند.

 

کتاب داروی عمیق (Deep Medicine)

در این کتاب که عنوان کامل بسیار بلندی هم دارد، یکی از برترین پزشکان آمریکا نشان می‌دهد که چگونه هوش مصنوعی می‌تواند انقلابی را در علم پزشکی ایجاد کند. او معتقد است که رابطه انسانی بین پزشک و بیمار در حال از بین رفتن است و خطاهای پزشکی زیادی هم وجود دارند. AI توانایی این را دارد که تمام کارهایی که پزشکان انجام می‌دهند را دگرگون کرده و هزینه‌های پزشکی به همراه مرگ و میر انسانی را کاهش دهد. این تکنولوژی با رها کردن دکترها از کارهایی که از برقراری ارتباط انسانی آن‌ها با بیماران جلوگیری می‌کند، درمان واقعی را بین دکتری که می‌تواند گوش فرا دهد و بیماری که نیاز دارد حرفش شنیده شود، صورت می‌دهد.

 

کتاب هوش مصنوعی در پزشکی (Artificial Intelligence in Healthcare)

کتاب Artificial Intelligence in Healthcare همراهی برای شما در آشنا شدن با پیشرفت تکنولوژی و هوش مصنوعی و ارتباط آن با علم پزشکی است. این کتابی است که با یک زبان ساده، شما را درباره وضعیت کنونی و آینده کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی راهنمایی می‌کند. این کتاب به موضوعات مختلفی از قبیل جوانب اخلاقی مربوط به استفاده از هوش مصنوعی در پزشکی، اصول AI و نحوه کارکرد آن، نقش AI در بخش‌های اصلی پزشکی و نقش استارت آپ‌ها و شرکت‌ها در استفاده از هوش مصنوعی در پزشکی هم می‌پردازد.

 

کتاب کاربردهای پزشکی هوش مصنوعی (Medical Applications of Artificial Intelligence)

هوش مصنوعی امروزه می‌تواند دقت، صرفه‌جویی، در دسترس بودن، ثبات و کارایی را در پزشکی به ارمغان بیاورد. با این وجود این فناوری هنوز آن طور که باید با این صنعت ادغام نشده‌اند. برای اینکه این کار به درستی صورت گیرد، محققان پزشکی و علوم محاسباتی باید سیستمی ترکیبی ایجاد کنند که بتواند به طور کارآمدی تجربه پزشکی دکترها را با قابلیت‌های سیستم‌های هوش مصنوعی ترکیب کند. این کتاب بعد از اینکه به مفاهیم، تکنیک‌ها و ابزار هوش مصنوعی پرداخت، مروری بر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه می‌کند. کتاب Medical Applications of Artificial Intelligence به خوبی به تمامی جوانب کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی پرداخته و چالش‌های کارهای جدید در این زمینه را زیر ذره بین می‌برد.

 

استفاده از هوش مصنوعی در حوزه پزشکی به دلیل دگرگونی این صنعت به عصر مدن دیجیتال در حال افزایش است. بیمارستان‌ها و پزشکان فواید کاربرد هوش مصنوعی در پزشکی را که در این مقاله به آن‌ها اشاره کردیم، به وضوح مشاهده می‌کنند. هوش مصنوعی به دکترها اجازه می‌دهد تا راحت‌تر به سوابق پزشکی دسترسی داشته و سلامتی بیمار را با استفاده از داده‌هایی که در یک بازه زمانی از او ثبت شده‌اند، ارزیابی کنند و دقت بیشتری در تشخیص بیماری داشته باشند.

همانطور که اشاره کردیم، استارت آپ‌ها و شرکت‌های فناوری پزشکی، راه‌های جدیدی کشف می‌کنند تا کاربرد هوش مصنوعی در صنعت پزشکی را گسترده‌تر کنند. با پیشرفت هوش مصنوعی و وارد شدن صنعت پزشکی به عصر دیجیتال، قطعا سرعت بهبود سیستم سلامت از طریق آن هم افزایش خواهد یافت.