Η Τεχνητή Νοημοσύνη μπαίνει στη διάγνωση ασθενειών

Οι δύο μητέρες βρίσκονταν σε απόγνωση. Τα παιδιά τους ήταν προφανές ότι νοσούσαν, αλλά η διάγνωση παρέμενε ανεπίλυτος γρίφος. Τότε αποφάσισαν να "ανεβάσουν" όλες τις εξετάσεις, που είχαν κάνει μέχρι τότε τα παιδιά τους, στο Μεγάλο Γλωσσικό Μοντέλο (LLM) Τεχνητής Νοημοσύνης (ΤΝ) ChatGPT-4o, με την ελπίδα ότι ίσως αυτο θα βρει τη λύση.

Η ΤΝ πράγματι έκανε τη διάγνωση και πρότεινε θεραπεία -και οι δύο μητέρες, άγνωστες μεταξύ τους, πήγαν εκ νέου στους γιατρούς των παιδιών τους, με την πρόταση του αλγόριθμου υπό μάλης. Γρήγορα αποδείχθηκε πως η διάγνωση ήταν σωστή, κι ακολούθησε η κατάλληλη θεραπεία. Η περίπτωση των δύο γυναικών παρουσιάστηκε τον περασμένο Οκτώβριο στο ιατρικό συνέδριο "Precision Medicine 2024: Education in the AI Era" στις ΗΠΑ και άναψε τη "σπίθα" της εξερεύνησης σε δύο επιστήμονες: τον γεννηθέντα στη Μυτιλήνη Αντώνη Αρμούντα, αναπληρωτή καθηγητή στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και κύριο ερευνητή στο Κέντρο Καρδιαγγειακών Ερευνών του Γενικού Νοσοκομείου της Μασαχουσέτης, καθώς και στο Broad Institute του Massachusetts Institute of Technology (ΜΙΤ), και τον συνεργάτη του, Joseph Loscalzo, ερευνητή -μεταξύ άλλων- στο Brigham and Women's Hospital. Οι δυο τους συνέταξαν επιστημονικό άρθρο για τον ρόλο των LLMs στην καλύτερη ενημέρωση των ασθενών και την ενεργή συμμετοχή τους στη διάγνωση, που πρόκειται να δημοσιευτεί στο έγκριτο "Digital Medicine" του ομίλου Nature εντός του Μαΐου.

Κατά τον Αντώνη Αρμούντα, η χρήση των LLM, όπως το ChatGPT-4o ή το Gemini, μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία νέας γενιάς, πιο "διαβασμένων" και ενημερωμένων ασθενών, οι οποίοι θα μπορούν να συνεργάζονται με τους γιατρούς τους για να εξασφαλίσουν την καλύτερη διάγνωση και θεραπεία. "Γνωρίζουμε από διάφορες μελέτες ότι οι διαβασμένοι ασθενείς έχουν πολύ καλύτερη πρόγνωση σε σχέση με το ιατρικό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν, γιατί έχουν πιο ενεργή συμμετοχή στη διαδικασία της διάγνωσης και της θεραπείας, "they own the process" όπως θα λέγαμε στις ΗΠΑ, η διαδικασία είναι κτήμα τους" σημειώνει ο Αντώνης Αρμούντας, που σπούδασε ηλεκτρολόγος μηχανικός στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ), πριν συνεχίσει τις σπουδές του στις ΗΠΑ, όπου έλαβε το μεταπτυχιακό του στη Βιοϊατρική Μηχανική από το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης και το διδακτορικό του στην Πυρηνική Μηχανική από το MIT, και πολύ γρήγορα στράφηκε στον τομέα της Καρδιολογίας ως πεδίο εφαρμογής των βιοϊατρικών ερευνών του.

Αρχικά, λέει, τα LLMs στον τομέα της ιατρικής θεωρήθηκε ότι είναι εργαλεία μόνο στο "οπλοστάσιο" του γιατρού, καθώς θα μπορούσαν να έχουν ένα συμβουλευτικό ρόλο, παρέχοντας για παράδειγμα επιπλέον γνώση σε ένα δύσκολο πρόβλημα, σε έναν μη ειδικευμένο γιατρό που -π.χ., στην περίπτωση της Ελλάδας- κάνει το "αγροτικό" του σε ένα απομακρυσμένο νησί του Αιγαίου. Ή ότι θα μπορούσαν ακόμα να "κρατούν σημειώσεις" για να καταρτίσουν την έκθεση για τη διάγνωση και θεραπεία ενός ασθενούς, έπειτα από μια συνάντηση με τον γιατρό του. Πλέον όμως, για πρώτη φορά, προσεγγίζονται ως κάτι που μπορεί να αξιοποιηθεί από τους ίδιους τους ψηφιακά εγγράμματους (digitally literate) ασθενείς, που επιθυμούν να έχουν πιο ενεργή συμμετοχή στην πορεία της υγείας τους.

 Θα είναι οι γιατροί δεκτικοί σε συζήτηση με "διαβασμένους" ασθενείς;

"Με απλά λόγια, ένα ψηφιακό εγγράμματο άτομο, που είναι και health literate (ενημερωμένο σε θέματα υγείας) θα μπορεί να εισαγάγει δεδομένα για τα συμπτώματά του σε ένα LLM και να ζητήσει να ενημερωθεί για την πιθανή διάγνωση και τις πιθανές θεραπείες. Να μην είναι δηλαδή παθητικός αποδέκτης των συμβουλών μιας Αρχής με πατερναλιστική συμπεριφορά -εν προκειμένω του/της γιατρού- αλλά να υπάρχει ενεργός διάλογος, να είναι πιο ενημερωμένος/η. Να μπορεί να συζητήσει πάνω σε πιθανές θεραπείες, που ο/η ίδιος/α θεωρεί πιο κατάλληλες, για λόγους φιλοσοφικούς, τρόπου ζωής, κοινωνικούς ή πρακτικούς. Αυτή την πιο ενεργή συμμετοχή την ονομάσαμε "patient agency", εξηγεί ο κ.Αρμούντας, μιλώντας στο ΑΠΕ-ΜΠΕ και την Αλεξάνδρα Γούτα.

Θα είναι όμως οι γιατροί δεκτικοί σε συζήτηση με διαβασμένους ασθενείς ή θα προβάλουν αντίσταση; "Πιστεύω, λόγω του αισιόδοξου τρόπου με τον οποίο βλέπω τα πράγματα, ότι ακόμα και αν υπάρχει αυτή η αντίσταση στην αρχή, όταν ξεπεραστεί -κάτι που πιθανώς θα πάρει χρόνο- και οι γιατροί θα ωφεληθούν. Θα γίνουν καλύτεροι. Θα υπάρχει αρχικά μια πρόκληση, αλλά ο/η γιατρός θα χρειαστεί τελικά να είναι και ο ίδιος περισσότερο ενημερωμένος, γιατί ο/η ασθενής θα τον επισκέπτεται διαβασμένος. Πέρα από τον παρόντα χρόνο, στο μέλλον, ο/η γιατρός θα δει τα οφέλη αυτής της διαδικασίας, και τελικά θα έχουμε καλύτερους γιατρούς, και καλύτερη ιατρική περίθαλψη" υπογραμμίζει.

Προσθέτει ότι αν στόχος είναι η αξιοποίηση της ΤΝ από τους ίδιους τους ασθενείς, ιδιαίτερη μέριμνα θα πρέπει να ληφθεί για την εκπαίδευση γύρω από το πώς δίνεται η πληροφορία από τον ασθενή στα LLMs. "Είναι σαφές ότι υπάρχουν πολύ μεγάλοι κίνδυνοι σε αυτό το πεδίο. Δηλαδή, πώς μεταφέρεται σε ένα LLM μια διάγνωση με απεικονιστική μέθοδο ή κάποιο εργαστηριακό αποτέλεσμα; Πώς γίνεται η επεξεργασία; Ποιες ερωτήσεις τίθενται στο LLM και πώς κατανοεί ο ασθενής τη διάγνωση; Για αυτό είναι, για την ώρα, απολύτως απαραίτητος ο ρόλος του γιατρού. Όταν υπεύθυνος για να αξιολογήσει το αποτέλεσμα είναι ο ίδιος ο ασθενής, τότε οι κίνδυνοι μπορεί να είναι μεγάλοι" λέει ο Έλληνας επιστήμονας, που το 2024 ήταν πρόεδρος σε δύο επιτροπές της Αμερικανικής Καρδιολογικής Εταιρείας, που δημοσίευσαν τις πρώτες επιστημονικές εκθέσεις- σημείο αναφοράς για τις τεχνολογικές καινοτομίες που διαμορφώνουν το μέλλον της καρδιαγγειακής περίθαλψης, αλλά και για τα κενά και τις προκλήσεις που αυτά τα ψηφιακά εργαλεία φέρουν.

Γιατροί εναντίον παραισθήσεων

Η ΤΝ έχει τις λεγόμενες "παραισθήσεις", δηλαδή μπορεί να παρουσιάσει ψευδή πληροφορία με αληθοφανή τρόπο. Δεν είναι λοιπόν επικίνδυνο ο/η ασθενής να επαφίεται σε μια διάγνωση, που μπορεί να είναι αποτέλεσμα τέτοιας διαδικασίας; Και αν πάει σε ένα φαρμακείο και προμηθευτεί ένα φάρμακο που λανθασμένα του προτείνει το LLM, για παράδειγμα; "Όσα συζητάμε για τα LLMs προϋποθέτουν τη συμμετοχή του γιατρού στη διαδικασία. Αν ζητήσω από το LLM μια διάγνωση και μετά την παρουσιάσω στον γιατρό μου, την τελική απόφαση για τη θεραπεία θα τη λάβει ένας έμπειρος επιστήμονας με γνώση. Συνεπώς, αν δεν υπάρξει αυτενέργεια από τον ασθενή, η παρουσία του γιατρού θα λύσει το πρόβλημα των παραισθήσεων της ΤΝ. Για την περίπτωση τώρα να υπάρξει αυτενέργεια... Καθένας μας είναι υπεύθυνος και υπεύθυνη για τις πράξεις μας. Δεν μπορεί να σταματήσει η πρόοδος της τεχνολογίας, επειδή γίνεται κακή χρήση της από κάποιους. Η ευθύνη όλων μας είναι αυτές οι τεχνολογίες να χρησιμοποιηθούν με τον βέλτιστο τρόπο, κατανοώντας τις δυνατότητες και τις αδυναμίες τους. Να συνεχίσουμε να αξιολογούμε την πιστότητα και την ακρίβειά τους, καθόλον τον κύκλο της ζωής τους" υπογραμμίζει.

Τα μοντέλα της ΤΝ συνήθως εκπαιδεύονται με δεδομένα κυρίως από συγκεκριμένες ομάδες πληθυσμού, π.χ, συχνά από Καυκάσιους άντρες. Είναι οι προτάσεις του αλγόριθμου εξίσου χρήσιμες, π.χ., για τις μαύρες γυναίκες ή τους Ασιάτες εφήβους; Όπως εξηγεί ο κ.Αρμούντας, ο ίδιος και οι συνεργάτες του είχαν εξετάσει αυτό το θέμα πολύ πριν αναπτυχθούν τα LLM, όταν ακόμα μιλούσαμε για τα λεγόμενα "συστήματα ΤΝ γενικού σκοπού".

"Η τοποθέτησή μας, που αργότερα υιοθετήθηκε από τον Οργανισμό Φαρμάκων και Τροφίμων των (FDA), ήταν τα μοντέλα αυτά να χρησιμοποιούνται στην ιατρική "as labeled", δηλαδή με μια "ετικέτα" πληροφοριών, ενδείξεων και αντενδείξεων, βασισμένη σε πληροφορία σχετικά με το δείγμα ασθενών, με το οποίο έχει γίνει η εκπαίδευσή τους. Αν είναι μαύροι ή λευκοί, σε τι ποσοστό είναι γυναίκες ή παιδιά.

Οπότε αυτή η πληροφορία μπορεί να βοηθήσει τον χρήστη, είτε είναι γιατρός είτε νοσοκόμα για το σε ποιες περιπτώσεις θα έπρεπε αυτό το μοντέλο να χρησιμοποιηθεί" σημειώνει, διευκρινίζοντας ότι "αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει από τον FDA οδηγία για τη λειτουργία και τον έλεγχο των LLM στον χώρο της υγείας".

Όταν η συνεργασία γιατρού - ΤΝ "σηκώνει" μόνο όσα ελικόπτερα διακομιδής πραγματικά χρειάζονται

Πώς θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν τα LLMs από γιατρούς και ασθενείς στα απομακρυσμένα ελληνικά νησιά; "Αυτό είναι μια δουλειά που προσπαθούμε να κάνουμε με το ΕΜΠ, από όπου έχω αποφοιτήσει και διατηρώ ιδιαίτερη σχέση με τη σχολή των ηλεκτρολόγων μηχανικών. Ας φανταστούμε έναν αγροτικό γιατρό, που μόλις αποφοίτησε από την ιατρική σχολή και υπηρετεί έναν ιερό σκοπό σε μια δυσπρόσιτη περιοχή χωρίς πρόσβαση σε νοσοκομείο.

Δεν είναι έμπειρος καρδιολόγος, ωστόσο καλείται να κάνει μια σωστή διάγνωση, όταν έρχεται ένας άντρας με πόνο στο στήθος. Πρέπει ν' αποφασίσει αν ο ασθενής έχει κάποιο καρδιολογικό θέμα που απαιτεί άμεση διαχείριση ή αν έφαγε πολύ γιατί ήταν Πάσχα και έχει δυσφορία. Εδώ η ΤΝ μπορεί να βοηθήσει τον ειδικευόμενο παθολόγο να παίξει σε ικανοποιητικό βαθμό τον ρόλο του ειδικευμένου καρδιολόγου και να λάβει αποφάσεις που θα οδηγήσουν σε έγκαιρη και σωστή διάγνωση" σημειώνει.

Όπως λέει, δεν είναι μόνο ότι θα σώσει τη ζωή του ασθενούς, που είναι το πιο σημαντικό. Είναι και ότι, στην περίπτωση ενός απομακρυσμένου νησιού, θα αποφασίσει αν θα σηκωθεί ή όχι ένα ελικόπτερο διακομιδής. Άρα τα οφέλη είναι και κοινωνικά και οικονομικά, αφού γίνεται εξοικονόμηση πόρων, ανθρώπινων και χρηματικών.

Αυτό αφορά τους γιατρούς. Θα μπορούσαν να ωφεληθούν από τη χρήση των LLMs και οι ίδιοι οι ασθενείς σε απομακρυσμένα νησιά; "Αυτό είναι το αντικείμενο της τρέχουσας έρευνάς μου, το πώς μπορούμε για παράδειγμα να χρησιμοποιήσουμε -ως ασθενείς- ένα απλό τηλέφωνο σαν διαγνωστική συσκευή, που θα παρέχει όμως πληροφορία ιατρικού βαθμού (medical grade), όχι απλά "ψυχαγωγικού", όπως το Apple Watch ή το Fitbit, που είναι μεν χρήσιμα, αλλά τα χρησιμοποιούν κυρίως νέοι και υγιείς άνθρωποι, που επιθυμούν καλύτερες αθλητικές επιδόσεις.

Για έναν ασθενή με καρδιακή ανεπάρκεια όμως, που θέλει να αισθανθεί ασφαλεια για να πάει έναν περίπατο στο βουνό, δεν βοηθούν ιδιαίτερα. Άρα, αν καταφέρουμε να παρέχουμε medical grade παρακολούθηση, που δεν είναι intrusive, δηλαδή δεν περιορίζει την κινητικότητα και δεν δημιουργεί δυσφορία στο να τη φοράς, ενώ έχει τη δυνατότητα να παρέχει υψηλής πιστότητας διάγνωση και υπάρχει απευθείας αλληλεπίδραση του ασθενούς με το τηλέφωνό του, τότε οι δυνατότητες είναι φανταστικές" καταλήγει.