Что 90-летняя мама объяснила своему сыну доктору Исааку Кохану, главе департамента биомедицинской информатики Медицинской школы Гарварда, про искусственный интеллект и систему здравоохранения
Скажите быстро: что вы видите на этом графике с горными вершинами? Нет, это не ежедневный подсчет шагов на моем фитнес-трекере. Хотя вы недалеки от истины.
Это график набора массы тела, который измеряется по электронной шкале и отражает данные за несколько недель. Если точнее, то это график набора массы тела моей 90-летней мамы, которая, несмотря на все мои усилия и предложения о переезде, продолжает жить одна в собственной квартире. «Я пережила Гитлера и Сталина, — говорит она. — Уж поверь, я могу о себе позаботиться». Ну, если говорить начистоту, она и правда может о себе позаботиться. Но как я понял в последние несколько месяцев, гораздо лучше она может заботиться о себе с помощью некоторых цифровых приспособлений. И этот опыт — пусть и только на одном единственном примере — убеждает меня, что потрясающие достижения в развитии искусственного интеллекта могут внести гораздо больший вклад в здравоохранение, чем на сегодняшний момент предполагают исследования. И большой вопрос, не заменят ли в ближайшее время роботы заботливых и разумных ухаживающих?
В чем была проблема
У моей мамы умеренные нарушения работы сердца. Ее врач выписал ей все необходимые препараты, включая Лазикс — мочегонное средство, при ежедневном приеме которого из организма выходит лишняя жидкость, а вместе с ней и лишние соли. Однако в прошлом году в течение нескольких недель ноги моей мамы внезапно очень сильно отекли. Жидкости скопилось так много, что она стала сочиться из-под кожи. Голени выглядели так, будто по ним текут слезы. Понятное дело, что мама испытывала изрядный дискомфорт. Лечащий врач направил ее в отделение неотложной помощи, где УЗИ показало, что размеры сердца значительно увеличены, а сокращения сердечной мышцы менее эффективны, чем следовало бы. Маму госпитализировали на неделю в больницу. И из всех препаратов, которые она получала, самым важным был внутривенный Лазикс, который во много раз превосходил по эффективности ее ежедневные таблетки. К тому моменту, как маму выписали из больницы, ее голени не то, чтобы приобрели прежние размеры, но стали заметно худее. Если бы я был черствым студентом медицинского института, я бы сказал, что ее отлично «размочили». Еще мама, конечно, сильно ослабела, проведя неделю в больнице, но вернулась в прежнюю форму благодаря занятиям с физическим терапевтом. Спустя полгода с мамой приключилась та же история, но на этот раз все было значительно хуже. После госпитализации ей пришлось поехать в реабилитационный центр, потому что она была слишком слаба, чтобы вернуться домой и самостоятельно обслуживать себя. Мама не могла даже идти без посторонней помощи. Я думаю, что если вы перенесли в детстве малярию, голод и тиф, то вы поймете, какой моя мама тертый калач. Спустя две недели интенсивной реабилитации она снова вернулась в свою квартиру. Но две госпитализации за столь короткое время меня очень сильно встревожили. И тогда я решил воспользоваться тем, что составляет предмет моих научных работ в качестве исследователя в сфере биомедицинской информатики. Я знал, что многие разработки применялись в разных системах здравоохранения — результаты были крайне разнообразны, но часто довольно разочарующими. И, тем не менее, я был настроен заставить их работать.
Как я решил действовать
Мой план состоял в том, чтобы мама могла каждый день следить за изменениями своего веса. И при первых признаках накопления жидкости, могла принять дополнительную дозу — еще одну таблетку — Лазикса, который восстановил бы водный баланс. В больницах врачи используют такой подход уже десятилетиями. Однако за пределами клиник этот способ неплохо себя показал лишь в некоторых сложных случаях. И как раз в исследованиях, где компьютер подавал сигнал о необходимости еженедельно повышать дозу мочегонных средств, значительного эффекта достичь не удалось. Но с другой стороны, отец моего приятеля — врач по специальности — вопреки всем ожиданиям прожил несколько десятков лет с тяжелой сердечной недостаточностью, каждый день контролируя вес и меняя дозировку препаратов, соответственно. Этот пример, конечно, нельзя рассматривать, как клинический случай, но мне он показался значимым. И мне захотелось пойти еще дальше. Прежде чем я продолжу, позвольте признаться, что, когда я рассказал о своих планах коллегам, особенно терапевтам и кардиологам, их реакция варьировалась от откровенной тревоги до неодобрения на скептически сморщенных лицах. Все стало только хуже, когда я напомнил, что изначально я по образованию педиатр. В общем, ребята, давайте на чистоту: не надо повторять этот эксперимент дома. И особенно я хочу подчеркнуть, что в ходе моего эксперимента регулярные посещения моей мамой врача никуда не делись. Он всегда оставался «маяком в бушующем море», стабильный и надежный, и я с ним очень много общался. Однако вернемся к теме: одной из самых сложных задач оказалось заставить маму вписаться в суровые рамки графика, которые я ей навязывал. Я решил, что, во-первых, самая важное — это сделать так, чтобы мама точно и аккуратно отсылала мне данные о своем весе и я мог незамедлительно на них реагировать. Поэтому я купил онлайн-шкалу, которая разработала компания Fitbit. Шкала позволила мне отслеживать данные о мамином весе через интернет-приложение. Я попросил маму взвешиваться каждое утро до завтрака. Первые несколько недель, если мама забывала взвеситься, и я не получал необходимых данных, я звонил ей и напоминал. Не прошло и месяца, как мама выполняла все указания без единого напоминания. Вместо этого она сама звонила мне и интересовалась, что я думаю по поводу ее сегодняшнего веса. Так, теперь самое простое: как контролировать баланс жидкости. Физиология сердца — довольно сложная штука. Много людей с переменным успехом пытались создать компьютерные модели, на которых можно было бы научиться предполагать, как изменится работа сердца в зависимости от модификации диеты, смены препаратов, патологии или упражнений. Но я свел все эти загадки к одному единственному вопросу: как понять, когда моя мама должна принять дополнительную таблетку Лазикса в данный конкретный день? Пожалуй, я назову свой план алгоритмом. Это звучит как-то значительнее. 1. Если вес мамы увеличивается больше, чем на один фунт (0,45 кг — прим.) за один день, рекомендована одна дополнительная таблетка Лазикса. 2. Если ее вес увеличивается только на фунт, необходимо подождать и посмотреть, увеличится ли он еще на фунт в ближайшие два дня. Если да, рекомендована одна дополнительная таблетка Лазикса. И если она приняла эту дополнительную таблетку, то… 3. Если вес не вернулся к исходным показателям на второй день после приема дополнительной дозы, то нужно дать еще одну таблетку на третий день. Если и на третий день вес не снизился, надо приехать и навестить маму дома, оценить, есть ли отеки на ногах и появилась ли одышка. Третий раздел алгоритма я назвал «посещение медсестры». Если я замечал что-то тревожное — отеки на ногах, учащенное дыхание, изменение цвета кожи — я звонил врачу мамы и просил назначить ей консультацию. В этой точке мы возвращались в стабильный привычный мир медицинского менеджмента, но на руках у меня было куда больше полезной информации, которой я мог теперь поделиться с ее лечащим доктором. Алгоритм также включал определение причины, по которой мама набирала вес. По телефону я выяснял, что она ела. И часто какое-нибудь предательское отклонение от диеты и становилось причиной поступления в организм дополнительной соли. Конечно, мама утверждала, что съела только обычный салат и пасту. Но каким-то волшебным образом выяснялось, что потом она умяла еще дюжину крекеров — соленых до скрипа на зубах. Только эти телефонные разговоры, в ходе которых допросы с пристрастием выводили мою маму на чистую воду, и позволили значительно снизить риски нарушения диеты. Кроме того, во время нашего общения у мамы выработалось четкое понимание, какие продукты ей необходимо перестать есть.
Так при чем здесь искусственный интеллект?
Вернемся к графику веса, который вы уже давно пролистали. На нем вы видите данные за несколько недель из целого года. Я выявлял каждый из этих пиков благодаря продуманному алгоритму. С помощью интернета и смартфонов я пользовался алгоритмом даже тогда, когда я находился на другом конце света или на отдыхе с семьей. И самое потрясающее, что моей маме ни разу не понадобилось обратиться к врачу или, более того, лечь в больницу. На ногах ни разу не появились отеки. Кроме того, я ни разу не позвонил ее доктору по поводу стабильно растущего веса, потому что по этому поводу алгоритм ни разу не выдал тревоги. И это еще не все. По прошествии нескольких месяцев мама сама стала мне звонить, чтобы сказать, что она уже применила алгоритм на сегодня, потому что ей надоело ждать, когда же я ей позвоню со своими рекомендациями. Так что же все-таки с искусственным интеллектом? Если компьютер может выиграть в техасском покере, располагая лишь некорректной информацией и играя против блефующих противников, уж наверно он как-нибудь справится с моей мамой? Я вот не очень уверен. На хрупкое здоровье пожилого человека может повлиять что-то одно или, наоборот, очень много всего сразу. И повлиять так, что это перечеркнет все представление о человеческом опыте: сколько граммов соли было во вчерашнем ужине? Каково состояние кожной инфекции на ноге? Как изменился уровень гормонов щитовидной железы? Жидкости в организме стало меньше из-за того, что сломался кондиционер и в квартире стало очень жарко? Человек получил печальное известие, из-за которого у него испортилось настроение, и он не стал делать упражнения?.. Это только часть событий, которые произошли с моей мамой за год и которые мне как-то надо было учитывать в алгоритме. И может, это покажется глупой непосредственностью, но мне кажется, амбулаторно отслеживать состояние пациента с сердечной недостаточностью гораздо сложнее, чем решать на первый взгляд гораздо более комплексные задачи, с которыми с успехом справляется техника глубинного обучения — определение раковых клеток в гистологическом срезе или поиск признаков диабета по снимкам сетчатки глаза. Еще более сложная задача — как компьютерной программе заставить такого матерого скептика, как моя мама, доверять рекомендациям машины? Какие уговоры, диаграммы, методы давления, кнута и пряника заставят кого-то, кто чувствует-то себя неважно, поменять свое поведение, сменить препарат или — что самое сложное — пищевые привычки? Такие навыки не у каждого человека-то есть, не то, что у компьютера. Так что же, нам надо сдаться? Наоборот! Не стоит впадать в человеческое заблуждение, что компьютер круче любого самого крутого хомо сапиенса. Гораздо более полезно сравнивать то, как люди на самом деле себя ведут. Даже с несовершенным компьютерным обеспечением и простейшими до примитива алгоритмами состояние моей мамы гораздо лучше, чем раньше, когда между визитом к врачу и изменением в терапии проходили недели. Я абсолютно уверен, что здоровье моей мамы и многих других пациентов можно еще улучшить, если нам удастся соединить два совершенно противоположных клинических подхода. Первый: в классической медицине необходимо изменить практику таким образом, чтобы можно было учитывать ежедневные и даже ежеминутные изменения, которые происходят в состоянии здоровья все увеличивающегося и стареющего населения со всеми его хроническими заболеваниями. И использовать эти полученные данные в длительном лечении. Но без продуманного и широкого применения искусственного интеллекта наша и без того замученная система здравоохранения не справится с этой задачей. И второй: никакой искусственный интеллект никогда не сможет заменить на страже здоровья семью и друзей — ни сейчас, ни в будущем. Искусственный интеллект может в сухую выигрывать у человека в шахматы или го. Он может быть куда способнее человека в таких малопонятных сферах, как, например, интерпретация рентгеновского снимка. Но искусственный разум не может оценить всей широты мира, не может считать изменение настроения или мельчайшие признаки переживания, не сможет убедить упертого человека прислушаться к рекомендациям доктора. Для этого нам не нужен искусственный интеллект. Нам нужно заботливое окружение.