Overview of AI in Healthcare, published in 2018, in Polish, written by Levi Shapiro, Founder, mHealth Israel

1. OSOZ Polska
10/2018
20
R aport
„Ludzie nie mogą przewidzieć przyszłości. Za to maszyny mogą.”
Levi Shapiro, innowator zdrowia cyfrowego, założyciel mHealth Israel,
specjalnie dla OSOZ Polska przedstawia praktyczne rozwiązania oparte
na sztucznej inteligencji. Choć dziś wdrażane są przede wszystkim
w innowacyjnych amerykańskich placówkach, za kilka lat dotrą do Europy.
Powód jest prosty: jeżeli nie sięgniemy do nowych technologii, szpitale
pogrążą się w rosnących kosztach i niskiej jakości usług.
Szpitale
szukają jakości w AI

2. 21OSOZ Polska
10/2018
R aport
Szpitale w Stanach Zjednoczonych co-
raz częściej angażują sztuczną inteligen-
cję (AI), aby doskonalić opiekę nad pa-
cjentem i wzmacniać tzw. doświadcze-
nie pacjenta. Znajdujemy się w okresie
pierwszej fali narzędzi AI w szpitalach.
Obejmuje ona m.in. urządzenia oparte
na asystentach głosowych (sterowanie
głosowe) i systemy monitorujące zdro-
wie w czasie rzeczywistym. Te rozwiąza-
nia są już na wysokim poziomie rozwo-
ju i stosunkowo łatwo je wdrożyć. Bar-
dziej wyspecjalizowane rozwiązania AI
wymagają większych nakładów finanso-
wych. Na dojrzałych rynkach, takich jak
rynek amerykański i europejski, opłacal-
ność funkcjonowania szpitali i ich przy-
szłość będą zależeć od tego, czy będą
zdolne przystosować się do ery sztucz-
nej inteligencji.
W Stanach Zjednoczonych 5 534
szpitale stoją w obliczu kryzysu egzy-
stencjalnego (red.: w USA funkcjonuje
system prywatnych ubezpieczeń zdro-
wotnych, szpitale muszą generować do-
datni wynik finansowy, aby zapewnić
ciągłość funkcjonowania). Średnie mar-
że operacyjne spadły z 3,4 proc. w roku
2015, przez 2,7 proc. w r. 2016, do po-
niżej 2 proc. w r. obr. 2017. Jak podaje
Centrum Zarządzania Usługami Medica-
re & Medicaid (The Center for Medicare
& Medicaid Services – CMS) – oddział
amerykańskiego Departamentu Zdro-
wia i Usług Społecznych (Department
of Health & Human Services), wskaźnik
średniej długości pobytu w amerykań-
skich szpitalach spadł z 9 dni w 1990 r.
do ledwo powyżej 4 dni w 2017 r. Skom-
plikowany system płatności oraz więk-
sze koszty usług zmuszają szpitale do
większych nakładów na wydatki admi-
nistracyjne niż w innych krajach. Obec-
ny poziom finansowania na poziomie
18 proc. PKB nie daje jednak zadowa-
lających wyników i nie powoduje, że
ochrona zdrowia funkcjonuje sprawnie.
Spośród 20 krajów rozwiniętych, Stany
Zjednoczone są obecnie na 19 miejscu
pod względem przewidywanej długości
życia mieszkańców.
Jednym z narastających globalnie
problemów jest brak wyszkolonej kadry
lekarzy i pielęgniarek. Stowarzyszenie
Amerykańskich Kolegiów Medycznych
(Association of American Medical Col-
leges) przewiduje niedobór 100 000 le-
karzy w 2030 r. Wdrożenie elektronicz-
nej kartoteki pacjenta i rejestracji danych
(Electronic Health Record – EHR) w cią-
gu ostatniej dekady przyniosło wiele ko-
rzyści, ale ma również szkodliwy skutek
uboczny, jakim jest piekło administracyj-
ne. Prowadzenie EHR jest cytowane jako
najczęstsza przyczyna wypalenia zawo-
dowego lekarzy. Jego skala zbliża się
obecnie do 50 procent. W rzeczywisto-
ści na każdą godzinę z pacjentem lekarze
poświęcają dwie godziny czasu admini-
stracyjnego. Aby zrekompensować nie-
dobór kadry oraz zautomatyzować część
obciążeń administracyjnych, nieodzow-
na będzie sztuczna inteligencja.
AI pełni m.in. rolę oszczędnego
w eksploatacji narzędzia diagnostycz-
nego, które może zrekompensować nie-
dobory specjalistów. Sztandarowym
przykładem jest diagnostyka obrazowa.
Dokładność, z jaką maszyna potrafi od-
czytać i zinterpretować skan RM, TK
bądź USG jest istotnie lepsza niż u lu-
dzi. Radiologia, okulistyka, dermatolo-
gia i ginekologia to dziedziny, gdzie już
dziś AI pomaga w diagnozie.
Sztuczna inteligencja w szpitalu wy-
maga 5 elementów do wspomagania de-
cyzji klinicznych: właściwych informa-
cji (instrukcji postępowania opartych na
dowodach) dla właściwych ludzi (cały
zespół medyczny, łącznie z pacjentem)
dystrybuowanych poprzez właściwe ka-
nały (tj. EHR, urządzenia mobilne, portal
pacjenta) przy użyciu właściwych forma-
tów interwencyjnych (tj. zestawów za-
mówień, arkuszy przepływów, tablic in-
formacyjnych, list pacjentów) we właś-
ciwych punktach przepływu pracy (dla
podejmowania decyzji lub działania).
Przez kolejne lata będziemy obser-
wować wyraźny podział na szpitale wy-
korzystujące technologię do pokrycia
braku kadry specjalistów i niedoborów
strukturalnych oraz szpitale pozostające
w tyle. Oto lista możliwościAI, które co-
raz częściej adaptowane są w amerykań-
skich szpitalach.
Urządzenie głosowe
Asystenci głosowi, jak Amazon Echo,
Apple Siri, Google Home i Microsoft
Cortana, bardzo szybko zdobywają ry-
nek. Szacuje się, że do roku 2020 aż
50 proc. wszystkich wyszukiwań inter-
netowych będzie realizowanych za po-
mocą komend głosowych. Z punktu wi-
dzenia ochrony zdrowia, najważniejszą
kwestią jest zachowanie ochrony danych
osobowych.
Tego typu system może być kluczo-
wym elementem przykładowo na oddzia-
le intensywnej terapii, gdzie priorytetami
są sterylne pola operacyjne i kontrola in-
fekcji. Dlatego im mniejszy kontakt do-
tykowy z urządzeniami, tym lepiej. Szpi-
tal Boston Children wdrożył narzędzie
sterowane za pomocą głosu w czasie rze-
czywistym, pozwalające pielęgniarkom
i lekarzom pozyskiwać różne informa-
cje, zarówno administracyjne, jak i chi-
rurgiczne. System „uczy się” poleceń
administracyjnych i klinicznych, aby na
bieżąco przewidywać zapotrzebowanie
na informacje.
Kolejna funkcjonalność systemu
usprawnia proces walidacji przedope-
racyjnej i sprawdzania list kontrolnych.
Wprowadzenie list kontrolnych opartych
na poleceniach głosowych w czasie rze-
czywistym pomogło zmniejszyć liczbę
błędów ludzkich.
Systemy głosowe sprawdzają się
w zwiększaniu zaangażowania pacjen-
ta. Szpital Dziecięcy Cincinnati stosuje
system AI do interpretacji objawów po-
wszechnie występujących chorób. Z ko-
lei pracownikom system dostarcza zindy-
widualizowanych wskazówek i instrukcji
postępowania. Centrum Medyczne Beth
Israel Deaconess (BIMDC) zastosowało
narzędzie głosoweAlexa do poprawy po-
ziomu doświadczenia hospitalizowanego
pacjenta. Pacjenci pytają system o infor-
macje, przykładowo na temat posiłków.
Mogą też w ten sposób otrzymać objaś-
nienia wyników parametrów życiowych
itp. W sieci ośrodków Northwell Heal-
th głosowe systemy domowe przewidu-
ją czas oczekiwania w pobliskich izbach
przyjęć i w ośrodkach doraźnej opieki
medycznej. Stowarzyszenie Common-
wealth Care Alliance oraz Penn Medici-
ne wprowadziły technologię aktywacji
głosu w warunkach domowych, w tym
planowanie usług, przypominanie o nie-
zbędnych czynnościach terapetycznych,
łączność z opiekunami, pomiary funk-
cji poznawczych. Tego typu ułatwienia
mogą być szczególnie pomocne pacjen-
tom o ograniczonej mobilności.
Urządzenia ubieralne
Medyczne urządzenia ubieralne (tzw. we-
arables) sprawdzają się przede wszyst-
kim w monitorowaniu stosowania się
»Na każdą godzinę
z pacjentem lekarze
poświęcają dwie
godziny czasu
administracyjnego.«

3. OSOZ Polska
10/2018
22
R aport
pacjenta do zaleceń lekarskich. Pozwa-
lają na bieżąco śledzić wyniki leczenia,
szczególnie w chorobach przewlekłych,
mierzyć parametry zdrowia i transmito-
wać je w czasie rzeczywistym do cen-
trum telemedycznego. Szpitale stosują-
ce tego typu technologie podwyższają
jakość usług medycznych, przykładowo
w obszarze śledzenia chorób serca.
Wearables wykorzystujące sztucz-
ną inteligencję, połączone z elektronicz-
ną kartoteką pacjenta, występują w róż-
nych formach. Może to być np. opaska
na rękę, plaster, czujnik, czapka, naszyj-
nik, okulary, inteligentne tekstylia, pa-
sek, zegarek, słuchawka do ucha, tatuaż,
kolczyk itp. Rośnie ich stopień zaawan-
sowania technologicznego, a wraz z tym
zakres mierzonych parametrów, do któ-
rych dziś można już zaliczyć: puls, ciś-
nienie krwi, częstość oddechu, tempera-
tura ciała/skóry, poziom nasycenia krwi
tlenem. W ten sposób znajdują zastoso-
wanie w monitorowaniu takich chorób
jak bezdech senny, przewlekła obturacyj-
na choroba płuc, cukrzyca, choroby krą-
żenia, choroby mózgowia, choroby prze-
noszone przez komary, niewydolność
nerek, choroby układu szkieletowego,
utrata słuchu itp. Pomagają zapobiegać
poparzeniu słonecznemu (pomiar natęże-
nie promieniowania UV), w identyfika-
cji położenia żył, wykrywaniu poziomu
stresu czy diagnozie depresji. Urządze-
nia ubieralne oparte na chmurze, mimo
że są podatne na ataki hackerów, wpro-
wadzają do codziennej praktyki klinicz-
nej zdalne, nieinwazyjne i ciągłe monito-
rowanie pacjentów cierpiących na choro-
by przewlekłe, znajdujących się w grupie
ryzyka.
Przykładem urządzenia sięgającego
do technologii AI jest KardiaBand firmy
AliveCor – system zatwierdzony w bada-
niach klinicznych prowadzonych przez
Mayo Clinic oraz dopuszczony do sto-
sowania przez FDA (amerykańską Agen-
cję Żywności i Leków). To osobisty elek-
trokardiogram, który wykrywa migotanie
przedsionków (atrial fibrillation – AFib)
i hiperkalemię. Kolejnym urządzeniem
jest OB Nest – zdalny monitor ciąży. Dla
kobiet z ciążą niskiego ryzyka, technolo-
gia ubieralna połączona z rejestrem da-
nych historycznych o ciąży zmniejszyła
liczbę wizyt u lekarzy oraz lęk pacjentek.
Szpitale będą musiały przestawić się
z obsługi nagłych przypadków na kom-
pleksowe leczenie chorób oraz profilak-
tykę, regulację stylu życia. Jest to szcze-
gólne ważne z punktu widzenia dwóch
zjawisk: wyżu demograficznego (baby
boomers) i tzw. „srebrnej fali” (silver
tsunami, osoby w wieku 65+).
Kolejny przykład: Szpital El Camino
w Dolinie Krzemowej opracował czuj-
nik bazujący na systemie AI do noszenia
przez seniorów w celu przewidywania
i zmniejszania liczby upadków, zarówno
w szpitalu, jak i w domu. Upadki w szpi-
talach są przyczyną przedłużenia pobytu
o średnio 6,3 dnia oraz źródłem dodatko-
wych kosztów na poziomie 14 000 USD
(Agencja Badań nad Opieką i Jakością
Służby Zdrowia –Agency for Healthcare
Research and Quality). Połączenie czuj-
ników noszonych przez pacjentów z da-
nymi EHR w zestawieniu z analityczny-
mi narzędziami przewidywania pomogły
w okresie 6 miesięcy zmniejszyć liczbę
upadków w szpitalach o 39%.
To na razie pojedyncze przykłady in-
nowacyjności. Szpitalne systemy IT nie
są jeszcze gotowe na konsolidację urzą-
dzeń ubieralnych i danych generowa-
nych przez pacjenta ze wszystkimi usłu-
godawcami i płatnikami. Obecnie za-
ledwie 18,7 proc. szpitali deklaruje, że
„często” stosuje dane od innych usługo-
dawców w opiece nad pacjentem.
Doświadczenie pacjenta
Doświadczenie pacjenta (ang. patient
experience) to ogół wrażeń i interakcji,
jakich doświadcza pacjent podczas ob-
cowania z placówką medyczną. Oprócz
kwestii finansowych, jest wiele innych
»Do 2020 roku każdy
nowy samochód będzie
wyposażony w ok. 200
czujników. Podobnie
monitorowane będzie
ciało człowieka.«
powodów, aby maksymalizować ten
aspekt opieki. Jednym z nich jest zwięk-
szanie poziomu zadowolenia. Poziom
satysfakcji klientów w amerykańskich
szpitalach jest fatalny – prawie taki sam
jak w przypadku usług miejskich, pocz-
towych i lotniczych (wskaźnik satys-
fakcji amerykańskiego klienta ACSI-
American Customer Satisfation Index).
Widząc dysfunkcjonalność obecnego
systemu, na rynek wchodzą nowi gracze
z innych branż, w tym m.in. sieci sprze-
daży detalicznej jak Walmart, Walgreens
czy CVS (jak również prawdopodobnie
Amazon i Apple), oferując podstawową
opiekę medyczną.
Zmaksymalizowanie pozytywnego
doświadczenia pacjenta z pomocą roz-
wiązań AI stało się priorytetem dla Hen-
ry Ford Health System w Detroit. Pacjen-
ci przebywający w ośrodku otrzymują
specjalną inteligentną opaskę zintegro-
waną z elektroniczną kartoteką zasilaną
danymi z różnych źródeł (e-dokumenta-
cja medyczna, rejestry zewnętrze, dane
generowane przez pacjenta). Opiekuno-
wie otrzymują w czasie rzeczywistym
sugestie i wytyczne w oparciu o indywi-
dualne preferencje użytkowników oraz
informacje zwrotne z urządzeń pomia-
rowych. Platforma uwzględnia również
czynniki psychologiczne i behawioralne
opieki nad pacjentem. To właśnie te ele-
menty są często odpowiedzialne za sła-
be wyniki leczenia, wydłużony pobyt pa-
cjenta w szpitalu i w efekcie – rosnące
koszty. Informacje z elektronicznego re-
jestru są następnie przekazywane do le-
karzy, psychiatrów, pielęgniarek, pra-
cowników opieki społecznej i innych
klinicystów wchodzących w skład ze-
społu opiekującego się pacjentem rów-
nież poza szpitalem.
Do 2020 r. każdy nowy samochód bę-
dzie posiadać ok. 200 czujników. Podob-
nie organizm człowieka zostanie podda-
ny wszechstronnym pomiarom przez
czujniki rozmieszczone w różnej for-
mie, tak aby na bieżąco kontrolować pa-
rametry zdrowia, reagować z wyprze-
dzeniem – jeszcze przed wystąpieniem
pierwszych objawów – w przypadku
niebezpiecznych zmian i prognozować
zdrowie w przyszłości. Ta przemiana już
się rozpoczęła i będzie się szybko pogłę-
biać powodując, że ochronę zdrowia cze-
ka zwrot z tradycyjnego podejścia „le-
czenia w łóżku szpitalnym” w stronę „le-
czenia wyprzedzającego” i profilaktyki.
Szpitale będą musiały zmienić swoje do-
tychczasowe podejście do opieki, stawia-
jąc pacjenta w centrum uwagi. 
»Głosowe systemy
asystujące oparte na
AI gwarantują wsparcie
w procesach klinicznych
oraz sterylność na sali
operacyjnej.«