Η Τεχνητή Νοημοσύνη αλλάζει τον κόσμο μας, την ιατρική, τις θεραπείες και τη διανομή φαρμάκων

Στην εποχή μας η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ) είναι μια επιστήμη, η οποία έχει προχωρήσει πέρα από το επίπεδο της έρευνας και έχει φτάσει να παράγει τεχνολογίες που είναι τριγύρω μας και επηρεάζουν όλες τις δραστηριότητές μας. Έτσι λοιπόν επηρεάζει και τον τομέα της ιατρικής, επίσης όλες τις σχετικές δραστηριότητες, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων, της διανομής τους αλλά και τη διαχείριση των θεραπειών από την πλευρά του ιατρού και του ασθενή.

Επιχειρώντας να εστιάσουμε σε αυτούς τους τομείς, η ΤΝ σήμερα χρησιμοποιείται για την επιτάχυνση της ανακάλυψης φαρμάκων, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη των ιδιοτήτων νέων ενώσεων και των πιθανών επιπτώσεών τους (τοξικότητα) στον οργανισμό. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί, μέσω της ανάλυσης μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων ασθενών, για εξατομικευμένες θεραπείες που λαμβάνουν υπόψη τις ατομικές διαφορές στο DNA, τον τρόπο ζωής και άλλους παράγοντες

Πόσο έτοιμοι είναι οι φαρμακοποιοί για την παροχή εξατομικευμένης θεραπείας;

Σε άρθρο της, η M.J. Kennedy (Department of Clinical Sciences, Fred Wilson School of Pharmacy, High Point University, High Point, NC, USA) αναρωτιέται αν οι φαρμακοποιοί είναι έτοιμοι για τα εξατομικευμένα φάρμακα. Συγκεκριμένα, αναφέρει ότι ο φαρμακοποιός εξατομικεύει τη φαρμακευτική θεραπεία με βάση την ηλικία, το μέγεθος, τη λειτουργία οργάνων, τις ταυτόχρονες θεραπείες, τη διατροφή, τις αλλεργίες και τις ασθένειες ενός συγκεκριμένου ασθενούς. Σε αυτήν την ήδη πολύπλοκη απόφαση, ο γονότυπος είναι μια πρόσθετη πηγή μεταβλητότητας. Παρόλο που η εξατομικευμένη ιατρική και η φαρμακογενετική εξακολουθούν να θεωρούνται ευρέως ως αναδυόμενοι τομείς περίθαλψης ασθενών, οι ρόλοι και οι ευθύνες των φαρμακοποιών δεν έχουν ακόμη καθοριστεί με σαφήνεια και η ΤΝ θα μπορούσε να βοηθήσει σε αυτήν την κατεύθυνση.

Προς το παρόν τα φάρμακα έχουν «ένα μέγεθος για όλους» και παράγονται μαζικά. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές (3DP) μπορούν να «τυπώνουν» εξατομικευμένα φάρμακα στο μέλλον. Ο 3DP παρέχει τη δυνατότητα παραγωγής φαρμάκων με πλήρως προσαρμόσιμο περιεχόμενο φαρμάκου, μορφολογία, κινητική απελευθέρωσης, αισθητική και γευστικά προφίλ. Αξιοσημείωτο παράδειγμα φαρμάκου 3DP με επίκεντρο τον ασθενή είναι ταμπλέτες με σχέδια Braille για άτομα με προβλήματα όρασης. Η πρώτη κλινική μελέτη που καταδεικνύει τα οφέλη του φαρμακευτικού 3DP έναντι των παραδοσιακών μεθόδων παραγωγής δημοσίευσε τα αποτελέσματά της το 2019.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη ανοίγει νέους δρόμους στην αυτοδιάγνωση

Μια άλλη κατεύθυνση, στην οποία συνδράμει ήδη η ΤΝ αλλά μπορεί να φέρει πραγματική επανάσταση, είναι αυτή της αυτοδιάγνωσης (self-diagnosis) και (αργότερα) της αυτοΐασης (selfhealing). Ήδη, εδώ και μία δεκαετία, περισσότερο από το ένα τρίτο των Αμερικανών χρησιμοποιούν τον παγκόσμιο ιστό για να κάνουν αυτοδιάγνωση. Σήμερα οι εφαρμογές της ΤΝ κάνουν δυνατή την αυτοδιάγνωση όχι μόνο μέσω ενδείξεων από συμπτώματα, αλλά και μέσω της ανάγνωσης αποτελεσμάτων εξετάσεων, είτε είναι σε φυσική γλώσσα είτε εικόνες (ακτινογραφίες, υπερηχογραφήματα κλπ) με μηχανική ή βαθιά μάθηση. Επίσης μπορούν να κάνουν υποθέσεις (abduction) και να επιχειρηματολογήσουν υπέρ μίας ή άλλης διάγνωσης. Στο μέλλον, διεπαφές τύπου ChatGPT θα συνομιλούν με τους πολίτες αλλά και το ιατρικό προσωπικό σε φυσική γλώσσα και με κατάλληλες ερωτο-απαντήσεις θα οδηγούν τους πρώτους στην αυτοδιάγνωση και την αυτοΐαση και τους δεύτερους σε πιο ασφαλή συμπεράσματα.

Διανομή ασφαλών φαρμάκων, διαχείριση αποθεμάτων και ένα τρίτο μάτι στο θεραπευτικό αποτέλεσμα

Επίσης, η ΤΝ μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της διανομής των φαρμάκων. Χώροι εφαρμογής είναι η βελτιστοποίηση της εφοδιαστικής αλυσίδας φαρμάκων, με την πρόβλεψη της ζήτησης, τον εντοπισμό σημείων συμφόρησης στη διαδικασία διανομής και τον εξορθολογισμό της παράδοσης φαρμάκων στους ασθενείς. Μέσω των προβλέψεων αλλά και της αναμενόμενης κατανάλωσης σε κάθε περιοχή, η ΤΝ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό και την πρόληψη της διανομής μη εγκεκριμένων φαρμάκων, τα οποία μπορεί να είναι επικίνδυνα για τους ασθενείς.

Το ίδιο ισχύει και για τη διαχείριση του αποθέματος φαρμάκων με πιο αποτελεσματικό τρόπο είτε σε αποθήκες είτε σε φαρμακεία. Όσον αφορά την παράδοση στον τελικό καταναλωτή, η ΤΝ και η ρομποτική μπορεί να βοηθήσει στην αγορά προϊόντων από το ράφι. Σε μια πρόσφατη εργασία προτείνεται η αναπαράσταση αυτού του είδους των πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή σημασιολογικών χαρτών καταστημάτων. Οι σημασιολογικοί χάρτες καταστημάτων σε συνδυασμό με ρομπότ, τα οποία περιδιαβαίνουν τους διαδρόμους και σαρώνουν τα ράφια, μπορούν να απαντήσουν ερωτήσεις που αφορούν τον καταναλωτή ή τον υπεύθυνο καταστήματος, όπως:

• ποια προϊόντα δεν είναι διαθέσιμα ή δεν έχουν τοποθετηθεί στο ράφι;
• πού μπορώ να βρω ένα συγκεκριμένο προϊόν;
• ποια είναι η πιο γρήγορη διαδρομή για τη λίστα αγορών μου;
• πόσος ελεύθερος χώρος απομένει στο ράφι με τα αντιβιοτικά;

 

Μια άλλη σημαντική εφαρμογή της ΤΝ είναι στη διαχείριση της θεραπείας, παρέχοντας στους παρόχους υγειονομικής περίθαλψης πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο, προγνωστικά αναλυτικά στοιχεία και εξατομικευμένες προτάσεις για τη συνέχιση κάποιας θεραπείας. Μια πρώτη δυνατότητα είναι η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο για τον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων προτού αυτά γίνουν σοβαρά. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στη διαχείριση χρόνιων καταστάσεων, όπως ο διαβήτης ή οι καρδιακές παθήσεις. Επίσης, ο έξυπνος βοηθός μπορεί να αυξομειώνει τη δοσολογία ενός φαρμάκου αν το επιβάλλουν εξωτερικές (π.χ. η θερμοκρασία περιβάλλοντος) ή άλλες συνθήκες. Επίσης μπορεί να μαθαίνει τις ώρες της ημέρας που βολεύουν τον ασθενή να παίρνει τα φάρμακά του ή να κάνει κάποια δραστηριότητα και να του κάνει τις κατάλληλες υπενθυμίσεις, ακόμα και ενώ ο ασθενής βλέπει τηλεόραση.

Η Τεχνητή Νοημοσύνη φέρνει την επανάσταση στην ιατρική

Ένας ανερχόμενος τομέας της ΤΝ είναι και αυτός της εξηγήσιμης ΤΝ (explainable AI - xAI). Το πρώτο συνέδριο με ακριβώς αυτόν τον τίτλο θα γίνει φέτος στην Λισαβώνα. Σε ένα πρόσφατο άρθρο μας δείχνουμε πώς λειτουργεί ένα σύστημα υποστήριξης αποφάσεων διάγνωσης γυναικολογικών ασθενειών, το οποίο δίνει επαρκείς εξηγήσεις στον ιατρό που το χρησιμοποιεί. Για κάθε απόφαση του συστήματος, οι εξηγήσεις πρέπει να περιλαμβάνουν: α) τους βασικούς και σημαντικούς λόγους που το οδήγησαν σε αυτήν (attributive explanation), β) τους λόγους για τους οποίους η συγκεκριμένη απόφαση είναι μια καλή επιλογή σε σχέση με άλλες (contrastive explanation), και τέλος γ) τι περαιτέρω ενέργειες μπορούμε να κάνουμε για να επιβεβαιώσουμε την απόφαση ή να αποκλείσουμε εντελώς άλλες (actionable part). 

Μια ακόμα εφαρμογή της ΤΝ με επιχειρηματολογία είναι στην πρόσβαση ευαίσθητων ιατρικών δεδομένων. Όταν ένας άνθρωπος ή ένα σύστημα ζητά πρόσβαση σε ιατρικά δεδομένα εφαρμόζονται εθνικές νομοθεσίες, συμφωνίες μεταξύ κρατών αλλά και οι κανόνες του ιδρύματος που κατέχει την πληροφορία. Η ΤΝ μπορεί να βοηθήσει κωδικοποιώντας τη νομοθεσία και δημιουργώντας επιχειρήματα για την πρόσβαση στα δεδομένα, προβάλλοντας τις κατάλληλες εξηγήσεις.

 

Συνολικά, η ΤΝ έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τομέα της Ιατρικής, επιτρέποντας ταχύτερες και ακριβέστερες διαγνώσεις, εξατομικευμένες θεραπείες και πιο αποτελεσματική ανάπτυξη φαρμάκων. Ακόμα, έχει τη δυνατότητα να κάνει τη διανομή φαρμάκων πιο αποτελεσματική, βελτιώνοντας τη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας, τη διαχείριση αποθεμάτων και την πρόσβαση των ασθενών στα φάρμακα. 

Τέλος, βελτιώνει τη διαχείριση της θεραπείας παρέχοντας στους γιατρούς πιο ακριβείς και εξατομικευμένες πληροφορίες που μπορούν να τους βοηθήσουν να λάβουν πιο ενημερωμένες αποφάσεις σχετικά με τη φροντίδα των ασθενών. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των αποτελεσμάτων των ασθενών και στη μείωση του κόστους υγειονομικής περίθαλψης. Ωστόσο είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η υιοθέτηση της ΤΝ στην υγεία πρέπει να λαμβάνει υπόψη της τις ηθικές και νομικές επιπτώσεις της χρήσης της και, τελικά, να εμπνεύσει εμπιστοσύνη στον πολίτη αλλά και στον επαγγελματία της υγείας.

 

Info
O Νίκος Σπανουδάκης είναι διδάκτορας του Université Paris Cité (Γαλλίας). Εργάζεται στο Πολυτεχνείο Κρήτης, ως μέλος του Εργαστηριακού Διδακτικού Προσωπικού της Σχολής Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης αλλά και ως Διευθυντής του Κέντρου Επιμόρφωσης και Διά Βίου Μάθησης. Είναι επίσης συνιδρυτής της νεοφυούς εταιρείας Argument Theory που εδρεύει στο Παρίσι (Γαλλίας). Η Argument Theory (argument-theory.com) προσφέρει υπηρεσίες αυτοματοποιημένης λήψης απόφασης στον παγκόσμιο ιστό, βασιζόμενες στην τεχνολογία Υπολογιστικής Επιχειρηματολογίας της ΤΝ.