Компьютерная диагностика

САН-ФРАНЦИСКО — Мужчина на сцене заворожил 600 зрителей. В течение 45 минут напряжение росло. Наконец наступил момент истины, и в комнате воцарилась тишина от нетерпения.

Наконец он заговорил. «Лимфома с вторичным гемофагоцитарным синдромом», — сказал он. Толпа разразилась аплодисментами.

Профессионалы в любой области почитают своих суперзвезд, а в медицине особенно высоко ценятся лучшие диагносты. 39-летний доктор Гурприт Дхаливал, скромный адъюнкт-профессор клинической медицины Калифорнийского университета в Сан-Франциско, сегодня считается одним из самых искусных клинических диагностов.

Случай, который доктор Даливал представил на медицинской конференции в прошлом году, начался с информации, которая могла бы описать сотни заболеваний: у пациента были перемежающиеся лихорадки, боли в суставах, потеря веса и аппетита..

Наблюдать за ним за работой — все равно что смотреть, как Стивен Спилберг выполняет сценарий или Рори Макилрой играет на поле для гольфа. Постепенно ему давали новую информацию — результаты лабораторных исследований, визуализации и биопсии. В ходе сеанса он получил энциклопедическое знание тысяч синдромов. Он ловко отбрасывал отвлекающие факторы, подбирая подсказки, которые другие могли игнорировать, постепенно приближаясь к точному диагнозу.

Насколько особенный талант доктора Даливала? Более того, что он может сделать такого, чего не может компьютер? Сможет ли компьютер когда-нибудь успешно заменить навык, основанный не только на обширных знаниях, но и на более нематериальных факторах, таких как интуиция?

История компьютерной диагностики длинна и богата. . В 1970-х годах исследователи из Питтсбургского университета разработали программное обеспечение для диагностики сложных проблем общей внутренней медицины; в итоге проект привел к появлению коммерческой программы под названием Quick Medical Reference. С 1980-х годов Массачусетская больница общего профиля разрабатывает и совершенствует DXplain — программу, которая предоставляет ранжированный список клинических диагнозов на основе набора симптомов и лабораторных данных.

И компания I.B.M., на пике своей прошлогодней триумфа с Watson, компьютером, играющим в Jeopardy, работает над Watson for Healthcare.

В некотором смысле метод диагностики д-ра Даливала похож на метод диагностики другого проекта IBM: шахматной программы Deep Blue, которая в 1996 году победила Гарри Каспарова, лучшего игрока в мире того времени. безоговорочная победа в безжалостном марше компьютера в человеческую сферу.

Несмотря на недостаток сознания и человеческой интуиции, Deep Blue запомнил миллионы движений и мог анализировать их количество каждую секунду. Доктор Дхаливал выполняет диагностический эквивалент, но со скоростью человека.

Начиная с медицинской школы, он был ненасытным читателем историй болезни в медицинских журналах и тематических конференций из других больниц. На работе он иногда использует диагностический контрольный список под названием Isabel, просто чтобы убедиться, что он что-то не забыл. Но программа еще не предложила диагноз, который пропустил доктор Даливал.

Доктор. Дхаливал регулярно получает пациенты от врачей, которые ставят в тупик набор симптомов. На медицинских конференциях ему рассказывают об одном очень сложном случае, и на его решение дается 45 минут. Это медицинский акт высокого разрешения; врачи в аудитории корчатся, поскольку набор фактов становится все более неясным, а все диагнозы, которые они рассматривали, исключаются. После изучения и обработки множества деталей доктор Дхаливал должен приступить к диагностике. Чаще всего он прав.

При работе над сложным делом перед аудиторией доктор. Дхаливал демонстрирует весь свой мыслительный процесс с целью «повысить уровень мышления», — сказал он. Он считает, что это становится все более важным, потому что врачей оценивают, дали ли они пациенту правильное лекарство или не забывают назначить определенный тест.

Без такого акцента врачи и учебные программы могут забыть о важности наличия умных и внимательных врачей. «Потому что в медицине, — сказал д-р Дхаливал, — мышление — наша самая важная процедура».

Он добавил: «Чтобы лучше поставить диагноз, не нужно выяснять, есть ли у кого-то одно редкое заболевание или нет. еще один. Улучшение диагноза так же важно для качества и безопасности пациентов, как уменьшение количества ошибок при приеме лекарств или устранение неправильного хирургического вмешательства ».

Клиническая точность

Д-р. Половину своей клинической работы Даливал выполняет в палатах Медицинского центра штата Вирджиния в Сан-Франциско, а другую половину — в отделении неотложной помощи, где он часто разгадывает сразу несколько загадок.

Однажды днем ​​в в отделении неотложной помощи он лечил 66-летнего мужчину, который был психически неуравновешенным и отказывающимся сотрудничать. Он жаловался на боль в бедре, но обычная лабораторная работа показала, что его почки не работают, а уровень калия повышается до опасного уровня, что подвергает его опасности аритмии, которая может убить его — возможно, в течение нескольких часов. УЗИ показало, что у него заблокирован мочевой пузырь.

Надо было работать: опорожнить мочевой пузырь, скорректировать уровень калия. Было бы легко отклонить боль в бедре как отвлечение; это не укладывалось в картину. Но инстинкт доктора Даливала состоит в том, чтобы придерживаться древнего правила, согласно которому врачи должны пытаться прийти к единому диагнозу. В конце концов, все, включая боль в бедре, было связано с метастатическим раком простаты.

«В отделении неотложной помощи все может измениться очень быстро», — сказал д-р Дхаливал. «Одна из проблем, независимо от того, используете ли вы компьютер или свой мозг, — решить, что такое сигнал, а что шум». В большинстве случаев именно его интуиция помогает выяснить, что есть что.

Опытный клинический диагност, такой как доктор Дхаливал, может принять решение, не будучи в состоянии точно объяснить, что происходит в в глубине его разума, поскольку его подсознание непрерывно отсеивает пшеницу от плевел.

Хотя компьютеры хороши в вычислении чисел, люди от природы хорошо умеют сопоставлять образцы. Чтобы принять решение, врачи должны объединить логику и знания с их инстинктом сопоставления с образцом.

В другом зале был другой случай. Прибыл 65-летний мужчина в растерянности и лихорадке, с волдырями на бедре. Доктор Дхаливал подозревал герпетический энцефалит, но волдыри выглядели слишком большими и находились в необычном месте для такого диагноза.

Состояние мужчины стабилизировалось, точного диагноза не было. Доктор Дхаливал продолжал следить за этим случаем.. «Следить за тем, чтобы узнать, что ничего не было упущено, было одним из самых важных аспектов этого дела», — сказал он. «И никогда не прийти к окончательному диагнозу — это нормально. Быть в порядке. неопределенность — важная часть медицины ».

Диагностическая программа Isabel, которую иногда использует доктор Даливал, была создана Джейсоном Модом, бывшим финансовым менеджером в Лондоне, который назвал ее в честь своей дочери . В 3 года Изабель заболела ветряной оспой, и врачи не смогли обнаружить гораздо более опасное осложнение — некротический фасциит, инфекцию, поедающую плоть. К тому времени, когда болезнь была выявлена, Изабель настолько потеряла плоть, что в 17 лет у нее все еще была пластика. хирургия.

Мистер. Мод сказал, что, хотя кто-то вроде доктора Дхаливала, вероятно, подумал бы о некротическом фасциите, врачи его дочери настолько застряли в так называемой предвзятости якоря — в данном случае простой ветряной оспе Изабель — они не могли видеть дальше этого.

Если бы они ввели ее симптомы — высокую температуру, рвоту, кожную сыпь — в диагностическую программу, мистер Мод сказал, проблема, вероятно, была бы идентифицирована.

Известны тысячи болезней, и многие из них встречаются редко. «Низкочастотные события трудно включить в палитру мозга, и в этом сила Изабель», — сказал г-н Мод. «Ни один человек не может вспомнить, как проявляется каждое из этих заболеваний, потому что каждое из них проявляется по-своему».

Он добавил, что Изабель была нацелена не столько на доктора Даливала, мире, но у более типичных врачей.

Dr. Дэвид Дж. Брейлер, исполнительный директор Health Evolution Partners, инвестирующей в медицинские компании, согласен. «Если бы каждый был гением диагностики, нам не потребовались бы эти инструменты поддержки принятия решений», — сказал он.

По данным Института медицины, на диагностические ошибки приходится около 15 процентов ошибок, которые наносят вред пациентам. Тем не менее, диагностическое программное обеспечение медленно внедрялось в клинические учреждения, и доктор Дхаливал, который использует Изабель в качестве «второй проверки», сказал, что может понять, почему.

По его словам, не только сложно интегрировать программное обеспечение в уже загруженный повседневный рабочий процесс, но и «большинство из нас не думают, что нам нужна помощь при диагностике, особенно в обычных случаях, которые учитывают для большей части нашей работы ».

Dr. Генри Лоу, терапевт Стэнфордского университета и директор его Центра клинической информатики, сомневается, что компьютер когда-либо сможет заменить диагностического мастера, такого как доктор Даливал, или даже компетентного клинициста.

«Создание компьютера». системы, которые хорошо работают с неполной или неточной информацией, являются сложной задачей », — сказал д-р Лоу. «Особенно в медицине, где последствия неправильного принятия решений могут быть катастрофическими».

Имитация человеческого анализа

I.B.M. Компания Watson for Healthcare еще не сосредоточилась непосредственно на диагностике. Компания работает с Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, чтобы научить Watson интерпретировать клиническую информацию и, в конечном итоге, помочь в выборе лечения. I.B.M. также недавно начал сотрудничество с Cleveland Clinic, чтобы расширить аналитические возможности Watson в области медицины.

Д-р. Мартин Кон, главный ученый-медик I.B.M. Research, осторожно отмечает, что Watson for Healthcare не призван быть «ни всеведущим, ни всемогущим». Тем не менее, как отметил доктор Кон, большинство врачей выделяют пять часов или меньше каждый месяц на чтение медицинской литературы, в то время как Watson может анализировать эквивалент тысяч учебников каждую секунду. Программа в значительной степени полагается на обработку естественного языка. Он может понять природу вопроса и просмотреть большой объем информации, такой как электронная медицинская карта пациента, учебники и журнальные статьи, а затем предложить список предложений с уровнем достоверности, присвоенным каждому.

Для врачей, по словам доктора Кон, одна проблема — это то, что он называет «законом доступности».

«Вы не собираетесь вносить в список то, что, по вашему мнению, не имеет отношения к делу или о чем не знали, чтобы думать», — сказал он. «И это может ограничить ваши шансы на постановку правильного диагноза».

Д-р. Даливал согласился, сославшись на недавнюю вспышку хантавируса в Йосемити. Десять человек заразились вирусом, трое умерли. «Это фебрильное заболевание, похожее на грипп, — сказал он. «Это настолько редко, что в последний раз вы могли видеть это в своем классе в медицинской школе».

Если бы использовалась Изабель или аналогичная программа, смертей можно было бы предотвратить, — сказал доктор Даливал. «Вы можете подумать, что находитесь на знакомой территории, но компьютер здесь, чтобы напоминать вам о других вещах».