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5 Wege, wie IBM Watson das Gesundheitswesen verändert
5 Wege, wie IBM Watson das Gesundheitswesen verändert
Anonim

Sie kennen wahrscheinlich IBMs Supercomputerprogramm Watson aus seiner Tätigkeit bei Jeopardy! vor etwa vier Jahren, als es die ehemaligen Meister Ken Jennings und Brad Rutter besiegte. Auf der Website des Unternehmens als „eine Technologieplattform, die natürliche Sprachverarbeitung und maschinelles Lernen verwendet, um Erkenntnisse aus großen Mengen unstrukturierter Daten zu gewinnen“, beschrieben, war es diese Kombination von Intelligenz, die es ermöglichte, die Jeopardy! Fragen richtig. Seit der Show hat IBM Watson jedoch sinnvoller eingesetzt; Hier sind fünf Möglichkeiten, wie das Programm dem medizinischen Bereich nicht nur hilft, sondern ihn vollständig verändert.

Interpretieren medizinischer Bilder

Vor einigen Monaten kaufte IBM Merge Healthcare für 1 Milliarde US-Dollar. Durch die Übernahme erhielt IBM Zugriff auf mehr als 30 Milliarden medizinische Bilder von über 7.500 Krankenhäusern und Kliniken in den USA, die früher zu Merge gehörten. Obwohl die meisten Menschen auf der Welt diese Bilder nicht brauchen würden, waren sie für Watson eine Goldgrube.

IBM wird Watson diese Bilder füttern, in der Hoffnung, dass es wichtige Informationen erkennt, die Ärzte möglicherweise übersehen. Es wird auch die Hilfe einer neuen Technologie, mit der es aktualisiert wurde, namens Deep Learning, die es ihm ermöglicht, Muster in Daten mit großen Informationsmengen zu erkennen.

Mit Deep Learning und all den medizinischen Bildern wird Watson verwendet, um Melanome zu untersuchen und zu diagnostizieren, eine Form von Hautkrebs, die aufgrund ihrer unterschiedlichen Ausprägung bei jedem Individuum schwer zu erkennen ist. Mithilfe der Deep-Learning-Fähigkeiten von Watson kann die Software möglicherweise wichtige, aber manchmal übersehene Merkmale der Krankheit erkennen.

Ärzte können beispielsweise Watson ein Bild eines neu diagnostizierten Melanoms zuführen, das das Bild dann in seine Datenbanken einfügt, damit es mit Tausenden anderer Bilder verglichen werden kann. Durch die Zusammenstellung dieser Informationen können Ärzte ein umfassendes Verständnis für die Diagnose zukünftiger potenzieller Melanompatienten sowie eine Liste von Behandlungsoptionen erhalten.

„Die Kombination der führenden medizinischen Bildgebungslösungen von Merge mit den erstklassigen maschinellen Lern- und Analysefunktionen von Watson Health von IBM ist die Zukunft der Gesundheitstechnologie“, sagte Michael W. Ferro Jr., Vorsitzender von Merge, in einer Pressemitteilung. „Die führende Technologie und das bewährte Know-how von Merge stellen eine einzigartige Kombination von Vermögenswerten dar, die den Kunden von Watson Health einen beispiellosen Wert bieten wird. Gemeinsam werden wir beispiellose neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Patientendiagnostik und zur Bereitstellung einer verbesserten Versorgung erschließen.“

Behandlung seltener Formen von Kinderkrankheiten

Laut dem Global Genes Project leidet jeder zehnte Amerikaner an seltenen Krankheiten, und die Hälfte davon sind Kinder. Daher haben sich IBM und das Boston Children’s Hospital in der Hoffnung zusammengetan, die kognitive Plattform von Watson zur Identifizierung, Diagnose und Behandlung seltener pädiatrischer Erkrankungen zu nutzen.

Zunächst konzentriert sich die Partnerschaft auf das steroidresistente nephrotische Syndrom (SRNS), eine seltene genetische Form der Nierenerkrankung, die Kinder ab 2 Jahren betrifft. Watson lernt Nephrologie - eine Studienform, die sich auf die Nierenfunktion konzentriert -, indem er medizinische Literatur zu diesem Thema liest und weitere Informationen zu Mutationen für SRNS zusammenträgt. Experten des Boston Children's Hospital werden Watson dann genomische Informationen von früheren Patienten zur Verfügung stellen, um das Wissen über die Krankheit weiter zu verbessern.

„Eines von Watsons Talenten besteht darin, in riesigen Datenmengen schnell versteckte Erkenntnisse zu finden und Muster zu verbinden“, sagte Deborah DiSanzo, General Manager bei IBM Watson Health, in einer Pressemitteilung. "Für die Kinder und ihre Familien, die ohne Diagnose leiden, ist es unser Ziel, zusammen mit den weltweit führenden Experten ein kognitives Werkzeug zu entwickeln, das es Ärzten erleichtert, die Nadel im Heuhaufen zu finden, und alle relevanten medizinischen Fortschritte aufzudecken, um effektiv zu unterstützen für das Kind sorgen."

Sobald Watson die Konzentration auf SRNS beendet hat, wird es die wissenschaftliche Literatur und klinischen Datenbanken in der Watson Health Cloud analysieren, um genetische Mutationen mit anderen Krankheiten abzugleichen und bessere Möglichkeiten für Ärzte zu finden, Behandlungsoptionen zu bestimmen. Ziel des gesamten Projekts ist es, Ärzten ein System zur Verfügung zu stellen, das die Genomsequenz eines Kindes interpretieren kann und mit dem sie in Verbindung mit medizinischer Literatur seltene Krankheiten schneller als je zuvor richtig identifizieren können.

Behandlung von Krebspatienten bei Ärztemangel

An Orten, an denen die Zahl der Patienten weit über der Zahl der Ärzte liegt – wie in Indien, wo kaum ein Arzt auf 1.700 Patienten kommt – kann es eine gewaltige Aufgabe sein, die erforderliche Behandlung zu erhalten. Aber kürzlich haben sich IBM und das Manipal Hospital, das drittgrößte Gesundheitsnetzwerk in Indien, zusammengetan, um Watson für die Diagnose und Behandlung von Krebs in den 16 Einrichtungen und akademischen Zentren von Manipal einzusetzen, in denen jedes Jahr etwa 200.000 Krebspatienten behandelt werden.

In Indien werden jährlich mehr als eine Million neue Krebsfälle diagnostiziert, wo der Ärztemangel etwa 16-mal größer ist als in den USA. „Wir haben einen dringenden Mangel an Ärzten“, sagte Dr. Ajay Bakshi, Chief Executive Officer der Manipal Hospitals, gegenüber Forbes. „Damit stellen wir sicher, dass meine Patienten die bestmögliche Versorgung erhalten.“

Die neue Software namens Watson for Oncology wurde in Zusammenarbeit mit dem Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York entwickelt. Ähnlich wie im Boston Children's Hospital wird Watson medizinische Informationen aus Zeitschriften und Lehrbüchern aufnehmen und diese Informationen dann in Begriffe umwandeln, die jeder verwenden kann, um verschiedene Behandlungsoptionen zu finden, spezifische Patienteninformationen zu analysieren und die gefundenen Beweise an seine Bedürfnisse anzupassen gesundheitliche Bedürfnisse. Es wird auch Deep Learning verwenden, um seine Datenbanken kontinuierlich mit Informationen zu aktualisieren, was bedeutet, dass es ständig mehr über die Onkologie lernt, wenn mehr Lehrbücher und Zeitschriften veröffentlicht werden.

Wie genau Watson Ärzten helfen wird, mit Indiens großer Überlastung von Krebspatienten umzugehen, sagte Dr. Bakshi in einer Pressemitteilung: „Watson for Oncology wird Manipals Ärzte bei ihrem Ziel unterstützen, jedem Krebspatienten das fortschrittlichste, wirksamste und kostengünstigste Angebot zu bieten -effektive Behandlung, wenn sie von einem Manipal-Onkologen irgendwo im Manipal-Netzwerk gesehen werden.“

Das genetische Profil einer Person verstehen und personalisierte Behandlungsoptionen anbieten

Wenn es darum geht, die Behandlungsmöglichkeiten von Krebspatienten zu personalisieren, kann es manchmal mehrere Wochen dauern. In Zusammenarbeit mit 14 Krebsinstituten hofft IBM, dass Watson diese Zeit auf wenige Minuten verkürzen kann.

Die Institute, zu denen das New York Genome Center, das University of Kansas Cancer Center und das Yale Cancer Center gehören, werden Watsons Deep-Learning-Fähigkeiten nutzen, um die DNA eines Patienten in ein brauchbares genetisches Profil zu übersetzen. In Kombination mit relevanter medizinischer Literatur wird es Ärzten ermöglichen, Patienten die individuellsten Behandlungsoptionen anzubieten. Deep Learning wird auch Watsons Erkenntnisse über Krebsbehandlungen weiter verbessern und Onkologen eine Fülle von Informationen liefern, die sie in so kurzer Zeit nirgendwo anders finden könnten.

Das Genom eines einzelnen Individuums benötigt allein etwa 100 Gigabyte Speicher. Die Analyse dieser Informationen zusätzlich zu Gesundheitsakten, Zeitschriften, Studien und Lehrbüchern würde unzählige Stunden in Anspruch nehmen, die Ärzte stattdessen nutzen könnten, um ihre Patienten zu behandeln. Watson hingegen kann diese Aufgabe in wenigen Minuten erledigen, indem er eine Visualisierung des Patientenfalls erstellt und potenziell nützliche Medikamente basierend auf dem DNA-Profil des Patienten auswählt.

"Wenn man mit Krebs zu tun hat, ist es immer ein Rennen", sagte Dr. Lukas Wartman, stellvertretender Direktor für Krebsgenomik am McDonnell Genome Institute der Washington University in St. Louis, in einer Pressemitteilung vom Mai. „Da ich selbst Krebspatient bin, weiß ich, wie wichtig genomische Informationen sein können. Leider dauert es oft Wochen, die Ergebnisse der Krebssequenzierung in potenzielle Behandlungsoptionen zu übersetzen scheint dabei zu helfen, diesen Zeitrahmen drastisch zu verkürzen."

In Bezug auf die Technologiejahre steckt IBM Watson noch in den Kinderschuhen. Die Technologie, die es Watson ermöglicht, sein volles Potenzial auszuschöpfen, wird in naher Zukunft kommen, aber das Stichwort lautet Zukunft. Die Entwicklung jeder Technologie braucht Zeit, und so sehr die Arbeit, die jetzt ansteht, Hoffnungen wecken mag, Watson kann Ärzte, Krankenschwestern oder andere medizinische Fachkräfte noch nicht ersetzen. Watsons Versprechen, Milliarden medizinischer Bilder zu scannen und die Diagnosezeit zu begrenzen, Informationen für eine personalisiertere Behandlung bereitzustellen und Ärzten dabei zu helfen, ihre Patientenbelastung zu bewältigen, ist jedoch immer noch etwas, auf das man sich freuen kann.

Betreiben einer App, die Schwangeren Ernährungstipps gibt

Während die meisten der oben genannten Innovationen in Krankenhäusern und Notfallzentren auf der ganzen Welt zu finden sind, gibt es eine Möglichkeit, wie Watson auf Ihrem Smartphone verfügbar ist.

IBM hat im Dezember die Nutrino App Powered by Watson vorgestellt. Die Smartphone-App, eine Zusammenarbeit mit dem Entwickler einer App für gesunde Ernährung, Nutrino Inc., soll schwangeren Frauen „wissenschaftlich fundierte, personalisierte und kontextbezogene Ernährungsberatung“geben. Die App wird die Nutrition Insights-Plattform von Watson und Nutrino nutzen, um personalisierte Essensempfehlungen und rund um die Uhr Ernährungsunterstützung zu geben.

„Gesunde Ernährung – eine Herausforderung zu jedem Zeitpunkt in unserem Leben – wird während der Schwangerschaft umso entmutigender, wenn der Ernährungsbedarf einer werdenden Mutter von Woche zu Woche schwanken kann“, sagte Dr. Yaron Hadad, Mitbegründer und Chief Science Officer bei Nutrino, in einer Pressemitteilung. „Die Nutrino App Powered by Watson hilft Frauen, sich durch eine Fülle verfügbarer Ernährungsinformationen zu navigieren, und bietet Empfehlungen, die auf die sich ändernden Bedürfnisse einer Frau während ihrer Schwangerschaft reagieren.“

Sobald sich eine schwangere Frau bei der App registriert, kann sie ihren Schwangerschaftsstatus, Ernährungsbedürfnisse, Gesundheitsziele, Ernährungspräferenzen, Essgewohnheiten und sogar Daten von tragbaren Geräten wie Fitbit eingeben. Sie kann Watson dann eine Vielzahl von Fragen zur Schwangerschaft stellen, z. B. „Kann ich Kaffee trinken?“, „Sind Eier in meinem ersten Trimester in Ordnung?“oder „Was soll ich essen, um bei Sodbrennen im dritten Trimester zu helfen? ?" Watson beantwortet diese Fragen, indem er die Datenbank von Nutrino durchsucht, die über 500.000 Lebensmittel und 100.000 medizinische Quellen enthält. Im Laufe der Zeit trägt Watsons Deep Learning dazu bei, die Antworten und Empfehlungen auf den Einzelnen zuzuschneiden und so eine personalisierte Pflege zu Hause zu bieten.

So nützlich Watson auch in Krankenhäusern und Notfallzentren auf der ganzen Welt sein wird, es gibt eines zum Mitnehmen, betont Dr. Kyu Rhee, Chief Health Officer von IBM Watson Health: Es wird Gesundheitsteams nicht ersetzen, sondern nur ergänzen. „Nein, nein. Kein Ersatz für Ärzte, es geht um Beziehungen – Beziehungen zwischen [dem] Gesundheitsteam des Patienten und dem Patienten und die [Beziehung zwischen] dem Gesundheitsteam selbst.“Rhee sagte gegenüber Medical Daily.

Es geht auch um Ärzte und kognitive Systeme sowie um Augmented Intelligence. Aber in erster Linie geht es darum, Beziehungen im Gesundheitswesen zu stärken. „Ich kann nicht alles über Beweise oder [die Patientenakte] wissen. Watson erinnert mich oder fordert mich auf“, sagte er, dass es sehr wichtig sei, das Beste aus jedem Arztbesuch herauszuholen.

Das ultimative Ziel von IBM ist es, den Zugang zur Gesundheitsversorgung zu demokratisieren. Patienten werden immer Zugang zu ihren Krankenakten haben, denn „das Gesundheitswesen ist digitalisiert, [und es gibt viele] Möglichkeiten, diese Daten zu nutzen, um Menschen im Gesundheitswesen zu helfen.“

Korrektur: Eine frühere Version dieser Geschichte besagte, dass einer von 10 Amerikanern, die an seltenen Krankheiten leiden, Kinder waren. Einer von zehn Amerikanern leidet an seltenen Krankheiten.

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