Влияние осведомленности разных групп населения об использовании ИИ в медицине на уровень доверия к применению ИИ в диагностике и лечении заболеваний

XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Влияние осведомленности разных групп населения об использовании ИИ в медицине на уровень доверия к применению ИИ в диагностике и лечении заболеваний

Якименко В.В. 1
1ГБОУ Школа 554
Жарова Д.А. 1
1ГБОУ Школа 554
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Искусственный интеллект (ИИ) уже сегодня нашел применение в различных сферах нашей жизни, таких как медицина, банковское дело, производство и транспорт. Благодаря ИИ мы можем получать точные диагнозы, выполнять финансовые операции быстрее и эффективнее, автоматизировать производственные процессы и повышать безопасность на дорогах.

Потенциал ИИ для инноваций и улучшений в разных областях огромен. В медицине, например, ИИ может быть использован для прогнозирования болезней, оценки рисков и эффективности лечения с большей точностью. В сфере транспорта ИИ может помочь создать умные системы управления трафиком и повысить безопасность дорожного движения. Однако для успешного применения ИИ крайне важно понимать, как он работает и как его можно использовать.

Тема искусственного интеллекта является ключевой в современном мире, поскольку она уже оказывает влияние на нашу жизнь и будет продолжать это делать в будущем. Понимание принципов работы ИИ и возможностей его применения поможет нам использовать его потенциал наиболее эффективно и справиться с возникающими вызовами. Кроме того, разбираться в ИИ важно не только для специалистов, но и для обычных людей, поскольку искусственный интеллект влияет на наше повседневное существование и может привести к изменениям в нашей среде обитания и в обществе в целом.

Актуальность: Один из главных трендов в глобальном здравоохранении - внедрение систем искусственного интеллекта в медицину. Технологии искусственного интеллекта радикально меняют систему здравоохранения, позволяя пересмотреть процесс медицинской диагностики и улучшить качество услуг при одновременном снижении затрат. Однако, уровень доверия населения использованию ИИ в медицинских целях еще недостаточно высок и необходимо как можно больше достоверно информировать потенциальных потребителей о возможностях ИИ в медицине и его неоспоримой пользе.

Проблема: Одной из актуальных проблем является малая осведомлённость людей из отдалённых и малоразвитых регионах об использовании искусственного интеллекта в медицине, из-за этого некоторые люди даже не догадываются о наличии технологий ИИ.

Цель: Основной фокус данного исследования заключается в изучении доступности сервисов диагностики заболеваний при помощи искусственного интеллекта, а также информированности и отношении к ИИ

Задачи:

1) Поиск информации о применении искусственного интеллекта в медицине

2) Практическая проверка осведомлённости людей об искусственном интеллекте в медицинской сфере

3) Анализ отношения и уровня доверия

Объект исследования:

Наличие представлений об Искусственном интеллекте в медицине у людей разных возрастных категорий

Предмет исследования:

Влияние информированности население об ИИ в медицине на уровень доверия использованию ИИ в диагностических и лечебных целях

Гипотеза:

Доступность достоверной информации об использовании ИИ в медицинских целях меняет отношение к практическому применению ИИ в медицине.

Организация и методы исследования:

  1. Поиск информации о развитости искусственного интеллекта как в медицине, так и в других сферах

  2. Создание и проведение онлайн опроса для проверки уровня знаний людей об ИИ и анализ полученной информации

Глава I

1.1 Что такое Искусственный Интеллект?

Искусственный интеллект представляет собой способность компьютера обучаться, принимать решения и совершать действия, которые характерны для человеческого интеллекта.

Кроме того, ИИ является дисциплинарной наукой, изучающей математику, биологию, психологию, кибернетику и другие области. Ее целью является разработка технологий, позволяющих создавать "интеллектуальные" программы и обучать компьютеры самостоятельно решать задачи. Основной задачей ИИ является понимание структуры человеческого интеллекта и его моделирование. [1]

Системы искусственного интеллекта способны воспринимать окружающую среду, распознавать объекты, принимать решения, решать сложные проблемы, извлекать уроки из прошлого опыта и имитировать шабло0ны. Эти возможности могут использоваться в различных задачах, таких как беспилотное вождение автомобиля или распознавание лиц для разблокировки устройств. Развитие искусственного интеллекта в первую очередь осуществляется путем изучения механизмов работы и способностей человеческого мозга, с целью применения этих знаний в создании "умных" машин. Основной целью искусственного интеллекта является разработка технологии, позволяющей компьютерным системам работать автономно и принимать решения на основе полноценного интеллекта. [2]

Искусственный интеллект охватывает широкий спектр передовых технологий, позволяющих компьютерным системам понимать человеческий язык, обучаться на примерах и делать прогнозы. Хотя каждый из компонентов искусственного интеллекта развивается независимо, их сочетание с другими технологиями, данными, аналитикой и автоматизацией может найти применение в любой производственной задаче - от оптимизации цепочек поставок до улучшения обслуживания клиентов. [1]

1.2 Применение искусственного интеллекта в медицине

Начиная с появления электронно-вычислительных машин в 40-х годах XX века, искусственный интеллект стал актуальным научным направлением. В то же время, нобелевский лауреат Н. Винер создал основополагающие работы в области кибернетики. Однако с 2002 года технологии сделали крупный скачок вперед, и к программам внедрения искусственного интеллекта в медицину присоединились как ИТ-гиганты, так и целые государства. Сегодня ученые полагают, что благодаря искусственному интеллекту в ближайшем будущем мы сможем достичь сверхточной медицины, в рамках которой каждому будет назначено индивидуальное лечение, учитывая его уникальные генетические и другие особенности. В США уже объявлено о запуске пилотных проектов по развитию прецизионной медицины. [3]

Использование современных технологий искусственного интеллекта уже сегодня стало реальностью во многих областях медицины. Они помогают существенно улучшить здравоохранение, облегчая работу медикам и специалистам. Искусственный интеллект, AI, машинное обучение, обработка естественного языка и глубокое обучение демонстрируют свою эффективность в определении потребностей и разработке решений в сфере здравоохранения. Они позволяют быстро обрабатывать большие объемы данных и использовать их для принятия обоснованных и эффективных медицинских или бизнес-решений. [2]

Используя алгоритмы и программное обеспечение, искусственный интеллект (ИИ) в области медицины анализирует сложные медицинские данные, приближаясь к человеческим знаниям. Основная цель таких ИИ-приложений, связанных с здоровьем человека, заключается в исследовании связи между методами профилактики или лечения и результатами лечения пациентов. Были разработаны и успешно применены программы искусственного интеллекта для проведения диагностических процедур, разработки протоколов лечения, создания новых лекарственных средств и мониторинга состояния пациентов. Здравоохранение остается одной из главных сфер инвестиций в области искусственного интеллекта. [2]

1.3 Преимущества и недостатки

искусственного интеллекта в медицине

Преимущества:

  • Улучшение диагностики и лечения

Врачи могут диагностировать различные заболевания с большей точностью с помощью искусственного интеллекта, который может быть использован для улучшения диагностики врачей. ИИ может найти нераскрытые закономерности и связи между симптомами и болезнями, используя алгоритмы машинного обучения и анализ больших данных, что приводит к созданию нового мощного инструмента для выявления заболеваний. Теперь вы можете более точно определить диагноз и обеспечить наиболее эффективное лечение, предоставив более точную информацию. [5]

  • Улучшение прогнозирования

Искусственный интеллект обладает способностью предсказывать и предугадывать многие медицинские события. ИИ может использовать машинное обучение для оценки вероятности данного осложнения или заболевания у каждого пациента, анализируя их историю болезни и информацию о пациенте в рамках своей цели. Врачи могут использовать эту информацию для принятия обоснованных решений и профилактических мер заранее, а также повышать их точность и эффективность. [3]

  • Автоматизация и оптимизация процессов

Искусственный интеллект в здравоохранении эффективно автоматизирует и оптимизирует различные процессы. Например, благодаря его помощи, профессионалы могут проводить автоматический анализ медицинских изображений, включая рентгеновские снимки и снимки МРТ. Это приводит к более быстрому и точному обнаружению аномалий и патологий врачами. [5]

Недостатки:

  • Недостаточная точность и надёжность

Применение искусственного интеллекта в сфере медицины основано на алгоритмах и моделях, которые, в свою очередь, могут быть неполными или содержать ошибки. Возможность наличия таких ошибок может привести к неправильным диагнозам или неправильному назначению лечения. В связи с этим, необходимо тщательно проверять и обучать эти алгоритмы, чтобы минимизировать возможность таких ошибок. Это является важной профессиональной задачей, требующей постоянного внимания и контроля.

  • Нарушение конфиденциальности

Применение искусственного интеллекта в медицине требует обработки огромного количества медицинских данных, а также личную информацию пациентов. Нарушение конфиденциальности и утечка данных могут иметь серьезные последствия, в том числе угрожать личной жизни и безопасности пациентов. [4] Поэтому, необходимо гарантировать надежную защиту данных и соблюдать соответствующие правовые и этические нормы.

  • Неравенства доступа ИИ

Внедрение искусственного интеллекта в область здравоохранения может привести к неравному доступу к медицинской помощи. Не все пациенты в развивающихся странах или отдаленных районах смогут воспользоваться инновационными технологиями ИИ. Такое неравенство в доступе к медицинским услугам может обострить уже существующие проблемы и ограничить возможность получения высококачественной помощи. [4]

1.4 Примеры использования ИИ в медицине

Задачи в медицине, которые потенциально могут выполняться искусственным интеллектом и начинают разрабатываться, включают:

  • Системы на базе AI поддерживают анализ медицинских изображений

  • AI может прогнозировать заболевание почек

  • Проведение хирургических операций

  • Разработка лекарств

Системы на базе AI поддерживают анализ медицинских изображений

Интеллектуальная система помогает медицинским специалистам в анализе и обработке изображений и сканов, что позволяет выявить ключевые моменты для определения приоритетности критических случаев, предотвратить возможные ошибки при чтении электронных медицинских карт и установить более точный диагноз. Клинические исследования порождают огромное число данных и изображений, требующих проверки. Алгоритмы искусственного интеллекта способны анализировать эти данные с высокой скоростью и сопоставлять их с другими исследованиями для выявления скрытых взаимосвязей и закономерностей. Этот процесс позволяет специалистам по медицинской визуализации быстро получать важную информацию. Отбор релевантных вопросов и представление их врачам-специалистам в удобной форме сводки способствует разработке индивидуализированных, направленных и точных отчетов, необходимых для принятия диагностических решений. Таким образом, использование искусственного интеллекта в медицинской практике значительно улучшает эффективность работы и повышает точность диагностики. [3]

AI может прогнозировать заболевание почек

Обнаружение острой почечной недостаточности вовремя - сложная задача, при этом состояние пациентов может быстро ухудшиться, представляя опасность для их жизни. Поскольку, по оценкам, 11% смертей в больницах происходят из-за неспособности выявить это заболевание и лечить пациентов, раннее прогнозирование и лечение таких случаев могут иметь огромное значение для сокращения продолжительности лечения. В 2019 году компания DeepMind Health разработала инструмент искусственного интеллекта, способный предсказывать острую почечную недостаточность за 48 часов до ее возникновения. Система искусственного интеллекта смогла выявить более 90% случаев этого заболевания на 48 часов раньше, чем при использовании традиционных методов лечения. [4]

Проведение хирургических операций

В 2018 году было задействовано более 5 тысяч роботов, оказывающих ассистентскую поддержку хирургам в более чем 1 миллионе операций различной сложности. Разработчики пока не планируют создавать полноценных роботов-хирургов, что справедливо, учитывая потенциальные ошибки искусственного интеллекта. Однако роботы могут стать незаменимыми помощниками и значительно улучшить статистику проведения различных операций. Особенно это актуально в области микрохирургии. Хирургические роботы прекрасно подходят для процедур, в которых требуются повторяющиеся действия, поскольку они способны работать без устали, в отличие от людей. Более того, искусственный интеллект позволяет обнаружить закономерности в хирургических процедурах и повысить точность управления роботами до субмиллиметрового уровня. [4]

Разработка лекарств

Благодаря прорывам в разработке лекарств, использование искусственного интеллекта (ИИ) открыло новые перспективы в нахождении эффективных препаратов на основе имеющейся биомедицинской информации. Применяя огромные объемы данных и ИИ, биофармацевтическая компания Numedii разработала инновационную технологию, позволяющую систематически и быстро обнаруживать связи между лекарствами и заболеваниями. Более 10 лет компания активно занимается этой разработкой, извлекая информацию из тысяч источников данных и создавая собственную структурированную базу, охватывающую сотни болезней и тысячи компонентов. Благодаря патентованным алгоритмам, Numedii-[5] выходит за рамки традиционных подходов к поиску лекарств, а его инновационный подход позволяет повысить эффективность терапии путем моделирования воздействия новых препаратов на организм в разных сценариях развития заболевания. Одним из главных достоинств является экономия средств, которую позволяет осуществить использование ИИ. Благодаря анализу данных и выявлению потенциальных целей для фармацевтической индустрии, исследователи сокращают затраты времени и ресурсов по сравнению с традиционными методами открытия лекарств. Более того, применение ИИ также помогает снизить риск неудач при разработке лекарств, что может оказаться весьма затратным. [6]

Глава II

В рамках моего индивидуального проекта я создал опрос с целью изучить мнение людей в отношении определенной темы. Участие людей в этом опросе играет важную роль, поскольку поможет мне получить ценные данные и сделать обоснованные выводы, которые будут использованы для анализа и дальнейшей работы над проектом.

Опрос представляет собой серию вопросов, касающихся Применения Искусственного интеллекта в медицине. Ответы имеют большое значение и будут использованы только в обобщенной форме, с обеспечением полной анонимности и конфиденциальности. Они не будут использоваться для идентификации отдельных лиц. Время, необходимое для заполнения опроса, не ограничено.

Первый вопрос был:Знакомо ли вам такое понятие как "Искусственный интеллект"? Большинство ответило "Да, я знаю, что это такое", это говорит о том, что в целом люди знают о таком понятии, а если нет, то точно о нём слышали (см прилож. 1)

Второй вопрос был следующим: Принесёт ли пользу Искусственный интеллект медицине? Большая часть людей ответила, что Искусственный интеллект будет отличным помощником, но не заменит человека. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что люди могут положиться на использование искусственного интеллекта в медицине, но всё же бояться использовать его в полном объёме. (см. прилож. 2)

Третий вопрос был изложен следующим образом: Сталкивались ли вы с применением ИИ в медицине (был ли личный опыт?). Подавляющее большинство отвечающих проголосовали за вариант: "Никогда не сталкивался(-ась)", что подтверждает только о зарождении применения искусственного интеллекта в медицине и о боязни людей его использовать. (см. прилож. 3)

Последний четвёртый вопрос был таким: Хотели бы вы узнать больше о возможностях ИИ, если да, то каким образом? В этот раз ответы были разные, но всё-таки большая часть людей хочет изучать возможности искусственного интеллекта путём изучения статей в интернете, что логично ведь чтение книг на эту тему постепенно уходит на второй план. (см. прилож. 4)

Заключение

В рамках данного исследования было исследовано влияние осведомленности различных групп населения об использовании искусственного интеллекта (ИИ) в медицине на уровень доверия к применению ИИ в диагностике и лечении заболеваний. Целью проекта было выяснить, как уровень знаний о применении ИИ в медицине влияет на отношение людей к этой технологии и их готовность доверять ИИ в медицинских процедурах.

В ходе исследования был проведен опрос среди различных групп населения. Опрос включал вопросы о знаниях и осведомленности о применении ИИ в медицине, а также о доверии и отношении к использованию ИИ в диагностике и лечении заболеваний.

Результаты исследования показали, что уровень осведомленности о применении ИИ в медицине имеет важное значение для формирования уровня доверия к этой технологии. Люди, обладающие более высоким уровнем знаний о применении ИИ в медицине, проявляют большую готовность доверять ИИ в диагностике и лечении заболеваний. Они осознают потенциальные преимущества, такие как повышение точности диагностики, оптимизация лечения и улучшение результатов для пациентов.

Однако среди опрошенных были также выявлены некоторые опасения относительно применения ИИ в медицине. Некоторые люди выразили беспокойство по поводу недостатка человеческого вмешательства и возможности ошибок в работе ИИ систем. Эти опасения указывают на необходимость проведения информационных кампаний и образовательных программ, чтобы повысить осведомленность и развить доверие к применению ИИ в медицине.

В заключении можно сказать, что осведомленность различных групп населения об использовании ИИ в медицине имеет влияние на уровень доверия к применению ИИ в диагностике и лечении заболеваний. Повышение осведомленности и проведение образовательных мероприятий могут способствовать увеличению доверия к ИИ в медицине. Это может привести к более широкому принятию и применению ИИ в медицинской практике, что в свою очередь может привести к улучшению качества диагностики и лечения заболеваний. Данный проект предоставляет ценную информацию для дальнейших исследований и разработки стратегий в области применения ИИ в медицине.

Список литературы

  1. Системы искусственного интеллекта: виды, методы, примеры использования - URL: https://eternalhost.net/blog/tehnologii/sistemy-iskusstvennogo-intellekta (Дата обращения: 23.11.23)

  2. Artificial Intelligence Is Almost Ready for Business - URL: https://hbr.org/2015/03/artificial-intelligence-is-almost-ready-for-business (Датаобращения: 27.11.23)

  3. Лучшие примеры использования технологии искусственного интеллекта в здравоохранении - URL: https://evercare.ru/news/9-luchshikh-primerov-ispolzovaniya-tekhnologii-iskusstvennogo-intellekta-v-zdravookhranenii(Дата обращения: 08.12.23)

  4. Искусственный интеллект в медицине: сферы, технологии и перспективы - URL: https://se7en.ws/iskusstvennyj-intellekt-v-mediczine-sfery-tehnologii-i-perspektivy/(Дата обращения: 20.12.23)

  5. Искусственный интеллект в здравоохранении: риски и преимущества, которые стоит знать - URL: https://nauchniestati.ru/spravka/kakovy-riski-i-preimushhestva-ii-v-zdravoohranenii/#Преимущества_иИ_в_здравоохранении(Дата обращения: 15.01.24)

  6. PIONEERING THE USE OF BIG DATA, AI AND SYSTEMS BIOLOGY IN DRUG DISCOVERY - URL: https://numedii.com/technology/ (Датаобращения: 10.01.24)

Приложения

Онлайн опрос, направленный на выявление уровня информированности населения об использовании ИИ в медицине

Прилож. 1

Прилож. 2

Прилож. 3

Прилож. 4

Просмотров работы: 12