Integrace umělé inteligence je v zobrazovacích metodách realitou

Kongres americké RSNA (Radiological Society of North America) je každoroční přehlídkou klíčových inovací v oboru zobrazovacích technologií i intervenční radiologie. Posledním ročníkem rezonovalo především zapojení aplikací umělé inteligence (AI) do běžné klinické praxe. „Problém nedostatku kvalifikovaného personálu je v podstatě celosvětový, vzdělávání v oblasti radiologie trvá dlouho a vyžaduje obrovskou zkušenost. Zároveň neustále stoupá jak počet pacientů, tak komplexnost jejich diagnóz a odborné nároky. Medicína produkuje obrovské množství dat, jejich zpracování lidským mozkem již není v plné míře možné. AI nicméně radiology nenahrazuje, je to jen další nástroj, kterým si lze práci usnadnit,“ komentoval Dr. Atul Gupta, vedoucí lékař ve společnosti Philips.

Naprostá většina radiologických pracovišť je zahlcena požadovanými úkony, které je třeba zpracovat, téměř polovina radiologů uvádí symptomy syndromu vyhoření. Již teď vysoké roční množství dat produkovaných v oblasti zdravotnictví se má do roku 2025 zvýšit až o 36 procent. O nutnosti redukce zátěže hovořil Dr. Shez Partovi, ředitel pro inovace a strategii ve společnosti Philips. „Když jsem začínal své postgraduální vzdělávání, jedno CT mozku se skládalo z 24 obrázků. Nyní jich je více než čtyři tisíce. Populace v rozvinutém světě stárne, pacientů přibývá a prodlužují se čekací doby na vyšetření. Zároveň stoupá nejenom tlak na výkon a preciznost výsledku, ale také na nízkou cenu. Produktivita dostupného personálu se ale může zvýšit jen do určité míry, často na úkor jeho psychického zdraví. Dochází tak k paradoxu, kdy se zcela proměnily diagnostické možnosti, jejich využití je ale limitováno suboptimálními investicemi do lidských zdrojů. Proto je automatizace zcela nezbytná pro zajištění dlouhodobě udržitelného systému a úspěch na tomto poli se už nepočítá na to, kdo přinese lepší rozlišení, ale kdo více ulehčí práci. Kromě toho radiologie představuje obor, kterého se velmi výrazně dotkla pandemie onemocnění covid‑19. Právě během pandemie začala celá řada radiologů pracovat vzdáleně a mnoho z nich se již plně do nemocnice vracet nechce. Podobně smýšlejí také pacienti. I oni začínají požadovat nástroje telemedicíny s osobní návštěvou jen tehdy, kdy je to nezbytné, a ideálně s časovou optimalizací bez dlouhého čekání. I tyto změny ale vyžadují technologickou podporu. Například zajištění práce z domova neznamená jen pořídit další kvalitní monitor. Zobrazovací metody vyžadují přenos, zpracování a ukládání obrovských datových souborů větším množstvím uživatelů za současného zajištění vysokého stupně kybernetické bezpečnosti. Navíc pokud zdravotnické zařízení práci z domova neumožní, mohou radiologové vzdáleně pracovat v podstatě pro kohokoli na světě. Jedná se tak o klíčový prvek pro udržení konkurenceschopnosti.“

Řešením pro zdravotnická zařízení může být využití externích služeb. Jejich vlastní IT oddělení, respektive nasmlouvaní poskytovatelé nemocničních informačních systémů nemusejí a často ani nejsou schopni takto robustní produkty vyvinout a provozovat. Philips proto spouští cloudovou aplikaci, kdy se všechna data z přístrojové techniky nahrají přes internetové připojení do digitální platformy HealthSuite Imaging. Radiolog se k ní může kdykoli připojit ze zcela běžného počítače pomocí internetového rozhraní podobně, jako když se přihlašuje například do e‑mailové aplikace. Zpracování dat probíhá pomocí výkonných serverů platformy HealthSuite Imaging a na IT infrastrukturu konečného uživatele jsou tak kladeny jen minimální nároky, nutné je pouze základní připojení k internetu. „Podobně sofistikované je také bezpečnostní pokrytí, zabezpečení poskytuje vlastní globální tým Philips, který je zodpovědný rovněž za ochranu veškerých dat a nástrojů společnosti Philips jako takové. Systém HealthSuite Imaging podporuje použití AI k rozšířenému zpracování dat. Zcela klíčové ale je, že se jedná o systém, který není exkluzivní pro produkty Philips. Lze ho totiž doplnit o inovativní aplikace prověřených třetích stran, databáze dostupných produktů se neustále rozšiřuje. To je v éře AI zcela zásadní, žádná společnost nyní nepokrývá celé spektrum možných aplikací a limitovat se na použití pouze produktů jednoho dodavatele je velmi omezující. Nejedná se přitom jen o vlastní zpracování výstupů zobrazovacích metod. AI aplikace obsažené v systému HealthSuite Imaging poskytují také prediktivní modely k efektivnímu plánování práce, obsazenosti zařízení a chytrému zvaní pacientů,“ sdělil Dr. Partovi a pokračoval: „Výhodou moderního sdílení dat je kromě poskytnutí dalších nástrojů také možnost optimalizace zdravotnické sítě. Samotný přístroj může být v regionální nemocnici nebo třeba mobilní pomocí nákladního auta, čtení zkušeným radiologem ale může probíhat centrálně. Tím je možné dostat dostupnou lékařskou péči i do vzdálenějších oblastí. Vzdáleně ale může působit nejenom samotný radiolog, ale i specializovaný radiologický asistent. Ten může svým kolegům virtuálně radit, jak provést složitější zobrazení, například srdeční magnetickou rezonanci (MR). Zařízení Philips k těmto účelům podporují komunikační aplikaci Radiology Operations Command Center (ROCC).“

Nové generace ultrazvukových přístrojů integrují AI

Na kongresu RSNA byly předvedeny také nové generace ultrazvukových přístrojů EPIQ Elite 10.0 a Affinity. „Obě řady integrují aplikace AI do svého zobrazení způsobem, který je intuitivní a snadný na ovládání. Jedná se například o kvalitnější trojrozměrnou vizualizaci proudění cévním systémem FlowViewer nové generace nebo u přístroje EPIQ zobrazení malých cév za použití kontrastu MVI Super Resolution CEUS. Tyto nástroje přinášejí lepší odlišení potenciálně patologických lézí. Vzhledem k zahlcení radiologických pracovišť uživatelé oceňují také automatickou úpravu obrazu na úrovni jednotlivých pixelů a nastavení klíčových parametrů přístroje Auto SCAN Assistant, které redukuje množství potřebných aktivních kliků o více než 50 procent. Přístroje jsou sice kompatibilní se všemi běžně používanými sondami společnosti Philips, řada EPIQ je ale doplněna o novou univerzální sondu hokejkovitého tvaru mL26‑8. Ta je velmi verzatilní a umožňuje ultrazvukové vyšetření muskuloskeletálního systému, prsu, cév, kůže i oka ve velmi vysokém rozlišení,“ uvedl Jeff Cohen, generální manažer pro ultrazvuk společnosti Philips a dodal: „V moderním propojeném světě je výhodné také připojení přístrojů EPIQ a Affinity k platformě Philips Ultrasound Collaboration Live. Do té se najednou může zapojit až šest od sebe vzdálených uživatelů, kteří v reálném čase nejenom sdílejí obraz, mohou ale také nastavovat parametry přístroje. To je zcela klíčové pro vzdělávání méně zkušených kolegů nebo sdílení klinické expertizy.“

MR jednotka šetrná k životnímu prostředí

Moderním trendem je kromě časové optimalizace také snížení dopadu na životní prostředí. Oba tyto cíle v sobě snoubí MR jednotka BlueSeal MR Mobile, která byla přímo na kongresu RSNA poprvé vystavena. Kromě velmi praktického umístění na palubu přívěsu za ka­mion a s tím spojené možnosti flexibilního využití přináší zcela zásadní redukci použitých vzácných plynů. Konvenční MR vyžaduje k zajištění chlazení uzavření magnetu do prostoru vyplněného asi 1 500 litry helia, které je navíc třeba doplňovat. Již globálně využívaná technologie BlueSeal umožnila redukci helia na pouhých 7 litrů bez nutnosti doplňování, za současného snížení hmotnosti magnetu o 900 kg. „Tato MR jednotka byla vyvinuta tak, aby přinášela co nejmenší enviromentální zátěž a byla co nejlehčí. Vzhledem k nízké hmotnosti bylo nově možné jednotku BlueSeal MR vestavět přímo do přívěsu za nákladní automobil, a umožnit tak její použití i ve vzdálenějších centrech, respektive jeden přístroj může střídavě obsloužit více nemocnic.
Tím, že si každé zařízení nemusí pořídit vlastní přístroj, klesají nejenom dopady na životní prostředí, ale také finanční náklady. Přístroj je ale samozřejmě dostupný také konvenčně pro stacionární použití v budově. V takovém případě je výhodou, že ho lze umístit kamkoli, díky nízké hmotnosti není nutné, aby byl ze statických důvodů v přízemí. BlueSeal MR Mobile je plně kompatibilní s platformou HealthSuite Imaging a aplikací ROCC,“ sdělil Ruud Zwerink, generální manažer pro magnetickou rezonanci společnosti Philips.

Souběžnou redukci finančních nákladů a enviromentálního dopadu demonstroval také společný výzkumný projekt společnosti Philips a Vanderbiltovy univerzity v Nashvillu v USA. Ten se zaměřil na možnosti snížení uhlíkové stopy, kterou zdravotnictví produkuje. Projekt testoval modely cirkulární ekonomiky ve vztahu k přístrojové technice. Autorizované opravy a aktualizace stávajících MR přístrojů přinášely ve srovnání se zakoupením nového přístroje finanční úspory o 23 procent a redukci uhlíkové stopy o 17 procent za zachování potřebné kvality, analogicky pro CT přinesly snížení ceny o 10 procent a uhlíkové stopy o osm procent. Zahrnuté přístroje přitom průměrně ročně emitovaly stejné množství uhlíku jako 1 000 osobních automobilů. „Lidské zdraví je úzce spojeno s kondicí životního prostředí, a je tak třeba přijmout taková opatření, která chrání obojí. Naléhavě cítíme potřebu vyvinout dlouhodobě udržitelná řešení ke snížení uhlíkové stopy našeho pracoviště, což je důvodem, proč jsme se do projektu zapojili. Díky našim zkušenostem můžeme inspirovat další centra,“ apelovala doc. Dr. Diana Carver, PhD, z Radiologického oddělení Vanderbilt University Medical Centre.

Inovace v telemetrii

Osobní návštěva zdravotnického zařízení zatěžuje pacienty i systém, stále častěji se tak uplatňují telemetrická řešení. Příkladem další inovace společnosti Philips na tomto poli je systém ePatch, respektive jeho propojení s mobilní aplikací MCOT (Mobile Cardiac Outpatient Telemetry). Jedná se o velmi diskrétní nalepovací elektrodu, která snímá elektrokardiografický záznam pacienta po dobu až 14 dní. Ten buď v reálném čase přenáší přes příslušnou mobilní aplikaci, nebo pouze ukládá a k odečtení dojde až po ukončení monitorace. „Podobné vyšetření je samozřejmě dlouhodobě dostupné v podobě holterovské monitorace, dosavadní přístroje ale byly rozměrné, těžké, nepraktické a velmi snadno viditelné. Nalepovací elektrody jsou naopak velmi snadné na použití a pacienty nijak neobtěžují, zároveň nejsou napojeny na žádné obtěžující kabely. Kromě toho jsou vysoce odolné a je možné s nimi sportovat nebo se sprchovat. Jejich použití indikuje lékař, mezi vhodné důvody patří například monitorace po kryptogenní cévní mozkové příhodě, podezření na paroxysmální fibrilaci síní, respektive monitorace po její ablaci, nebo sledování pacienta po některých výkonech intervenční kardiologie. Vzhledem ke snadné aplikaci se ale předpokládá, že se bude jejich využití rozšiřovat. Také systém Cardiologs, který záznam z ePatch vyhodnocuje, používá aplikace AI ke snadné analýze dlouhodobého záznamu,“ představila Katie Kidd, vedoucí manažerka tohoto produktu pro jihozápadní oblast USA.

O budoucnosti vývoje na poli radiologie hovořil Dr. Atul Gupta: „Během příští dekády se budou do běžné praxe stále častěji implementovat aplikace AI, virtuální reality a rozšířené reality. To je důležité nejenom při čtení snímků, výrazně to ulehčí život také intervenčním radiologům. Příkladem jsou nejrůznější roboticky asistované intervence, kdy robot pomůže zavést katetr do správné lokalizace na základě obrazu ze zobrazovacích metod. Může ale jít i o tak banální, ale zároveň podstatné věci, jako že každý člen týmu bude mít nasazeny speciální brýle. Ty mu budou promítat před oči personalizovaný displej, který bude možné ovládat hlasem, očima nebo pohyby rukou ve vzduchu. Tímto způsobem bude možné se i vzdáleně připojit z geograficky zcela nesouvisejícího místa a asistovat kolegům při výkonech nebo vyšetřeních. Asistující expert se bude moci holograficky promítat do sálu a přímo ukazovat, kde má operatér pracovat nebo vyšetřující přiložit sondu. To zní vyloženě futuristicky, jedná se ale výhradně o již společností Philips vyvíjené a zkoušené technologie. Společným jmenovatelem těchto aplikací je sdílení zkušeností bez ohledu na geografické bariéry a zesílení lidské expertizy pomocí virtuálních nástrojů. Dalším trendem, který je do budoucna maximálně očekáván, je redukce radiační zátěže například s použitím fibrooptických vláken nebo fotorealistického renderování již dostupných dat.“