יבמ מפתחת מערכות מחשוב מתקדמות בעולם הרפואה

יבמ מפתחת מערכות מחשוב מתקדמות בעולם הרפואה
מאת: חיים חביב, 21.10.13, 18:45
 
IBM מפתחת בסיוע טכנולוגיית המחשוב הקוגניטיבי של "ווטסון", כלי להדרכת סטודנטים לרפואה ומערכת ניתוח מידע ברשומות רפואיות.
 
IBM מפתחת למעשה שתי מערכות יישומיות חדשות המבוססות על טכנולוגיית המחשוב הקוגניטיבי של "ווטסון", שצפויות לסייע לרופאים בקבלת החלטות מושכלות ומהירות יותר על בסיס תובנות המופקות ממאגרי רשומות רפואיות אלקטרוניות (EMR).

הפרויקטים, "WatsonPaths" ו- "Watson EMR Assistant" הן תוצר של עבודת מחקר משותפת של שנה, ליבמ ולסגל הפקולטה והסטודנטים בבית הספר לרפואה בקליבלנד. שני הפרויקטים מיועדים לקדם את השימוש בטכנולוגיה מתקדמות בעולם הרפואה בהתבסס על מערכת ווטסון.

במסגרת פרויקט WatsonPaths, 'מדריכים ומאמנים' מדעני יבמ את מערכת המחשב לפעול בשיתוף פעולה עם מומחים בעולם הרפואה, על מנת להדריך ולהכשיר סטודנטים לרפואה. המערכת מאפשרת למשתמש להבין בקלות רבה יותר את הנתונים בפורמט מובנה ובפורמט בלתי מובנה כאחד, אותם עיבדה המערכת ובהם השתמשה על מנת לבסס את אופציית האבחנה הרפואית אותה היא מציעה במקרה נתון. פרויקט Watson EMR Assistant, מיועד לאפשר לרופאים לאתר ולשלוף מידע רב ערך המסתתר ברשומות רפואיות, על מנת לשפר את איכות הטיפול ויעילותו.
 
מערכת ווטסון של יבמ פרצה אל התודעה הציבורית כאשר התמודדה במשחק הידע הטלוויזיוני Jeopardy! וגברה על אלופי-האלופים מקרב השחקנים בשר ודם. בניגוד למשחק זה, בו המערכת הממוחשבת צריכה להציג תשובה נכונה אך לא לפרט את הדרכים בהן הגיעה אליה, והנתונים עליהם הסתמכה - מחייב השימוש בווטסון בעולם הרפואה להתייחס לבעיות מורכבות יותר, בזמן אמת ולהגיע להחלטות בשיתוף פעולה עם הרופא המטפל, בתהליך המקביל ומשלים את התהליך האינטואיטיבי של החשיבה הרפואית האנושית. פריצות הדרך הטכנולוגיות המוצגות עתה, צפויות לסייע בשיפור תוצרים נוספים של ווטסון בעולם הרפואה ובתחומים אחרים.
 
קבלת החלטות רפואיות מושכלות בעזרת המחשב
מערכת WatsonPaths תוכננה באופן המשלב ומשקף שיטות למידה הממוקדות בבעיות מוגדרות, בהן משתמשים סטודנטים לרפואה באוניברסיטה בקליבלנד. המערכת מנחה את הסטודנטים להגיע ולהגדיר מדרג הנע בין התשובות הסבירות ביותר למצב רפואי נתון, לתשובות הנמצאות בסבירות נמוכה. השימוש בטכנולוגיה בתהליך ההכשרה של רופאי העתיד, ממחיש גם כיצד ניתן יהיה להשתמש בכלים דומים בעולם הממשי ובתסריטים קליניים בשטח.
 
WatsonPaths בוחן תסריטים מורכבים של מגוון מצבים רפואיים, תסמינים ואבחנות אפשריות, באופן הדומה לזה שבו פועלים אנשי רפואה בעולם האמיתי. כאשר מציגים בפני המערכת מקרה רפואי, היא יודעת לגזור הצהרות המבוססות על ידע אותו רכשה בתהליך ההכשרה והתכנות שלה על ידי רופאים כמו גם מתוך מאגרי הספרות הרפואית. המערכת יודעת להשתמש ביכולות המענה לשאלות בשפה מדוברת, הייחודיות לווטסון, על מנת לבחון היבטים שונים לאותו תסריט ולאותם נתונים רפואיים. היא מתקדמת לאורך שרשרת ראיות – ונשענת על מקורות בספרות הרפואית, הנחיות קליניות ומאגרי מידע רפואיים המנותחים כולם בזמן אמת, על מנת לתמוך במערכת השערות לגבי המחלה, או לסתור השערות כאלה. בניית מפה מפורטת של מערך ההוכחות והעובדות הרפואיות, מאפשרת לאנשי המקצוע לשקול בכל נקודת זמן משתנים חדשים נוספים, על מנת להגיע לאבחנות ולאופציות הטיפול השונות.
 
ככל שאנשי רפואה מתקשרים עם WatsonPaths, תשתמש המערכת ביכולות למידת המכונה שלה, על מנת לשפר את כושר ההבנה והטיפול במידע רפואי. המערכת משלבת היזון חוזר המתקבל מרופאים המשתמשים בה, ויכולים לקרוא ולהעמיק בטקסטים הרפואיים עליהם היא מסתמכת. זאת, על מנת להחליט האם שרשרת הוכחות רפואיות אחת חשובה יותר מאחרת, וכן לספק תובנות נוספות, לרבות שיקול והצבעה על תהליכי קבלת ההחלטות והמשתנים המשפיעים עליהם. מעגל שיתוף הפעולה וההיזון החוזר בין רופאים לווטסון, מאפשר למערכת להפוך חכמה יותר ויותר, ככל שהשימוש בה מתרחב ונמשך.

כאשר יושלם תהליך הפיתוח של WatsonPaths, תוצע המערכת לסטודנטים בקליבלנד כחלק מתוכנית הלימודים ובמסגרת המעבדות הקליניות.
 
מימוש פוטנציאל רשומות אלקטרוניות רפואיות
מערכת Watson EMR Assistant משמשת למחקר ולגילוי שיטות לעיבוד ולניצול רשומות רפואיות אלקטרוניות להצגת תובנות חבויות במידע, במגמה לסייע לרופאים לקבל החלטות מושכלות ומדויקות יותר.

חלק משמעותי מהפוטנציאל הגלום ברשומות רפואיות אלקטרוניות אינו ממומש כיום, בשל חוסר אחידות ותיאום בדרכים בהן נרשם המידע, נאסף ומאורגן בגופים שונים. הכמות העצומה של נתוני מידע רפואי במערכות האלה צופנת ערך עצום למקבלי החלטות קליניות – ומציגה אתגר טכנולוגי מורכב. כך, לדוגמא, ניתוח אנליטי של הנתונים הנוגעים לחולה אחד בלבד, מחייב טיפול בעד 100 מגה-בייט של נתונים בפורמט מובנה ובלתי מובנה, בטקסטים המכסים רשומות קליניות לאורך כל מחזור חיי החולה, תוצאות בדיקות מעבדה והיסטוריה של רישום תרופות.

מערכת ניתוח השפה הטבעית של ווטסון מאפשרת למכונה לעבד את הנתונים האלה תוך הבנה סמנטית מעמיקה של תוכן הרשומות ועשויה לסייע לרופאים בניתוח מהיר של כמויות מידע עצומות, ולהבין טוב יותר את התמונה הניצבת בפניהם. במסגרת פרויקט מחקר זה, מיישמים אנשי יבמ ורופאי בית החולים בקליבלנד את טכנולוגיות עיבוד השפה הטבעית ולמידת המכונה של ווטסון, על מנת לנתח רשומות רפואיות שלמות, ולהציף מידע לגבי הקשרים החבויים במידע הזה בעזרת כלים ויזואליים נוחים לשימוש הרופא המטפל. הפרויקט מתמקד בפיתוח טכנולוגיות שיוכלו לאסוף ולאתר נתוני מפתח בהיסטוריה הרפואית – ולהציג אוטומטית בפני הרופא רשימה של בעיות רפואיות העשויות לחייב טיפול. המערכת מדגישה נתוני בדיקות מעבדה וטיפולים תרופתיים הולמים לבעיות האלה, ומגדירה אירועים קריטיים בהיסטוריה הקלינית של החולה.