Frontiers in Medicine
On 30 lokakuun, 2021 by adminIntroduction
Käsitettä ”lääketieteellinen teknologia” käytetään laajalti käsittelemään erilaisia välineitä, joiden avulla terveydenhuollon ammattilaiset voivat tarjota potilaille ja yhteiskunnalle paremman elämänlaadun tekemällä varhaisia diagnooseja, vähentämällä komplikaatioita, optimoimalla hoitoa ja/tai tarjoamalla vähemmän invasiivisia vaihtoehtoja sekä lyhentämällä sairaalahoitoaikaa. Ennen mobiilia aikakautta lääketieteellinen teknologia tunnettiin pääasiassa klassisina lääkinnällisinä laitteina (esim. proteesit, stentit, implantit), mutta älypuhelinten, puettavien laitteiden, antureiden ja viestintäjärjestelmien ilmaantuminen on mullistanut lääketieteen, sillä ne kykenevät sisältämään tekoälyllä (AI) toimivia työkaluja (kuten sovelluksia) hyvin pienessä koossa (1). Tekoäly on mullistanut lääketieteelliset teknologiat, ja se voidaan yleisesti ymmärtää tietotekniikan osa-alueeksi, joka pystyy käsittelemään monimutkaisia ongelmia, joilla on monia sovelluksia aloilla, joilla on valtava määrä dataa mutta vähän teoriaa (2).
Älykkäät lääketieteelliset teknologiat (ts, AI-powered) on otettu innostuneesti vastaan suuren yleisön keskuudessa osittain siksi, että se mahdollistaa lääketieteen 4P-mallin (Predictive, Preventive, Personalized ja Participatory) ja siten potilaan autonomian tavoilla, jotka eivät ole aiemmin olleet mahdollisia (3). Älypuhelimista on tulossa esimerkiksi väline, jonka avulla voidaan täyttää ja jakaa sähköistä henkilökohtaista terveyskertomusta (4), valvoa elintärkeitä toimintoja bioantureiden avulla (5) ja auttaa saavuttamaan optimaalisen hoitomyöntyvyyden (6), jolloin potilas saa paikan hoidon tärkeimpänä toimijana hoidon tiellä. Älykkään lääketieteellisen teknologian kehittäminen mahdollistaa uuden lääketieteen alan kehittymisen: lisätyn lääketieteen eli uuden lääketieteellisen teknologian käytön kliinisen käytännön eri osa-alueiden parantamiseksi. Elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on viime vuosikymmenen aikana hyväksynyt useita tekoälyyn perustuvia algoritmeja, joten niitä voitaisiin ottaa käyttöön. Lisätty lääketiede ei ole mahdollista ainoastaan tekoälyyn perustuvien teknologioiden avulla, vaan myös useiden muiden digitaalisten välineiden avulla, kuten kirurgisten navigointijärjestelmien avulla tietokoneavusteisessa kirurgiassa (7), virtuaalitodellisuuden jatkumotyökalujen avulla kirurgiassa, kivunhoidossa ja psykiatrisissa häiriöissä (8-10).
Vaikka lisääntynyt lääketiede näyttäisikin menestyvän potilaiden parissa, terveydenhuollon ammattihenkilöstö, erityisesti lääkärit, voivat suhtautua siihen tietyllä tavalla vastahakoisesti: tämän ilmiön osalta on esitettävä neljä laajasti keskusteltua syytä tähän. Ensinnäkin valmistautumattomuus digitaalisen lääketieteen mahdollisuuksiin johtuu ilmeisestä perus- ja jatkokoulutuksen puutteesta tällä alalla (11). Toiseksi terveydenhuoltoprosessien varhainen digitalisointi, joka on hyvin erilainen kuin lisääntyneen lääketieteen lupaus, toi mukanaan lähinnä sähköisiin terveyskertomuksiin liittyvän hallinnollisen taakan jyrkän kasvun (12), joka on tullut tunnetuksi yhtenä lääkärin loppuunpalamisen tärkeimmistä osatekijöistä (13). Kolmanneksi on lisääntynyt pelko siitä, että tekoäly saattaa korvata lääkärit (14), vaikka kirjallisuudessa nykyisin vallitsevan mielipiteen mukaan tekoäly täydentää tulevaisuudessa lääkärien älykkyyttä (15, 16). Neljänneksi, koska tällä hetkellä maailmanlaajuisesti ei ole olemassa oikeudellista kehystä, jossa määriteltäisiin vastuun käsite algoritmisuositusten hyväksymisen tai hylkäämisen yhteydessä, lääkäri on alttiina mahdollisille oikeudellisille seurauksille tekoälyä käytettäessä (17).
Digitaalilääketieteen koulutuksen puutteen vuoksi useat yksityiset lääketieteelliset korkeakoulut valmistavat tulevia johtavia lääkäreitään lisääntyneen lääketieteen haasteeseen liittämällä lääketieteen opintokokonaisuuden insinööritieteiden opintokokonaisuuksiin tai ottamalla käyttöön digitaalisen terveydenhuollon lukutaitoa ja sen käyttöä päivitetyssä opinto-ohjelmassa (18).
Tämän asiakirjan tavoitteena on tehdä yhteenveto tekoälyn viimeaikaisesta kehityksestä lääketieteessä, esittää tärkeimmät käyttötapaukset, joissa tekoälyyn perustuvaa lääketieteellistä teknologiaa voidaan jo käyttää kliinisessä käytännössä, sekä näkökulmia haasteisiin ja riskeihin, joita terveydenhuollon ammattihenkilöt ja laitokset kohtaavat pannessaan täytäntöön laajennettua lääketiedettä sekä kliinisessä käytännössään että tulevien lääketieteellisten johtajien koulutuksessa.
Tekoälyn nykysovellukset lääketieteessä
2.1. Tekoälyä lääketieteen sovelluksissa Kardiologia
2.1.1. Eteisvärinä
Eteisvärinän varhainen havaitseminen oli yksi ensimmäisistä tekoälyn sovelluksista lääketieteessä. AliveCor sai FDA:n hyväksynnän vuonna 2014 Kardia-mobiilisovellukselleen, joka mahdollistaa älypuhelinpohjaisen EKG-seurannan ja eteisvärinän havaitsemisen. Äskettäinen REHEARSE-AF-tutkimus (19) osoitti, että etäkäyttöinen EKG-seuranta Kardian avulla avohoitopotilailla tunnistaa eteisvärinän todennäköisemmin kuin rutiinihoito. Myös Apple sai FDA:n hyväksynnän Apple Watch 4 -kellolleen, joka mahdollistaa helpon EKG:n ottamisen ja eteisvärinän havaitsemisen, joka voidaan jakaa haluamalleen lääkärille älypuhelimen kautta (20). Käytettäviin ja kannettaviin EKG-teknologioihin on kohdistettu useita kritiikkejä (21), joissa korostetaan niiden käytön rajoituksia, kuten liikkeestä johtuvien artefaktien aiheuttamia vääriä positiivisia tuloksia, ja esteitä, jotka haittaavat käytettävän teknologian käyttöönottoa iäkkäillä potilailla, joilla on todennäköisemmin eteisvärinää.
2.1.2.2. EKG-teknologian käyttö ja käyttö Sydän- ja verisuonitautiriski
Sovellettuna sähköisiin potilastietoihin tekoälyä on käytetty ennustamaan sydän- ja verisuonitautien riskiä, esimerkiksi akuuttia sepelvaltimotautioireyhtymää (22) ja sydämen vajaatoimintaa (23) perinteisiä asteikkoja paremmin. Viimeaikaisissa kattavissa katsauksissa (24) on kuitenkin kerrottu, miten tulokset voivat vaihdella riippuen tutkimusraportissa käytetystä otoskooksi
2.2. Keuhkolääketiede
Keuhkojen toimintakokeiden tulkinta on raportoitu lupaavaksi alaksi tekoälysovellusten kehittämiselle keuhkolääketieteessä. Tuoreessa tutkimuksessa (25) raportoitiin, miten tekoälyyn perustuva ohjelmisto tarjoaa tarkemman tulkinnan ja toimii päätöksenteon tukivälineenä keuhkojen toimintakokeiden tulosten tulkinnassa. Tutkimus sai useita kritiikkejä, joista yhdessä (26) raportoitiin, kuinka tutkimukseen osallistuneiden keuhkolääkäreiden tarkkojen diagnoosien osuus oli huomattavasti alhaisempi kuin maassa keskimäärin
2.3. Endokrinologia
Jatkuvan glukoosiseurannan avulla diabetesta sairastavat potilaat voivat tarkastella reaaliaikaisia interstitiaalisia glukoosilukemia ja saada tietoa verensokeriarvojen muutossuunnasta ja -nopeudesta (27) Medtronic sai FDA:n hyväksynnän älypuhelimella varustetulle Guardian-järjestelmälleen glukoosiseurantaan (28). Vuonna 2018 yritys teki yhteistyötä Watsonin (IBM:n kehittämä tekoäly) kanssa Sugar.IQ-järjestelmäänsä varten auttaakseen asiakkaitaan ehkäisemään paremmin hypoglykemiajaksoja toistuvien mittausten perusteella. Jatkuva verensokerin seuranta voi antaa potilaille mahdollisuuden optimoida verensokerin hallintaa ja vähentää hypoglykemiajaksoihin liittyvää leimautumista; potilaskokemuksiin glukoosiseurannasta keskittyvässä tutkimuksessa kerrottiin kuitenkin, että vaikka osallistujat ilmaisivat luottamusta ilmoituksiin, he ilmoittivat myös tuntevansa henkilökohtaista epäonnistumista glukoositason säätelyssä (27).
2.4. Jatkuva verensokerin seuranta. Nefrologia
Tekoälyä on sovellettu useissa kliinisen nefrologian tilanteissa. Se on esimerkiksi osoittautunut hyödylliseksi ennustettaessa glomerulussuodatusnopeuden laskua potilailla, joilla on polykystinen munuaistauti (29), ja määritettäessä etenevän IgA-nefropatian riskiä (30). Tuoreessa katsauksessa kerrotaan kuitenkin, kuinka tällä hetkellä tutkimusta rajoittaa päätelmien tekemiseen tarvittava otoskoko (31).
2.5. Gastroenterologia
Gastroenterologian erikoisala hyötyy monenlaisista tekoälysovelluksista kliinisissä tilanteissa. Gastroenterologit käyttivät muiden syväoppimismallien joukossa konvoluutio-neuraaliverkkoja endoskopia- ja ultraäänikuvien käsittelyyn (32) ja epänormaalien rakenteiden, kuten paksusuolen polyyppien, havaitsemiseen (33). Keinotekoisia neuroverkkoja on käytetty myös gastroesofageaalisen refluksitaudin (34) ja atrofisen gastriitin (35) diagnosointiin sekä ennustamaan tuloksia ruoansulatuskanavan verenvuodoissa (36), ruokatorven syövän eloonjäämisessä (37), tulehduksellisessa suolistosairaudessa (38) ja etäpesäkkeiden muodostumisessa paksusuolen syövässä (39) ja ruokatorven levyepiteelisolusyövän etäpesäkkeissä (40).
2.6. Neurologia
2.6.1. Epilepsia
Älykkäät kouristuskohtausten havaitsemislaitteet ovat lupaavia teknologioita, joilla on mahdollisuus parantaa kouristuskohtausten hallintaa pysyvän ambulatorisen seurannan avulla. Empatica sai FDA:n hyväksynnän vuonna 2018 puettavalle Embrace-laitteelleen, joka yhdistettynä elektrodermaalisiin kiinnittimiin voi havaita yleistyneet epilepsiakohtaukset ja raportoida niistä mobiilisovellukseen, joka pystyy hälyttämään lähisukulaisia ja luotettavaa lääkäriä täydentävillä tiedoilla potilaan paikannuksesta (41). Potilaskokemuksiin keskittyvässä raportissa kävi ilmi, että toisin kuin sydänseurantaan tarkoitetuilla puettavilla laitteilla, epilepsiapotilailla ei ollut esteitä kohtausten havaitsemislaitteiden käyttöönotolle, ja he ilmoittivat olevansa erittäin kiinnostuneita puettavien laitteiden käytöstä (42).
2.6.2. Kävelyn, asennon ja vapinan arviointi
Kannettavat anturit ovat osoittautuneet hyödyllisiksi kävelyn, asennon ja vapinan kvantitatiivisessa arvioinnissa multippeliskleroosia, Parkinsonin tautia, parkinsonismia ja Huntingtonin tautia sairastavilla potilailla (43).
2.7. Syövän laskennallinen diagnosointi histopatologiassa
Paige.ai on saanut FDA:lta läpimurtoaseman tekoälyyn perustuvalle algoritmille, joka pystyy diagnosoimaan syövän laskennallisessa histopatologiassa suurella tarkkuudella, jolloin patologi saa aikaa keskittyä tärkeisiin dioihin (44).
2.8. Lääketieteellinen kuvantaminen ja tekoälypohjaisten teknologioiden validointi
Kauan odotetussa meta-analyysissä verrattiin syväoppimisohjelmistojen ja radiologien suorituskykyä kuvantamiseen perustuvassa diagnosoinnissa (45): vaikka syväoppiminen näyttää olevan yhtä tehokasta kuin radiologin diagnosointi, kirjoittajat huomauttivat, että 99 %:ssa tutkimuksista ei todettu olevan luotettavaa suunnittelua; lisäksi vain tuhannesosassa tarkastelluista artikkeleista validoitiin tulokset antamalla algoritmien diagnosoida toisista lähteistä tulevia lääketieteellisiä kuvantamisia. Nämä havainnot tukevat sitä, että tekoälypohjaiset teknologiat on validoitava laajasti tiukkojen kliinisten tutkimusten avulla (5).
Keskustelu: Tekoälyn haasteet ja tulevaisuuden suuntaviivat lääketieteessä
3.1. Tekoälyyn perustuvien teknologioiden validointi: Kohti replikointikriisiä?
Yksi tekoälyn soveltamisen keskeisistä haasteista lääketieteessä lähivuosina on äskettäin kehitettyjen keskeisten käsitteiden ja työkalujen kliininen validointi. Vaikka monet tutkimukset ovat jo esitelleet tekoälyn hyötyjä, joilla on lupaaviin tuloksiin perustuvia selkeitä mahdollisuuksia, useat tekoälytutkimusten hyvin tunnetut ja usein raportoidut rajoitukset todennäköisesti vaikeuttavat tällaista validointia. Käsittelemme täten kolmea tällaista rajoitusta ja tarjoamme mahdollisia keinoja niiden voittamiseksi.
Ensiksi, suurimmassa osassa tutkimuksista, joissa verrataan tekoälyn ja kliinisten lääkäreiden tehokkuutta, on todettu, että ne on suunniteltu epäluotettavasti ja että niistä tiedetään puuttuvan primaarinen replikointi eli kehitettyjen algoritmien validointi näytteissä, jotka ovat peräisin muista lähteistä kuin algoritmien kouluttamiseen käytetyistä näytteistä (45). Tämä ongelma voitaisiin ratkaista avoimen tieteen aikakaudella, sillä avoin data ja avoimet menetelmät saavat varmasti yhä enemmän huomiota tutkimuksen parhaina käytäntöinä. Siirtyminen avoimeen tieteeseen voi kuitenkin osoittautua vaikeaksi lääketieteellisen tekoälyn yrityksille, jotka kehittävät ohjelmistoja ydinliiketoimintanaan.
Toiseksi, tutkimusten, joissa raportoidaan tekoälyn soveltamisesta kliinisessä käytännössä, tiedetään olevan rajallisia retrospektiivisten suunnitelmien ja otoskokojen vuoksi; tällaisiin suunnitelmiin saattaa sisältyä valinta- ja spektriharhaa, eli malleja kehitetään siten, että ne sopivat parhaalla mahdollisella tavalla tiettyyn tietokokonaisuuteen (ilmiö tunnetaan myös nimellä ”ylisovittaminen” (overfitting)), mutta samoja tuloksia ei pystytä toistamaan toisissa tietokokonaisuuksissa (32). Jatkuva uudelleenarviointi ja kalibrointi sen jälkeen, kun on otettu käyttöön algoritmeja, joiden epäillään sopeutuvan liikaa, olisi tarpeen, jotta ohjelmistot voidaan mukauttaa potilasdemografian vaihteluun (46). Lisäksi ollaan yhä yksimielisempiä tarpeesta kehittää algoritmeja, jotka on suunniteltu sopimaan laajempiin yhteisöihin ja ottamaan samalla huomioon alaryhmät (47).
Kolmanneksi tiedetään vain muutamia tutkimuksia, joissa verrataan tekoälyä ja lääkäreitä samoihin tietokokonaisuuksiin perustuvien tietojen perusteella; siinäkin skenaariossa on esitetty kritiikkiä siitä, että diagnoositarkkuusaste on alhaisempi kuin mitä odotetaan erikoislääkäreiltä. (26). Tekoälyn ja kliinikkojen vastakkainasettelu on, vaikka se on hyvin edustettuna tieteellisessä kirjallisuudessa, luultavasti ei ole paras tapa käsitellä kysymystä lääketieteellisen asiantuntijuuden suorituskyvystä: useat tutkimukset lähestyvät nyt kliinikkojen ja algoritmien vuorovaikutusta (47), sillä ihmisen ja tekoälyn yhdistelmä päihittää kummankaan yksinään.
3.2. Tekoälyn ja algoritmien vuorovaikutus. Jatkuvan seurannan eettiset vaikutukset
Lääketieteellinen teknologia on yksi 2000-luvun lupaavimmista markkinoista, ja sen arvioitu markkina-arvo lähestyy nopeasti tuhatta miljardia dollaria vuonna 2019. Yhä suurempi osa tuloista johtuu lääkinnällisten laitteiden (kuten sydämen seurantalaitteiden) vähittäismyynnistä nuoremmalle väestölle, joka ei ole ensisijainen kohdekuluttajaprofiili (koska eteisvärinän kaltaisten terveysongelmien ilmaantuminen on epätodennäköisempää). Tämän ilmiön vuoksi esineiden internet (Internet of Things, IoT) on määrittelemässä uudelleen terveen yksilön käsitteen yhdistelmänä, jossa yhdistyvät kvantifioitu minuus (älypuhelimeen tai puettavaan laitteeseen koodatut henkilökohtaiset indikaattorit) ja joukko elämäntapaan liittyviä, puettavan laitteen tarjoamia parametreja (aktiivisuuden seuranta, painonhallinta jne.).
Lisäksi useat puettavia laitteita valmistavat yritykset ovat parin viimeisen vuoden aikana tehneet merkittäviä sopimuksia vakuutusyhtiöiden tai hallitusten kanssa näiden tuotteiden laajamittaisesta jakelusta: tällaisten aloitteiden tarkoituksena on pääasiassa saada aikaan elämäntapamuutos suurissa väestöryhmissä. Samalla kun länsimaissa ollaan edelleen kehittymässä kohti terveydenhuoltojärjestelmiä, joiden keskiössä on potilaan yksilöllinen vastuu omasta terveydestään ja hyvinvoinnistaan, keskustellaan usein esineiden internetin välityksellä lääketieteellisten laitteiden avulla tapahtuvan jatkuvan lääketieteellisen seurannan eettisistä vaikutuksista. Jatkuva seuranta ja yksityisyyden suojan loukkaukset voivat esimerkiksi lisätä kroonisesti sairaiden tai muita heikommassa asemassa olevien kansalaisten leimautumista (48) ja mahdollisesti rangaista niitä kansalaisia, jotka eivät kykene omaksumaan uusia terveellisiä elämäntapoja koskevia normeja, esimerkiksi heikentämällä sairausvakuutuksen ja hoidon saatavuutta; näistä potentiaalisista ja ratkaisevista sudenkuopista ei ole käyty juuri lainkaan keskustelua terveyspoliittisessa päätöksenteossa.
Näissä teknis-poliittisissa puitteissa tietosuojaan ja -omistajuuteen liittyvästä kysymyksestä tulee yhä tärkeämpi asia, vaikkakin se on jo yli kaksi vuosikymmentä vanha kysymys (49). Kirjallisuudessa kuvataan useita asenteita tietojen omistusoikeutta kohtaan: vaikka joissakin teoksissa puolustetaan potilaiden tietojen yhteistä omistusoikeutta, jotta voitaisiin hyötyä yksilöllistetyn lääketieteen lähestymistavoista (50, 51), yksimielisyys on siirtymässä potilaan omistusoikeuden puolelle, koska sillä on myönteisiä vaikutuksia potilaan sitoutumiseen ja koska se voi parantaa tietojen jakamista, jos potilaan ja terveydenhuollon ammattilaisten välillä laaditaan tietojen käyttöä koskeva sopimus (52).
3.3. Tarve kouluttaa lisättyjä lääkäreitä
Monet yliopistot ovat alkaneet luoda uusia lääketieteen opintosuunnitelmia, mukaan lukien tohtori-insinööri (18), vastatakseen tarpeeseen kouluttaa tulevia lääketieteen johtajia vastaamaan tekoälyn tuomiin haasteisiin lääketieteessä (53). Tällaisissa opetussuunnitelmissa kiinnitetään enemmän huomiota koviin luonnontieteisiin (kuten fysiikkaan ja matematiikkaan) ja lisätään tietojenkäsittelytieteen, koodauksen, algoritmiikan ja mekatroniikan opintoja. Nämä ”lisätyt lääkärit” luottaisivat sekä kliiniseen kokemukseen että digitaaliseen asiantuntemukseen ratkaistakseen nykyaikaisia terveysongelmia, osallistuakseen terveydenhuoltolaitosten digitaalisten strategioiden määrittelyyn, hallitakseen digitaalista siirtymävaihetta, kouluttaakseen potilaita ja kollegoita.
Yhteiskunta sekä terveydenhuoltolaitokset voisivat hyötyä näistä ammattilaisista turvaverkkona kaikille prosesseille, mukaan luettuna tekoäly lääketiedealalla, mutta myös innovaation ja tutkimuksen vauhdittajina. Lääketieteellisen peruskoulutuksen lisäksi on tarpeen toteuttaa digitaalista lääketiedettä koskevia jatkuvia koulutusohjelmia, jotka on suunnattu valmistuneille lääkäreille, jotta uudelleenkoulutus tällä kasvavalla alalla olisi mahdollista. Useimmissa maailman huippusairaaloissa tällaiset asiantuntijat ovat saaneet tehtäväkseen Chief Medical Information Officer (CMIO) -tehtävän
3.4. Kliinisen älykkyyden lupaus: Avoiding Dehumanization by Technology
Kuten useissa tutkimuksissa on raportoitu (12, 13), sähköiset terveyskertomukset voivat olla merkittävä hallinnollinen taakka ja burnoutin lähde, ilmiö, jota esiintyy yhä useammin sekä koulutetuilla että koulutetuilla lääkäreillä. Vaikka tekoälyratkaisut, kuten luonnollisen kielen prosessointi, pystyvät yhä paremmin auttamaan lääkäriä toimittamaan täydelliset sairauskertomukset, tarvitaan lisäratkaisuja, jotta voidaan ratkaista epäsuoraan potilashoitoon käytettävän ajan lisääntyminen.
Ambientti kliininen älykkyys (ACI, ambient clinical intelligence) ymmärretään lääkärin ja potilaan ympärillä olevana herkkänä, sopeutuvana ja herkästi reagoivana digitaalisena ympäristönä (54), joka pystyy esimerkiksi analysoimaan haastattelun ja täyttämään potilaan sähköiset sairauskertomukset automaattisesti. Käynnissä on useita hankkeita ACI:n kehittämiseksi, mikä olisi ratkaisevan tärkeä tekoälyn sovellus lääketieteessä, ja sitä tarvittaisiin kipeästi nykyaikaisten lääkärityövoimaan liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi.
Yksi suurista esteistä älykkään lääketieteellisen teknologian käyttöönotolle lääkäreiden keskuudessa on pelko lääketieteen epäinhimillistymisestä. Tämä johtuu pääasiassa lääkäreiden kasvavasta hallinnollisesta taakasta (12). Nykyaikainen teknologia, kuten ACI ja luonnollisen kielen käsittely, ratkaisevat kuitenkin varmasti hallinnollisen taakan ongelman ja auttavat lääkäreitä keskittymään enemmän potilaaseen.
3.5. Korvataanko lääkärit tekoälyllä?
Kuten kirjallisuudessa on hiljattain käsitelty (15, 16), lääkäreitä ei todennäköisesti korvata tekoälyllä: älykäs lääketieteellinen teknologia on olemassa sellaisenaan lääkärin tukena potilaan hoidon parantamiseksi. Kuten viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet (45), tekoälyratkaisuja ja lääkäreitä verrataan kuitenkin usein toisiinsa ikään kuin nämä kaksi vastinetta kilpailisivat keskenään. Tulevissa tutkimuksissa olisi keskityttävä vertailemaan tekoälyratkaisuja käyttäviä lääkäreitä lääkäreihin, jotka eivät käytä tällaisia sovelluksia, ja laajennettava nämä vertailut koskemaan myös translaatiotutkimuksia; vasta sitten tekoäly hyväksytään lääkäreitä täydentävänä tekijänä. Terveydenhuollon ammattilaiset ovat nykyään etuoikeutetussa asemassa, jotta he voivat ottaa vastaan digitaalisen kehityksen ja toimia muutoksen tärkeimpinä vetureina, vaikka lääketieteellistä koulutusta on tarkistettava perusteellisesti, jotta tuleville johtajille voidaan antaa tähän tarvittavat valmiudet.
Johtopäätökset
Tekoälykkyyden käyttöönotto kliinisessä toiminnassa on lupaava kehitysalue, joka kehittyy nopeasti muiden nykyaikaisten täsmälääketieteen, genomiikan ja etäkonsultaatioiden kanssa. Vaikka tieteellisen kehityksen olisi pysyttävä tiukkana ja läpinäkyvänä kehitettäessä uusia ratkaisuja nykyaikaisen terveydenhuollon parantamiseksi, terveyspolitiikassa olisi nyt keskityttävä käsittelemään eettisiä ja taloudellisia kysymyksiä, jotka liittyvät tähän lääketieteen evoluution kulmakiveen.
Tekijöiden panos
Kaikki luetellut kirjoittajat ovat antaneet merkittävän, suoran ja älyllisen panoksensa työhön ja hyväksyneet sen julkaistavaksi.
Interressiristiriita
Tekijät ilmoittavat, että tutkimus on tehty ilman kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdolliseksi eturistiriidaksi.
1. Steinhubl SR, Muse ED, Topol EJ. Kehittyvä mobiilin terveyden ala. Sci Trans Med. (2015) 7:283rv3. doi: 10.1126/scitranslmed.aaa3487
PubMed Tiivistelmä | CrossRef Full Text | Google Scholar
2. Peng Y, Zhang Y, Wang L. Artificial intelligence in biomedical engineering and informatics: an introduction and review. Artif Intell Med. (2010) 48:71-3. doi: 10.1016/j.artmed.2009..07.007
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
3. Orth M, Averina M, Chatzipanagiotou S, Faure G, Haushofer A, Kusec V, ym. Lausunto: Lääkärin roolin uudelleenmäärittely laboratoriolääketieteessä kehittyvien tekniikoiden, yksilöllistetyn lääketiedon ja potilaan itsemääräämisoikeuden (”4P-lääketiede”) yhteydessä. J Clin Pathol. (2019) 72:191-7. doi: 10.1136/jclinpath-2017-204734
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
4. Johtopäätökset. Abdulnabi M, Al-Haiqi A, Kiah MLM, Zaidan AA, Zaidan BB, Hussain M. Hajautettu kehys terveystietojen vaihtoon älypuhelinteknologiaa käyttäen. J Biomed Informat. (2017) 69:230-50. doi: 10.1016/j.jbi.2017.04.013
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
5. Johtopäätökset. Topol EJ. Digitaalisen lääketieteen innovaatioiden vuosikymmen. Sci Trans Med. (2019) 11:7610. doi: 10.1126/scitranslmed.aaw7610
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
6. Terveydenhuolto. Morawski K, Ghazinouri R, Krumme A, Lauffenburger JC, Lu Z, Durfee E, ym. älypuhelinsovelluksen yhteys lääkityksen noudattamiseen ja verenpaineen hallintaan: MedISAFE-BP satunnaistettu kliininen tutkimus. JAMA Int Med. (2018) 178:802-9. doi: 10.1001/jamainternmed.2018.0447
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
7. Overley SC, Cho SK, Mehta AI, Arnold PM. Navigointi ja robotiikka selkäkirurgiassa: missä mennään nyt? Neurosurgery. (2017) 80:S86-99. doi: 10.1093/neuros/nyw077
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
8. Verkkokirurgia. Tepper OM, Rudy HL, Lefkowitz A, Weimer KA, Marks SM, Stern CS, et al. Mixed reality with HoloLens: where virtual reality meets augmented reality in the operating room. Plast Reconstruct Surg. (2017) 140:1066-70. doi: 10.1097/PRS.0000000000003802
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
9. Millaisia tuloksia? Mishkind MC, Norr AM, Katz AC, Reger GM. Katsaus virtuaalitodellisuushoitoon psykiatriassa: näyttö verrattuna nykyiseen levinneisyyteen ja käyttöön. Curr Psychiat Rep. (2017) 19:80. doi: 10.1007/s11920-017-0836-0
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
10. Malloy KM, Milling LS. Virtuaalitodellisuuden häirinnän tehokkuus kivun vähentämisessä: systemaattinen katsaus. Clin Psychol Rev. (2010) 30:1011-8. doi: 10.1016/j.cpr.2010.07.001
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
11. Haag M, Igel C, Fischer MR, German Medical Education Society (GMA) ”Digitalization-Technology-Assisted Learning and Teaching” German association for medical informatics biometry and epidemiology (gmds) ja German Informatics Society (GI) yhteinen työryhmä ”Technology-enhanced Teaching and Learning in Medicine (TeLL)”. Digitaalinen opetus ja digitaalinen lääketiede: tarvitaan kansallinen aloite. GMS J Med Educ. (2018) 35:Doc43. doi: 10.3205/zma001189
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
12. Chaiyachati KH, Shea JA, Asch DA, Liu M, Bellini LM, Dine CJ, et al. Assessment of inpatient time allocation among first-year internal medicine residents using time-motion observations. JAMA Int Med. (2019) 179:760-7. doi: 10.1001/jamainternmed.2019.0095
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
13. Ks. esim. West CP, Dyrbye LN, Shanafelt TD. Lääkärien burnout: myötävaikuttajat, seuraukset ja ratkaisut. J Int Med. (2018) 283:516-29. doi: 10.1111/joim.12752
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
14. Terveydenhuolto. Shah NR. Terveydenhuolto vuonna 2030: korvaako tekoäly lääkärit? Ann Int Med. (2019) 170:407-8. doi: 10.7326/M19-0344
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
15. Topol EJ. Korkean suorituskyvyn lääketiede: ihmisen ja tekoälyn lähentyminen. Nat Med. (2019) 25:44-56. doi: 10.1038/s41591-018-0300-7
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
16. Terveydenhuolto. Verghese A, Shah NH, Harrington RA. Tämä tietokone tarvitsee lääkärin: humanismi ja tekoäly. JAMA. (2018) 319:19-20. doi: 10.1001/jama.2017.19198
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
17. Price WN, Gerke S, Cohen IG. Tekoälyä käyttävien lääkäreiden mahdollinen vastuu. JAMA. (2019) 322:1765-6. doi: 10.1001/jama.2019.15064
CrossRef Full Text | Google Scholar
18. Briganti G. Nous Devons Former des Médecins ≪ augmentés ≫. Le Specialiste. (2019) Saatavilla verkossa osoitteessa: https://www.lespecialiste.be/fr/debats/nous-devons-former-des-medecins-laquo-nbsp-augmentes-raquo.html (accessed October 26, 2019).
Google Scholar
19. Google Scholar
. Halcox JPJ, Wareham K, Cardew A, Gilmore M, Barry JP, Phillips C, et al. Assessment of remote heart rhythm sampling using the AliveCor heart monitor to screen for atrial fibrillation: the REHEARSE-AF study. Circulation. (2017) 136:1784-94. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030583
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
20. Turakhia MP, Desai M, Hedlin H, Rajmane A, Talati N, Ferris T, et al. Rationale and design of a large-scale, app-based study to identify cardiac arrhythmias using a smartwatch: the apple heart study. Ame Heart J. (2019) 207:66-75. doi: 10.1016/j.ahj.2018.09.002
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
21. Ame Heart J. (2019) 207:66-75. doc. Raja JM, Elsakr C, Roman S, Cave B, Pour-Ghaz I, Nanda A, et al. Apple watch, wearables, and heart rhythm: where do we stand? Ann Trans Med. (2019) 7:417. doi: 10.21037/atm.2019.06.79.
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
22. Huang Z, Chan TM, Dong W. Akuutin sepelvaltimo-oireyhtymän MACE-ennuste boosted resampling -luokittelun avulla käyttäen sähköisiä potilastietoja. J Biomed Inform. (2017) 66:161-70. doi: 10.1016/j.jbi.2017.01.001
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
23. Mortazavi BJ, Downing NS, Bucholz EM, Dharmarajan K, Manhapra A, Li SX, et al. Analysis of machine learning techniques for heart failure readmissions. Circ Cardiovasc Qual Outcomes. (2016) 9:629-40. doi: 10.1161/CIRCOUTCOMES.116.003039
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
24. Dorado-Díaz PI, Sampedro-Gómez J, Vicente-Palacios V, Sánchez PL. Tekoälyn sovellukset kardiologiassa. Tulevaisuus on jo täällä. Revista Española de Cardiología. (2019) 72:1065-75. doi: 10.1016/j.rec.2019.05.014
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
25. Topalovic M, Das N, Burgel PR, Daenen M, Derom E, Haenebalcke C, et al. Artificial intelligence outperforms pulmonologists in the interpretation of pulmonary function tests. Eur Respirat J. (2019) 53:1801660. doi: 10.1183/13993003.01660-2018.
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
26. Millainen on se? Delclaux C. Keuhkolääkärin ei tarvitse tulkita keuhkojen toimintakokeita. Eur Respirat J. (2019) 54:1900829. doi: 10.1183/13993003.00829-2019
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
27. Hengityslääketieteellinen tutkimus. Lawton J, Blackburn M, Allen J, Campbell F, Elleri D, Leelarathna L, et al. Potilaiden ja hoitajien kokemuksia jatkuvan glukoosiseurannan käytöstä diabeteksen omahoidon tukena: laadullinen tutkimus. BMC Endocrine Disord. (2018) 18:12. doi: 10.1186/s12902-018-0239-1
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
28. Ks. esim. Christiansen MP, Garg SK, Brazg R, Bode BW, Bailey TS, Slover RH, et al. Neljännen sukupolven ihonalaisen jatkuvan glukoosisensorin tarkkuus. Diabet Technol Therapeut. (2017) 19:446-56. doi: 10.1089/dia.2017.0087
PubMed Tiivistelmä | CrossRef Full Text | Google Scholar
29. Niel O, Boussard C, Bastard P. Tekoäly voi ennustaa GFR:n laskua ADPKD:n aikana. Am J Kidney Dis Off J Natl Kidney Found. (2018) 71:911-2. doi: 10.1053/j.ajkd.2018.01.051
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
30. Geddes CC, Fox JG, Allison ME, Boulton-Jones JM, Simpson K. Keinotekoinen neuroverkko voi valita potilaat, joilla on suuri riski sairastua progressiiviseen IgA-nefropatiaan, tarkemmin kuin kokeneet nefrologit. Nephrol Dialysis, Transplant. (1998) 13:67-71.
PubMed Abstract | Google Scholar
31. Niel O, Bastard P. Tekoäly nefrologiassa: keskeiset käsitteet, kliiniset sovellukset ja näkymät. Am J Kidney Dis. (2019) 74:803-10. doi: 10.1053/j.ajkd.2019.05.020
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
32. Yang YJ, Bang CS. Tekoälyn soveltaminen gastroenterologiassa. World J Gastroenterol. (2019) 25:1666-83. doi: 10.3748/wjg.v25.i14.1666
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
33. Gastroenterologia. Fernández-Esparrach G, Bernal J, López-Cerón M, Córdova H, Sánchez-Montes C, Rodríguez de Miguel C, et al. Energiakarttojen luomiseen perustuvan automaattisen paksusuolen polyyppien havaitsemismenetelmän kliinisen potentiaalin tutkiminen. Endoskopia. (2016) 48:837-42. doi: 10.1055/s-0042-108434
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
34. Ks. esim. Pace F, Buscema M, Dominici P, Intraligi M, Baldi F, Cestari R, et al. Artificial neural networks are able to recognize gastro-oesophageal reflux disease patients solely on the basis of clinical data. Eur J Gastroenterol Hepatol. (2005) 17:605-10. doi: 10.1097/00042737-200506000-00003
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
35. Minkälainen se on? Lahner E, Grossi E, Intraligi M, Buscema M, Corleto VD, Delle Fave G, et al. Keinotekoisten neuroverkkojen ja lineaarisen diskriminaatioanalyysin mahdollinen panos sellaisten potilaiden tunnistamisessa, joilla epäillään atrofista vartalon gastriittia. World J Gastroenterol. (2005) 11:5867-73. doi: 10.3748/wjg.v11.i37.5867
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
36. Das A, Ben-Menachem T, Cooper GS, Chak A, Sivak MV, Gonet JA, et al. Prediction of outcome in acute lower-gastrointestinal hemorrhage based on an artificial neural network: internal and external validation of a predictive model. Lancet. (2003) 362:1261-6. doi: 10.1016/S0140-6736(03)14568-0
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
37. Sato F, Shimada Y, Selaru FM, Shibata D, Maeda M, Watanabe G, ym. ruokatorven syöpää sairastavien potilaiden eloonjäämisen ennustaminen keinotekoisten neuroverkkojen avulla. Cancer. (2005) 103:1596-605. doi: 10.1002/cncr.20938
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
38. Syöpätaudit. Peng JC, Ran ZH, Shen J. IBD:n puhkeamisen ja uusiutumisen kausivaihtelu ja keinotekoiseen neuroverkkoon perustuva malli IBD:n puhkeamisen, uusiutumisen ja vakavuuden ennustamiseksi. Int J Colorect Dis. (2015) 30:1267-73. doi: 10.1007/s00384-015-2250-6
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
39. Johtopäätökset. Ichimasa K, Kudo SE, Mori Y, Misawa M, Matsudaira S, Kouyama Y, et al. Artificial intelligence may help in predicting the need of additional surgery after endoscopic resection of T1 colorectal cancer. Endoscopy. (2018) 50:230-40. doi: 10.1055/s-0043-122385
CrossRef Full Text | Google Scholar
40. Yang HX, Feng W, Wei JC, Zeng TS, Li ZD, Zhang LJ, et al. Support vector machine-based nomogram predicts postoperative distant metastasis for patients with oesophageal squamous cell carcinoma. Br J Cancer. (2013) 109:1109-16. doi: 10.1038/bjc.2013.379
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
41. Ks. esim. Regalia G, Onorati F, Lai M, Caborni C, Picard RW. Multimodaaliset ranteessa kannettavat laitteet kohtausten havaitsemiseen ja tutkimuksen edistämiseen: keskittyminen Empatica-rannekkeisiin. Epilep Res. (2019) 153:79-82. doi: 10.1016/j.eplepsyres.2019.02.007
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
42. Bruno E, Simblett S, Lang A, Biondi A, Odoi C, Schulze-Bonhage A, et al. Wearable technology in epilepsy: the views of patients, caregivers, and healthcare professionals. Epilep Behav. (2018) 85:141-9. doi: 10.1016/j.yebeh.2018.05.044
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
43. Epidemia ja epilepsia. Dorsey ER, Glidden AM, Holloway MR, Birbeck GL, Schwamm LH. Teleneurologia ja mobiiliteknologia: neurologisen hoidon tulevaisuus. Nat Rev Neurol. (2018) 14:285-97. doi: 10.1038/nrneurol.2018.31
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
44. Neurologia ja neurologia. Campanella G, Hanna MG, Geneslaw L, Miraflor A, Silva VWK, Busam KJ, et al. Clinical-grade computational pathology using weakly supervised deep learning on whole slide images. Nat Med. (2019) 25:1301-9. doi: 10.1038/s41591-019-0508-1
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
45. Liu X, Faes L, Kale AU, Wagner SK, Fu DJ, Bruynseels A, et al. A comparison of deep learning performance against health-care professionals in detecting diseases from medical imaging: a systematic review and meta-analysis. Lancet Digit Health. (2019) 1:e271-97. doi: 10.1016/S2589-7500(19)30123-2
CrossRef Full Text | Google Scholar
46. Panch T, Mattie H, Celi LA. ”Epämiellyttävä totuus” tekoälystä terveydenhuollossa. NPJ Digit Med. (2019) 2:1-3. doi: 10.1038/s41746-019-0155-4
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
47. Kelly CJ, Karthikesalingam A, Suleyman M, Corrado G, King D. Key challenges for delivering clinical impact with artificial intelligence. BMC Med. (2019) 17:195. doi: 10.1186/s12916-019-1426-2
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
48. Mittelstadt B. Etiikka terveyteen liittyvästä esineiden internetistä: narratiivinen katsaus. Ethics Informat Technol. (2017) 19:157-75. doi: 10.1007/s10676-017-9426-4
CrossRef Full Text | Google Scholar
49. Williamson JB. Potilaiden terveystietojen luottamuksellisuuden ja turvallisuuden säilyttäminen. Top Health Informat Manage. (1996) 16:56-60.
PubMed Abstract | Google Scholar
50. Montgomery J. Tiedon jakaminen ja omistajuuden ajatus. New Bioeth Multidiscipl J Biotechnol Body. (2017) 23:81-6. doi: 10.1080/20502877.2017.1314893
PubMed Abstrakti | CrossRef Full Text | Google Scholar
51. Minkälainen se on? Rodwin MA. Potilastietojen julkisen omistuksen puolesta. JAMA. (2009) 302:86-8. doi: 10.1001/jama.2009.965
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
52. Jarmo. Mikk KA, Sleeper HA, Topol EJ. Tie potilastietojen omistajuuteen ja parempaan terveyteen. JAMA. (2017) 318:1433-4. doi: 10.1001/jama.2017.12145
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
53. Millaisia tuloksia? Brouillette M. Tekoäly lisätty tulevien lääkärien opetussuunnitelmaan. Nat Med. (2019). 25:1808-9. doi: 10.1038/s41591-019-0648-3
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
54. Lääketiede. Acampora G, Cook DJ, Rashidi P, Vasilakos AV. Tutkimus ympäristön älykkyydestä terveydenhuollossa. Proc IEEE Inst Elect Electron Eng. (2013) 101:2470-94. doi: 10.1109/JPROC.2013.2262913
PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar
Vastaa