Τρεις μύθοι για την εκμάθηση μηχανών στην υγειονομική περίθαλψη

Η μηχανική μάθηση θα βελτιώσει δραματικά την υγειονομική περίθαλψη. Υπάρχουν ήδη μια πληθώρα εφαρμογών ML για την υγειονομική περίθαλψη από την απεικόνιση έως την πρόβλεψη επανεισδοχής στο back office. Αλλά υπάρχουν επίσης υψηλού επιπέδου, δαπανηρές προσπάθειες που δεν έχουν επιτύχει τους στόχους τους. Στους συλλογικούς μας ρόλους ως διευθύνων σύμβουλος μιας επιχείρησης ανάλυσης φροντίδας, τεχνολογικής κλινικής και του ηγέτη της τεχνολογικής καινοτομίας σε ένα σημαντικό σύστημα υγείας, αναπτύξαμε και χρησιμοποιήσαμε δεκάδες εφαρμογές ML. Πολλά από αυτά έχουν επιτύχει, άλλα δεν έχουν. Από αυτές τις εμπειρίες έχουμε εντοπίσει τρεις κοινούς μύθους που υπάρχουν γύρω από το ML στην υγειονομική περίθαλψη.

Μύθος 1: Η εκμάθηση μηχανών μπορεί να κάνει πολλά από αυτά που κάνουν οι γιατροί

Η πραγματικότητα είναι ότι οι εφαρμογές ML μπορούν να εκτελέσουν μερικές από αυτές που κάνουν οι γιατροί σήμερα, αλλά δεν θα αντικαταστήσουν τα περισσότερα από όσα κάνουν οι γιατροί στο άμεσο μέλλον (ακόμη και ακτινολόγοι). Οι γιατροί εκτελούν τρία βασικά καθήκοντα: (1) να βοηθούν στην αποτροπή των ασθενών, (2) να εντοπίζουν τι συμβαίνει όταν κάνουν οι άνθρωποι, (3) και στη συνέχεια να παρέχουν φροντίδα και θεραπεία. Το ML έχει να συμβάλει σημαντικά με την πρώτη και δεύτερη από αυτές τις λειτουργίες. Για παράδειγμα, οι αλγόριθμοι ML έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμοι στην πρόβλεψη χαρακτηριστικών του καρκίνου από την απεικόνιση ή τη διάγνωση καταγμάτων από τις ακτίνες Χ. Οι μη επιτηρούμενοι αλγόριθμοι εκμάθησης απέδειξαν την πιθανότητα να συνδέσουν τους κινδύνους της νόσου με τους γονιδιωματικούς βιοδείκτες.

Βελτίωση των αποτελεσμάτων και της εμπειρίας των ασθενών

Ωστόσο, ακόμη και με την περαιτέρω ανάπτυξη αυτών των εφαρμογών, δεν θα αναπαράγουν την ικανότητα ενός γιατρού να παρέχει φροντίδα και θεραπεία. Η έξοδος ML πρέπει να αναλυθεί από κάποιον με γνώση τομέα. Διαφορετικά, τα ασήμαντα δεδομένα μπορεί να ερμηνευθούν ως ουσιώδη και βασικά δεδομένα ως ασήμαντα. Αυτές οι σχέσεις πρέπει στη συνέχεια να μεταφραστούν σε κλινική διαχείριση που μπορεί να εφαρμοστεί. Υπάρχει επίσης ένα ανθρώπινο στοιχείο που βοηθά τους ασθενείς να αποφασίσουν εάν και με ποιο τρόπο θα λάβουν θεραπεία. Οι ασθενείς έχουν συχνά ανησυχίες για την υποβολή σε θεραπεία. Οι γιατροί πρέπει να ενσωματώσουν την ψυχική κατάσταση του ασθενούς, τις προσδοκίες, το παρελθόν του ιστορικού και τους πολιτιστικούς παράγοντες στην κοινή λήψη αποφάσεων με τον ασθενή και την οικογένειά του. Οι ασθενείς εκτιμούν αυτή την ανθρώπινη αλληλεπίδραση και η μη λήψη τους σε ευαίσθητους χρόνους μπορεί να ενοχλεί. Τέλος, μόλις ολοκληρωθεί η θεραπεία, η ίδια η διαδικασία ανάκτησης απαιτεί στενή παρακολούθηση και φροντίδα. Οι επιπλοκές συχνά ανιχνεύονται μέσω κλινικής παρατήρησης σε αντίθεση με τις δοκιμές ή τα διαγνωστικά που καθοδηγούνται από το πρωτόκολλο.

Μύθος 2: “Τα μεγάλα δεδομένα” + οι λαμπροί επιστήμονες δεδομένων είναι πάντα μια συνταγή για την επιτυχία.

Η πραγματικότητα είναι ότι είναι απαραίτητα αλλά όχι επαρκή. Τα περισσότερα δεδομένα είναι καλύτερα, αλλά μόνο αν είναι τα σωστά δεδομένα και το καταλαβαίνουμε πλήρως. Θεωρούμε χρήσιμο να θέσουμε τις ακόλουθες ερωτήσεις:

Πώς συλλέχθηκαν τα δεδομένα; Εξετάστε πώς η υιοθέτηση ηλεκτρονικών ιατρικών φακέλων (EHR) θα μπορούσε να οδηγήσει σε όλες τις διαγνώσεις που έγιναν και τα φάρμακα που συνταγογραφήθηκαν από διάφορους γιατρούς για να ληφθεί ένας ασθενής σε ένα μόνο αρχείο – ένα που θα ήταν πιο περιεκτικό από τα αρχεία των ιατρών. Χωρίς να ληφθεί υπόψη αυτή η αλλαγή – η οποία θα μείωνε, αν όχι να εξαλείψει, τις πληροφορίες που πέφτουν από τις ρωγμές – θα μπορούσε κανείς να συμπεράνει λανθασμένα ότι ξαφνικά, οι ασθενείς έχουν αρρωστήσει. Για ποιο σκοπό συγκεντρώθηκαν τα δεδομένα; Εξετάστε τα δεδομένα εργαστηρίου που συλλέγονται από ένα νοσοκομείο Επειδή το νοσοκομείο συλλέγει δεδομένα ασθενών που υποβάλλονται σε θεραπεία στο νοσοκομείο, δεν θα είναι αντιπροσωπευτικό του πληθυσμού, αφού οι ασθενείς είναι πολύ πιθανότερο να τραβήξουν το αίμα τους στο νοσοκομείο.

Ποια είναι τα πιθανά προβλήματα ή οι περιορισμοί των δεδομένων; Εξετάστε τα δεδομένα ΕΔΜ που συλλέγονται σε πολλές οργανώσεις που χρησιμοποιούν όλοι τον ίδιο προμηθευτή. Παρόλο που οι οργανισμοί μπορούν όλοι να χρησιμοποιούν τον ίδιο πωλητή ΗΜΥ, η δομή των δεδομένων, οι έννοιες των πεδίων και η έκταση του καθαρισμού των δεδομένων πιθανόν να διαφέρουν μεταξύ των οργανισμών.

Έχουν αλλάξει οι περιστάσεις; Τα δεδομένα που χρησιμοποιήσαμε για την κατασκευή του μοντέλου ML εξακολουθούν να ισχύουν; Για παράδειγμα, το φύλο έχει ιστορικά εκπροσωπείται ως άνδρας και γυναίκα. Σήμερα η ταυτότητα φύλου αντιπροσωπεύεται ως αρσενικό, θηλυκό, άλλο, και άγνωστο. Στο εγγύς μέλλον, είναι πιθανό να εκπροσωπούνται ως απαντήσεις σε ένα σύνολο ερωτήσεων που επιτρέπουν στους κλινικούς ιατρούς να αντιμετωπίζουν καλύτερα και να σέβονται τον ασθενή. 

Υψηλά ειδικευμένοι επιστήμονες δεδομένων είναι κρίσιμοι για την κατασκευή περίπλοκων μοντέλων ML, αλλά είναι επίσης σημαντικό να έχουμε ειδικούς στο πεδίο που καταλαβαίνουν πώς να σκέφτονται τα μοντέλα και την παραγωγή. Φανταστείτε χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο σύνολο δεδομένων για να αναπτύξετε έναν αλγόριθμο για την πρόβλεψη του ποσοστού επιβίωσης των ασθενών με καρκίνο. Το μοντέλο αναγνωρίζει πολλαπλούς παράγοντες που σχετίζονται με το χαμηλότερο ποσοστό επιβίωσης. Ένας από τους παράγοντες αποδεικνύεται ο αριθμός των επισκέψεων που κάνει ένας ασθενής στην εξωτερική κλινική. Φυσικά, οι ασθενείς που πέθαναν θα είχαν περισσότερες επισκέψεις σε εξωτερικούς ασθενείς, καθώς και απεικονίσεις και εξετάσεις τις εβδομάδες ή τους μήνες που προηγήθηκαν του θανάτου τους από εκείνους που ήταν πιο υγιείς. Ωστόσο, θα ήταν λάθος να προσδιοριστούν αυτοί οι παράγοντες ως παράγοντας κινδύνου για το θάνατο σε αυτόν τον πληθυσμό ασθενών.
 
Σε ορισμένες περιπτώσεις, μια ML-plus-ανθρώπινη προσέγγιση λειτουργεί καλύτερα. Συχνά η έξοδος ενός μοντέλου ML δεν είναι οριστική, αλλά έχει μια πιθανότητα που σχετίζεται με αυτό. Για παράδειγμα, η Avant-garde Health χρησιμοποιεί το ML για να τοποθετήσει τις εκατοντάδες χιλιάδες ιατρικών προμηθειών και ναρκωτικών που χρησιμοποιούνται στα νοσοκομεία στο σύστημα κατηγοριοποίησης προϊόντων, ώστε να διευκολύνει τους διερμηνείς και τους ιατρούς. Το μοντέλο ML ταξινομεί πολλά προϊόντα με σχεδόν 100% εμπιστοσύνη, αλλά υπάρχουν επίσης πολλά προϊόντα όπου μπορεί να είναι σωστά 80% ή λιγότερο από το χρόνο. Βάσει του συνδυασμού της αξίας δολαρίων των προϊόντων και της πιθανότητας ότι το μοντέλο ML είναι σωστό, το avant-garde θα έχει έναν εμπειρογνώμονα να αναθεωρήσει την έξοδο ML και να το διορθώσει όπου χρειάζεται.
 
Μύθος 3: Θα υιοθετηθούν και θα αξιοποιηθούν επιτυχημένοι αλγόριθμοι.
Δυστυχώς, πολλοί ισχυροί αλγόριθμοι δεν υιοθετούνται ή χρησιμοποιούνται επειδή δεν ενσωματώνονται στη ροή εργασίας των πιθανών χρηστών. Ένα από τα νοσοκομεία στα οποία εργαζόμαστε δημιουργήθηκε μια αίτηση για να βοηθήσουμε τους ιατρούς να προσδιορίσουν ποιος είναι ο σωστός ειδικός στον οποίο θα πρέπει να παραπέμπει έναν ασθενή με ένα συγκεκριμένο πρόβλημα. Κανείς δεν το χρησιμοποίησε. Οι γιατροί ήταν πολύ απασχολημένοι για να βγουν από το ΗΜΥ, να ανοίξουν την εφαρμογή, να εισάγουν πληροφορίες σε αυτό και στη συνέχεια να επιστρέψουν στη χρήση του ΕΣΔ. Η Susan Devore, διευθύνουσα σύμβουλος της Premier, μιας εταιρείας αναλυτών που εξυπηρετεί παρόχους υγειονομικής περίθαλψης, έχει επισημάνει ότι “το μεγαλύτερο χάσμα στα εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων είναι να τα ενσωματώσει στη ροή εργασίας του ΕΔΑ”.
 
Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να χρησιμοποιήσετε τη λήψη αποφάσεων που προέρχονται από ML, συμπεριλαμβανομένων των υλικών αναφοράς, των συνόλων παραγγελιών, των σχεδίων φροντίδας, της αναφοράς μετά από την υποβολή στοιχείων και των ειδοποιήσεων. Από αυτές, οι ειδοποιήσεις στο σημείο λήψης αποφάσεων είναι συνήθως οι πιο αποτελεσματικές. Εξετάστε μια επιτυχημένη αίτηση από το Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) στη Βοστώνη. Οι συγκαταθέσεις για χειρουργική επέμβαση καταλήγουν με διάφορους τρόπους – σε χαρτί μέσω ταχυδρομείου, μέσω φαξ και μέσω ηλεκτρονικής μετάδοσης. Η εύρεση τους μπορεί να είναι μια πρόκληση. Το BIDMC δημιούργησε μια εφαρμογή ML που “διαβάζει” αυτόματα τα εισερχόμενα φαξ και τις αρχειοθετεί στο σωστό ιατρικό αρχείο, προσθέτοντας μια ειδοποίηση στον κατάλογο ελέγχου πριν από τη λειτουργία. Αυτό εξοικονομεί 120 ώρες προσωπικού ανά μήνα. Ένα άλλο παράδειγμα αφορά την έγκαιρη απομάκρυνση των ασθενών από το νοσοκομείο, η οποία είναι κρίσιμη για τη βελτιστοποίηση της ροής εργασίας, της διαχείρισης των κρεβατιών και των εσόδων. Το BIDMC δημιούργησε μια εφαρμογή που προβλέπει την ημερομηνία απόρριψης με υψηλό βαθμό ακρίβειας. Η παροχή αυτών των πληροφοριών σε κλινικούς ιατρούς και διευθυντές περιπτώσεων βοηθά τους ασθενείς να βρεθούν στο σπίτι τους την κατάλληλη στιγμή, μειώνοντας τις περιττές ημέρες νοσηλείας.
 
Αυτά τα επιτυχημένα παραδείγματα, καθώς και πολλές χιλιάδες άλλων στην υγειονομική περίθαλψη, μας δίνουν μεγάλη εμπιστοσύνη στην ικανότητα του ML να βελτιώνει ουσιαστικά τη φροντίδα του ασθενούς και να μειώνει το κόστος. Το κλειδί είναι να είμαστε προσεκτικοί σχετικά με τα είδη προβλημάτων που είναι ικανά να λύσουν το ML, ποιος πρέπει να συμμετάσχει στην ανάπτυξη του μοντέλου και την ερμηνεία της παραγωγής και πώς να διευκολύνει τους ανθρώπους να χρησιμοποιούν και να ενεργούν με γνώση.

ΡΟΗ ΕΙΔΗΣΕΩΝ

ΕΠΙΛΟΓΕΣ