آلة الرؤية والطب

لقد مرت خمس سنوات منذ أن بدأت الشبكات العصبية تلتصق بكل حفرة. هناك العديد من الأمثلة التي يعمل فيها كل شيء بشكل مثالي تقريبًا - القياسات الحيوية ، التعرف على المعلومات الفنية (الأرقام ، الرموز) ، التصنيف والبحث في صفيف بيانات.

هناك مجالات يزداد فيها كل شيء سوءًا ، ولكن يتم الآن إحراز تقدم كبير - التعرف على الكلام / النص ، والترجمات.



ولكن هناك مناطق غامضة. يبدو أن هناك تقدما. وتنشر المقالات بانتظام. الآن فقط لا يتم استخدامه فعليًا.

دعونا ننظر في كيفية عمل الشبكات العصبية ورؤية الآلة في الطب.

حجز صغير . في المقال سأتحدث فقط عن رؤية الآلة. يحدث هذا عندما نحاول التعرف على شيء من خلال صورة شعاعية أو صورة فوتوغرافية أو صورة بفحص بالموجات فوق الصوتية أو التصوير المقطعي / التصوير بالرنين المغناطيسي ، إلخ.
هذه هي المجالات التي تحسنت كثيرا في السنوات الأخيرة. في مناطق أخرى ، كل شيء أكثر إرباكًا / ماكرًا ، لا أريد أن أتطرق إليهم.

إخلاء المسؤولية الصغيرة 2 . أريد أن أفعل دون أمثلة واضحة هنا ، مع الأخذ في الاعتبار المجتمعات الصحيحة لجميع الخلايا العصبية تقريبًا. إذا كنت مهتمًا بقراءة ما تعلمته الخلايا العصبية مؤخرًا في مجال الطب ، فإني أنصحك بما يلي:
التعرف على الفلوروجرام
الماموجرام الاعتراف
شبكية العين
سرطان الجلد

وأكثر من ذلك بكثير.

الجزء 1 - مع انقضاض

الطب مجال محدد جدًا للمعرفة الإنسانية. على عكس ما ذكرته أعلاه (القياسات الحيوية / الأرقام / الترجمات) - هناك مسؤولية. إذا أفسد الطبيب بوضوح - يشير المجتمع البشري إلى أنه يجب عليه الطيران. كي لا نقول أن هذا التثبيت يتم تنفيذه دائمًا. لكن هناك نموذجًا معينًا في عقول الأطباء وعقول المجتمع. من تتحدث إليه ، يفكر الناس دائمًا في هذا الإطار.

والآن نأتي مع شبكتنا العصبية. ونقول: "نتوقع بنفس دقة الطبيب!" (أدناه سننظر في هذا البيان بالتفصيل). الطبيب ينظر إلى صورة واحدة - تقريبا. والثاني رائع. ولكن في العاشر ، فهو لا يتفق مع رأي الشبكة بشكل جذري. كان الطبيب يكتب "بشكل مثير للريبة" ، وتقول الشبكة "صحية". "ما هذا؟" - الطبيب يفكر. "هل سنترك هذا المريض حقًا؟"

على الصعيد العالمي ، مع نهج "الشبكة العصبية + الطبيب" ، حيث يكون هدف الشبكة هو "البحث عن علم الأمراض" ، يمكن أن يكون التوزيع الخلفي كما يلي:

1. المريض لديه أمراض -> الشبكة العصبية عثر عليها -> الطبيب رآها (بالإضافة إلى كارما الطبيب)
2. المريض لديه أمراض -> الشبكة العصبية لم تعثر عليها -> الطبيب رآها (الطبيب يعتقد "حسنًا ، لقد اخترعوا هراء هنا" ، ناقصًا شبكة الكرمة)
3. يعاني المريض من أمراض -> الشبكة العصبية لم تعثر عليها -> الطبيب أيضًا لا يرى أي شيء (تم تجويف الجميع ، ولم يعاقب أحد)
4. يعاني المريض من أمراض - الشبكة العصبية لم تعثر عليها -> الطبيب لا يراها (الطبيب يفكر جيدًا ، لقد توصلوا إلى هراء هنا) ، ومن ثم فإن الخيارين "الطبيب واثق من أنه على صواب" ، ويذهب الاكتشاف إلى القمامة و "الطبيب يريد التخلص من المسؤولية" - تعيين تحليلات إضافية / دراسات إضافية - ثم النصر)
5. لا يوجد لدى المريض أي أمراض -> لم تتمكن الشبكة العصبية من العثور عليها -> الطبيب أيضًا لا يرى أي شيء (بالإضافة إلى كارما الطبيب)
6. لا يعاني المريض من أمراض -> الشبكة العصبية لم تعثر عليها -> يرى الطبيب شيئًا ما ("ما هي الخلايا العصبية لديك التي لا ترى مثل هذه الأعراض الواضحة ، حتى لو لم تكن هناك أمراض هنا - بالتأكيد يجب فحصها!")
7. لا يعاني المريض من أمراض -> الشبكة العصبية التي عثر عليها -> وجد الطبيب أيضًا شيئًا (يوافق الجميع ، كل شيء زائد)
8. ليس لدى المريض أي أمراض -> وجدت الشبكة العصبية -> لا يرى الطبيب أي شيء (مرة أخرى ، هناك نسختان من الأحداث "يعتقد الطبيب أنه على حق" - وكل شيء على ما يرام "يريد الطبيب رفع المسؤولية" - ويبدأ سلسلة البحث. والنتيجة هي طبيب مزعج ، مرة أخرى كان علي تعيين مجموعة من الاختبارات وليس هناك شيء).

دعونا الآن نلخص جميع النتائج: 1،3،5،7 - لا يوجد أي تغيير في بروتوكول الدراسة الحالي. لدراسات الفحص ، سيكون هذا 95 ٪ من الحالات. الشبكة العصبية لا تغير أي شيء ، وأي إجراءات مرتبطة بها ستؤدي إلى تعقيد عمل الطبيب => بالمعنى العالمي أنها ستضع الضغط في السلبية.

النقطتان 2 و 6 تعطي ناقصًا رائعًا لكارما الشبكات العصبية. سوف يخلق سلبي واضح في كل مرة تحدث فيها.

النقطة 4 هي الحالة الوحيدة التي يمكن أن تسترد فيها الخلايا العصبية. لكنها يجب أن تذهب من خلال سلبية الطبيب. وسيتم قتله بالكامل بالفقرة 8 . لكي يفهم الأطباء أن الخلايا العصبية فعالة ، يجب أن يكون عدد الحالات الموصوفة في الفقرة 4 قابلاً للمقارنة أو أعلى من الفقرة 8. لكن هذا لا يمكن تحقيقه إلا في الحالات التي يكون فيها عدد المرضى المصابين بأمراض عالية. للفحص ، وهذا لا يحدث.

الواقع يبدو أسوأ ، أن نكون صادقين. إذا رأى العصبون ما لم يكن في التدريب ، ولكن ما هو واضح للطبيب ، فسوف تقدم بعض الإجابات العشوائية. حسنًا ، على سبيل المثال ، بقايا التدخلات الطبية المعقدة أثناء معالجة الفلور (الغرز / الأطراف الصناعية / الشظايا). وحتى إذا كانت الشبكة أفضل من الناحية الإحصائية من الطبيب ، ولكن كل أسبوعين يرى الطبيب نفس الخطأ الواضح - إنه سيحترق.

تقريبا. لقد توصلنا إلى استنتاج مفاده أنه عند دمجها مع طبيب مؤهل ، فإن الشبكة العصبية غير قادرة عمليا على زيادة اكتشاف الأمراض - إنها ستضيف فقط المشاكل. ودعونا نفكر في كيف يمكن شد الخلايا العصبية بدون طبيب؟ المشكلة الحقيقية للعيادات في روسيا هي وجود الكثير من المتخصصين ذوي الجودة المنخفضة في هذا المجال. تحدثت مع أطباء سنتات فدرالية - وهناك شكايتان:

• الأطباء في أدنى شك يرسلون إلى المركز الفيدرالي للتشخيص
• الأطباء لا يرون الأورام على أرضية الصدر (تجربة صغيرة)

يجب أن يكون مفهوما أنه في مثل هذه الحالات ، تنتج أي شبكة عصبية الدقة بترتيب أعلى من مثل هذا الطبيب.

ولكن عندما تحاول الانجذاب إلى الواقع ، يصبح كل شيء أكثر حزنًا:

1. لن تسمح التشريعات باستبدال الطبيب بالكامل - مرة أخرى ، "من سيكون المسؤول"
2. من المرجح أن يتبع الطبيب منخفض المستوى أحد المسارين التاليين:
   
   • اعتبر نفسك أكثر ذكاءً من الشبكة ولا تستمع إلى قراراتها. اذا حكمنا من خلال ما رأيته - ستكون هناك الأغلبية.
   • الامتثال الكامل لقراراتها. هذا ليس بالأمر السيء ، لكن لا يمكننا إجبار الطبيب على القيام بذلك بشكل بيروقراطي ، لأن الطبيب هو المسؤول.
3. على مستوى منخفض ، هناك أطباء جيدون - ويجب أخذ ذلك في الاعتبار. يمكن لمثل هؤلاء الأطباء تقويض سمعة أي برنامج ، مما يشير إلى أخطائه.

أتعس شيء هو أن مشكلة "تدني مستوى تأهيل الطبيب" يتم حلها بطرق أخرى ، وليس في الشبكات العصبية. أسلوب منهجي كفء ، مع التدريب المستمر للطبيب / اختبار الكفاءة / إنشاء البنية التحتية للشبكة بحيث يمكن لطبيب واحد خدمة العديد من المستشفيات في وقت واحد / الازدواجية لمدة 2-3 الأطباء. إن حل هذه المشكلة مع الشبكات العصبية هو نفس الاقتراب من إصلاح السيارة بالكلمات "لديّ شريط لاصق ، لماذا لا أجربه."

نفس DIT في موسكو تسير أيضًا على الطريق "أولاً ، سننقل كل شيء إلى مكان واحد ، ثم نتعرف عليه". لقد عززوا قرارهم مع الخلايا العصبية في المؤتمرات. لكنها تبدأ في العمل بدقة مع حلول النظام. سوف يأتي الخلايا العصبية إلى هذه الأماكن في وقت لاحق ، في مكان ما تسريع العمل ، في مكان ما لتحسين الجودة. من الضروري أن تبدأ مع البنية التحتية.

بالطبع ، هناك طريقة لكيفية توصيل هذه المشكلة جزئياً بخلايا عصبية. تحقق تلقائيا من جميع الصور التي التقطت في المؤسسة. حدد عتبة بطريقة لا تكاد توجد إيجابيات خاطئة (نعم ، دع 20٪ من المرضى يتخطون). وإذا كنا متأكدين من أن المريض مريض ، فبعد تخطي الطبيب ، يجب عليه إجراء فحوصات إضافية.
يبدو بسيطا. في الواقع ، هذا خيار جهنمي: إنه يدمر منطق اتخاذ القرار (تم إطلاق سراح المريض ، وكيفية الاتصال به الآن) ، إنه يدمر سمعة الأطباء (كيف يتم قص فاسيلي بتروفيتش؟!) ، إنه غير مقبول للإدارة (كيف تتخطى 20 ٪؟!). لن يعمل إذا كان الأطباء مؤهلين. بالنسبة للمستشفى ، فإن ربح هذا النظام غير واضح ، لماذا تنفق الأموال على التثبيت. وهذا ممكن فقط إذا كان لدى المؤسسة الطبية بالفعل نظام معلومات جيد.

لكن نصف المشاريع التي صادفتها تبدو في هذا الاتجاه ...

خيار جيد آخر هو تسليط الضوء على الطبيب ما تراه الشبكة. الأورام / الأعضاء / بعض الخصائص. لكن هذه ليست أولوية. أولاً وقبل كل شيء ، يحتاج مصنعو المعدات إلى ذلك. في مرحلة ما ، سيكون هؤلاء "المساعدون" قادرين على اجتياز المعيار في هذا المجال. هذا النهج لا يتطلب الترخيص الصارم ، ويخفف جزئيا الطبيب ، هو ميزة تنافسية جيدة للجهاز / البرنامج. لقد رأيت العديد من هذه المشاريع. لكن ، مرة أخرى ، هذا يتعلق بشيء آخر. هذا لا يحل محل الطبيب ، لا يحسن الكشف.

الجزء 2. وماذا عن الإحصاءات

في الآونة الأخيرة ، جاء مقال رائع. دراسة وصفية حول ما تحققه الشبكات العصبية من الدقة وكيف تحارب الناس. لا تحتوي على إجابات لكيفية تنفيذ / استخدام شيء ما. ولكن على الأقل يسمح لك بتقييم أحدث التقنيات الحديثة في العلوم.
الجدول النهائي للمقال هو تقريبا على النحو التالي (تصنيف الدقة لجميع الدراسات):



يبدو أنه حتى الناس يخسرون بشكل كبير! لكن لا تنسَ أن هذه دراسة وصفية ، حيث تكون النقاط في الرسم البياني هي الدقة النهائية للخوارزميات.

إذا تركنا هذه المقالات حيث يستند تقييم الأشخاص والخوارزمية إلى مجموعة بيانات متطابقة (لا يوجد سوى 14 منها) ، فسيكون الرسم البياني النهائي أكثر إثارة للاهتمام:



يمكن ملاحظة أن الخوارزميات تعطي مقارنة تقريبية نفس الدقة التي يتمتع بها الأطباء المحترفون.

لكن لا تنسى بضع نقاط:

1. يمكنك فقط تدريب الخلايا العصبية في مهمة محددة بوضوح. إذا كان هناك فجأة بعض الهراء الغريب في الصورة - فسوف يفهم الطبيب على الفور ، ولن يتم تحديد ناتج الخلايا العصبية
2. دقة الطبيب يعتمد على المؤهلات. هذا سيكون مثالا أدناه. من المرجح أن يعطي العصبون بعض الدقة المتوسطة.
3. قد تكون الخلايا العصبية معتمدة على الطريقة / على مجموعة التدريب. طبيب الثبات هو أكبر بكثير.

حول دقة الأطباء. صادفت عدة دراسات حيث قاموا بتحليل دقة الأطباء. في الواقع ، لا يمكن صنع خلية عصبية جيدة بدون هذه الدراسة. من هذا الأخير ، أنا حقا أحب هذا واحد . تعد قراءة صور الماموجرام من أصعب المناطق في مجال الأشعة. من الضروري استعادة 4 صور مأخوذة من اتجاهات مختلفة وفهم ما إذا كان كل شيء على ما يرام أم لا. تعطي الخلايا العصبية في مكان ما دقة 87 ٪ في تصنيف المرضى / الأصحاء. الأطباء - من 70 ٪ إلى 86 ٪. علاوة على ذلك ، وفقا للدراسة ، كان الأطباء خبرة في هذه المهمة.

لا حاجة لتعميم هذه الدراسة على جميع المهام الأخرى. ولكن لحظة باردة مرئية - "بالتأكيد الخلايا العصبية تساعد الأطباء سيئة." لكن الجيد منها بطيء بعض الشيء.

الجزء 3. حول حيث تساعد الخلايا العصبية في الطب حقا

كل ما قلته أعلاه كان مناقشة حول موضوع "الخلايا العصبية والبحث عن الأمراض". دعونا نستكشف لبضع دقائق ونتحدث عن موضوع أكثر عمومية - الخلايا العصبية والطب. يمكن أن تساعد الخلايا العصبية في الطب ، في تحليل الصور؟

ثم الجواب بالتأكيد نعم. ويستخدم بالفعل بنشاط. من أحدث الأمثلة التي ظهرت (أحمل هنا الشركات الناشئة الطبية الروسية البحتة التي وصلت إلى المنتج):

UNIM هي شبكة من المختبرات التي تجري أبحاثًا على عينات الخزعة (يطلق الأطباء على هذه الدراسات المرضية). هذه الدراسات طويلة جدا والكئيب. يجلس الطبيب ويقوم بحساب عدد الخلايا من نوع واحد ، ونوع آخر ، وعدد الخلايا الملطخة ، إلخ. منذ بضع سنوات فقط ، تم إجراء جميع هذه الحسابات تحت المجاهر ومع عداد في متناول اليد.

يتم حل هذا بسرعة وبشكل جيد من خلال الخلايا العصبية. تزداد الدقة (هناك شيء ممكن بالفعل وعدد الخلايا يتم حسابه بطريقة أسهل بكثير مقارنةً بالعيون + يمكنك معالجة مساحة أكبر في وقت أقل). والأهم من ذلك - تسريع وقت عمل الطبيب إلى حد كبير.

DiagnoCat - الأشعة المقطعية لأمراض الأسنان . الشخص لديه الكثير من الأسنان. عادةً ما يهتم الطبيب المعالج بالسن الذي يشفي + لما يجذب العين. لا أحد يصف جميع الأسنان 32 بالكامل. لكن الخوارزمية يمكن. هذا النهج يزيد من التحويل ، ويحسن الحالة النهائية للمرضى.

في روسيا فقط ، رأيت 3-4 شركات / شركات ناشئة أدخلت بنجاح التعلم الآلي في التقنيات الطبية القريبة. وقد أدت هذه الحلول إلى تحسين جودة الخدمات / خفضت أسعارها.
الميزة الرئيسية لهذه الشركات الناشئة هي أنها لا تأتي من "حل جميع المشكلات" ، ولكن من "تسريع معالجة البيانات" / "تحسين الكفاءة".

خاتمة

الشبكات العصبية الآن لا تأتي من فكرة مثل "ولكن دعونا نتعرف على X". ومن فكرة مثل "نحن ننفق حفنة على Y -> هل يمكننا تحسين هذا بطريقة أو بأخرى؟". حسنًا ، على سبيل المثال ، تملأ التشخيص تلقائيًا إذا قضينا الكثير من الوقت على الخربشة. لسوء الحظ ، لا يفهم الكثيرون هذا.

هل سيتغير الدواء في السنوات العشر القادمة؟ أعتقد ذلك. ولكن ليس بسبب الشبكات العصبية ، ولكن بسبب المعلوماتية. التحكم في التدفق التلقائي ، ومحطات العمل الافتراضية ، والجمع بين جميع البيانات في قاعدة بيانات مشتركة. ورؤية الآلة ... ستظهر بنفسها في تلك المشاريع التي ستنمو قبلها. هادئ وهادئ.