Use of artificial intelligence technologies for accurate diagnosis

UDC 004
Publication date: 26.05.2025
International Journal of Professional Science №5(2)-25

Use of artificial intelligence technologies for accurate diagnosis

Использование технологий искусственного интеллекта для точной диагностики

Basharova Ya.D.
Supervisor: Pronkin N.N.
1. FSBEI HE First Moscow State Medical University named after I.M. Sechenov of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University), 3rd year.
2. PhD in Economics, Associate Professor – FSBEI HE First Moscow State Medical University named after I.M. Sechenov of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University).


Башарова Я.Д.
Научный руководитель: Пронькин Н.Н.
1. ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), 3 курс.
2. к.э.н, доцент – ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет).
Аннотация: Стремительное развитие технологий в XXI веке способствовало активному внедрению искусственного интеллекта (ИИ) в различные сферы, включая здравоохранение. Особенно значимо применение ИИ в диагностике заболеваний, где технологии машинного обучения и нейросетевые алгоритмы позволяют существенно повысить точность, скорость и эффективность выявления патологий. В данной работе рассматриваются современные достижения и перспективы применения ИИ в клинической диагностике, а также обсуждаются примеры успешных разработок в мировой практике, с учетом всех этических и правовых аспектов.

Abstract: The rapid development of technologies in the 21st century has promoted the active implementation of artificial intelligence (AI) in various spheres, including healthcare. Especially significant is the application of AI in disease diagnosis, where machine learning technologies and neural network algorithms can significantly improve the accuracy, speed and efficiency of pathology detection. In this paper we consider modern achievements and prospects of AI application in clinical diagnostics and discuss examples of successful developments in the world practice, taking into account all ethical and legal aspects.
Ключевые слова: искусственный интеллект, диагностика, машинное обучение, нейронные сети, медицинские технологии, точность диагностики.

Keywords: artificial intelligence, diagnostics, machine learning, neural networks, medical technologies, diagnostic accuracy.


В настоящее время происходит эпоха стремительного развития информационных технологий, которые проникают во все сферы нашей жизни. Компьютеризация, цифровизация процессов и появление мощных вычислительных ресурсов открывают перед обществом совершенно новые горизонты, предлагая эффективные решения ранее неразрешимых задач. Информационные технологии кардинально повлияли на систему здравоохранения: они меняют облик современной медицины, предоставляя уникальные возможности для оптимизации лечебного процесса и повышения качества ухода за пациентами и улучшения диагностики. [1]

Введение методов машинного обучения (ML) в медицину открывает новые горизонты для диагностики и лечения различных заболеваний. Эти технологии позволяют автоматизировать и ускорить анализ данных, что повышает точность постановки диагнозов и делает лечение более персонализированным. Внедрение искусственного интеллекта (ИИ) в повседневную медицинскую практику делает диагностику более доступной и эффективной, что в конечном итоге способствует улучшению качества и продолжительности жизни пациентов. [2]

Одним из основных направлений использования искусственного интеллекта в медицине являются технологии обработки естественного языка (NLP). Они представляют собой эффективный инструмент для анализа текстовых данных, позволяющих извлекать значимую информацию из медицинских документов различного формата, таких как амбулаторные карты, выписки из стационара, экспертные заключения и научные публикации. Данный подход находит широкое применение в формировании детализированного анамнеза пациента, определении индивидуальных особенностей течения заболевания и выборе наиболее подходящей стратегии лечения, что способствует повышению качества диагностики и эффективности лечебных мероприятий. [3]

Развитие технологий искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (ML) оказало значительное влияние на медицинскую диагностику, существенно расширив возможности специалистов в раннем выявлении и дифференциальной диагностике заболеваний. ИИ-системы демонстрируют высокую точность в интерпретации медицинских изображений в различных областях медицины, анализе биомедицинских данных и прогнозировании клинических исходов.

Одной из наиболее развитых областей применения ИИ является радиология, где алгоритмы глубокого обучения успешно применяются для анализа рентгеновских снимков, компьютерных и магнитно-резонансных томограмм. Например, нейросетевая модель CheXNet, обученная на более чем 100 тыс. рентгенограмм грудной клетки, по истечении всего лишь месяца интенсивного обучения продемонстрировала способность анализировать радиографические изображения с меньшей частотой ошибок по сравнению с показателями, достигнутыми врачами-рентгенологами, принимавшими участие в контрольном испытании.  [4].

Другой областью медицины, в которой успешно используются технологии искусственного интеллекта технологий является дерматология. Сверточные нейронные сети позволяют классифицировать кожные новообразования с точностью, сравнимой с уровнем опытных специалистов. Разработанная учеными нейронная сеть обучалась на уникальном наборе из 129 тысяч клинических изображений, охватывающих свыше двух тысяч разновидностей кожных заболеваний. Тестирование показало, что сеть справляется с задачей диагностики опасных типов рака кожи наравне с опытными дерматологами [5].

Не маловажный вклад вносит искусственный интеллект в области гистологии и патоморфологии. В этих сферах данные технологии используются для анализа срезов тканей при диагностике онкологических заболеваний, выявляя микроизменения, не всегда различимые при стандартной микроскопии [6].

Искусственный интеллект также применим в лабораторной диагностике: автоматизированные системы обрабатывают массивы данных анализов, выявляя аномалии и формируя предварительные заключения, тем самым снижая нагрузку на специалистов и повышая точность интерпретации [7].

В России так же идет активный процесс внедрения технологий искусственного интеллекта (ИИ) в систему здравоохранения. Одним из ярких примеров служит разработка компании «СберЗдоровье», совместно реализованная с ПАО Сбербанк и Научно-исследовательским институтом нейрохирургии имени Н.Н. Бурденко. Данная ИИ-система предназначена для анализа магнитно-резонансных томографических (МРТ) изображений головного мозга и обладает высокой степенью точности в выявлении различных патологий. Эта инновационная система способна автоматически анализировать снимки МРТ и помогать врачам диагностировать серьёзные заболевания мозга, такие как: инсульты, опухоли различной природы, а также другие нарушения мозгового кровообращения и органические повреждения [8].

Использование искусственного интеллекта в медицинской диагностике демонстрирует целый ряд значительных преимуществ. ИИ значительно сокращает время постановки диагноза, поскольку способен мгновенно анализировать снимки и выявлять аномалии, сравнивая их с обширной базой паттернов заболеваний. Также возрастает точность диагностики благодаря способности ИИ фиксировать мельчайшие детали, которые могут остаться незамеченными даже опытным специалистом. Наконец, ИИ позволяет раньше выявлять опасные заболевания, что даёт шанс начать эффективное лечение на начальной стадии и увеличить шансы на выздоровление [9].

Особенно ценно, что подобные системы снижают нагрузку на медицинский персонал, облегчая работу врачей и повышая качество медицинской помощи в регионах, где доступ к квалифицированным специалистам ограничен. Постоянное самообучение и адаптация таких систем делают их всё ближе к профессиональным стандартам лучших врачей-радиологов. Внедрение ИИ в медицинскую диагностику в перспективе значительно оптимизирует отрасль, сделав диагностику более оперативной, точной и доступной для широкого круга пациентов.

Однако, не смотря на все положительные стороны использования искусственного интеллекта в медицинской диагностике, эта технология сталкивается с серьезными этическими вопросами. Прежде всего, это касается гарантий конфиденциальности и защиты личной информации пациентов. Медицинские данные, содержащие чувствительную информацию о здоровье, подвергаются риску утечки или неправильного использования. Хотя многие ИИ-системы используют анонимизованные данные, законность их обработки остаётся предметом дискуссий, так как даже обезличенные данные сохраняют статус персональных согласно действующему законодательству [10].

Другая важная проблема связана с ответственностью за возможные ошибки, допущенные алгоритмами ИИ. В случае неправильной диагностики или рекомендованного лечения неясно, кто именно должен отвечать за нанесённый вред: производитель программного обеспечения, поставщик медицинских услуг или сам пациент. Пока законодательство большинства стран, включая Россию, не регулирует эти ситуации однозначно [11].

Третий ключевой аспект — это этичность принятия решений самим ИИ. Существуют опасения, что алгоритмы могут демонстрировать предвзятость, основываясь на неполных или искажённых данных, что ведёт к несправедливому обращению с некоторыми группами пациентов. Необходимо формировать чёткую правовую и этическую базу, обеспечивающую справедливость и равенство в доступе к качественным медицинским услугам [12].

Наконец, отношение медицинского персонала к ИИ тоже имеет важное значение. Большинство врачей приветствуют поддержку, которую оказывает ИИ, но считают, что последнее слово должно оставаться за человеком. Тем не менее, отсутствие ясных юридических рамок создаёт неуверенность и недоверие среди профессионалов.

Таким образом, хотя искусственный интеллект открывает новые возможности для улучшения качества диагностики и лечения, он также требует введения соответствующих правовых механизмов, гарантирующих безопасность и соблюдение этических норм.

References

1. Суслин Сергей Александрович, Кирьякова Ольга Викторовна, Колсанова Ольга Александровна, Алехин Илья Андреевич, Трибунская Светлана Александровна ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ОРГАНИЗАЦИИ ОКАЗАНИЯ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ // Современные проблемы здравоохранения и медицинской статистики. 2024. №2. С. 809
2. Бергалиева А. Н., Кеулимжаева А. Ж. ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА НА ДИАГНОСТИКУ ЗАБОЛЕВАНИЙ // Вестник науки. 2024. №12 (81). С. 1589.
3. Habr [Электронный ресурс] https://habr.com/ru/companies/docplus/articles/411123/.
4. Rajpurkar P., Irvin J., Zhu K., et al. CheXNet: Radiologist-Level Pneumonia Detection on Chest X-Rays with Deep Learning // arXiv preprint. – 2017. – arXiv:1711.05225.
5. Esteva A., Kuprel B., Novoa R.A., et al. Dermatologist-level classification of skin cancer with deep neural networks // Nature. – 2017. – Vol. 542, No. 7639. – P. 115–118.
6. Гусев А.В., Корниенко И.В. Использование искусственного интеллекта в медицинской диагностике: современное состояние и перспективы // Информационные технологии и телекоммуникации в медицине. – 2023. – №1(15). – С. 23–29.
7. Сомов А.Е., Ермаков С.С. Применение технологий искусственного интеллекта в персонализированной медицине // Медицинская техника. – 2022. – №1. – С. 21–25.
8. Сбер и Бурденко запустили ИИ для анализа МРТ-головного мозга // Медвестник – 2022. URL: https://medvestnik.ru (дата обращения: 12.04.2025).
9. Уролбой Абдуманнон Угли Хусанов, Мейрбек Бахитбай Угли Кудратиллаев, Бобирбек Норпулат Угли Сиддиков, Саияра Балтабаевна Довлетова Искусственный интеллект в медицине // Science and Education. 2023. №5 С. 779
10. Юрий Александрович Климан Правовые проблемы применения искусственного интеллекта в сфере здравоохранения // Теория и практика общественного развития. 2024. №11 C.239
11. Гаджимагомедова Шумайсат Солеймановна, Гусейнов Ахмед Мурадович, Гаджимагомедова Камилла Камалуттиновна ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В МЕДИЦИНЕ // Право и управление. 2023. №11. С.520
12. Анастасия Валерьевна Углева, Шилова Валентина Александровна, Карпова Елизавета Александровна Индекс «этичности» систем искусственного интеллекта в медицине: от теории к практике // Этическая мысль. 2024. №1. С.148