Välj en sida

Artificiell intelligens kan rädda liv

Tema: Artificiell intelligens
Läkaren Ola Hjelmgren och ingenjören Jennifer Alvén håller på att träna upp datorn att förutse hjärtinfarkter. Med artificiell intelligens ska maskinerna söka igenom tusentals röntgenbilder för att hitta farlig åderförkalkning. Maskininlärning kan ge bättre vård, säger Ola Hjelmgren.
Text: Roland Cox
Foto: Fredrik Jalhed

Ola Hjelmgren lutar sig över arbetsstationen i ett nästan kalt kontorsrum på Sahlgrenska universitetssjukhuset i Göteborg. En dator är kopplad till en stor ritplatta av samma sort som tecknare och illustratörer använder. I handen håller han en digital penna. På plattan har han hämtat upp en skiktröntgenbild av någons hjärta. Han kan vända och vrida på bilden, se enskilda skikt eller vrida hjärtat tredimensionellt.

Ola Hjelmgren har studerat hjärtan och ådror i snart ett decennium, med röntgen, datortomografi och ultraljud. Han delar nu sin tid mellan klinikjobb och forskning.

– Vi vill se om man kan automatisera bedömning av röntgenbilder. Väldigt spännande, tycker han.

Han har lärt sig att hitta och granska de stora kranskärlen som forslar syresatt blod till hjärtat och fraktar bort blodet som passerat. Hjärt- och kärlsjukdomar är den vanligaste dödsorsaken i Sverige och orsakar skador och lidande.

– Här kan man se placken, åderförkalkningen, den där ljusa halvmånen i ådern, visar han.

Med digitalpennan ritar Ola Hjelmgren linjer som markerar var kranskärlen finns. När bilden är klar är det dags att skicka över den till Jennifer Alvén och hennes kollegor på Chalmers tekniska högskola, forskargruppen för datorseende på Institutionen för elektroteknik.

Artificiell intelligens i vården

På Chalmers sker själva träningen av den artificiella intelligensen. Själva talar forskarna hellre om maskininlärning, en mer precist avgränsad del av fältet.

– AI är ett ganska stort och fluffigt begrepp som kan omfatta mycket. En del AI-forskning har funnit i många år och egentligen inte utvecklats så mycket i den aktuella boomen. Det är just inom maskininlärning det har skett en otrolig utveckling de senaste tio åren, säger Jennifer Alvén.

På Chalmers matas den ursprungliga bilden av hjärtat in i systemet, som försöker hitta kranskärlen med hjälp av bildigenkänning. På bilden som Ola Hjelmgren framställde i samarbete med röntgenläkaren Erika Fagman är kärlen nu markerade med tydliga linjer. Den bilden används som facit.

– Varje pixel i bilden visar om den tillhör kranskärlet eller bara är en del av bakgrunden, förklarar Jennifer Alvén.

Maskinen som matas med träningsdata gör misstag, och för varje fel lär den sig och blir lite smartare. Steg för steg närmar sig maskinen målet att självständigt kunna skanna igenom bilder och vaska fram dem med mest farlig plack.

Jennifer Alvén uppskattar att man med AI skulle kunna analysera röntgenbilder mellan tio och tusen gånger snabbare. Tiotusentals röntgenplåtar skulle kunna gås igenom, dygnet runt, utan sömn eller matpauser.

– Initialt är det tänkt att användas i forskningsmiljöer. Men det finns förstås en förhoppning att någon gång i framtiden kunna använda automatiska verktyg kliniskt, säger hon.

Slutmålet är att Ola Hjelmgren inte behövs längre?
– Ja, det vore fantastiskt, skämtar han.

Citat

En del AI-forskning har funnit i många år och egentligen inte utvecklats så mycket.

Ola Hjelmgren hoppas att tekniken ska kunna klara av de lite enklare fallen så att läkaren kan ägna sig åt de mer svårbedömda. Det tar tid för människor att lära sig analysera bilderna, varje sjukhus har kanske bara ett begränsat antal experter. Med den här tekniken skulle mindre specialiserade läkare klara mer av jobbet, resonerar han.

– En väldigt lockande tanke är att kunna använda metoden dygnet runt, oavsett vem som är jourläkare, så att man öppnar upp för en bättre vård, säger Ola Hjelmgren.

Bedömningarna som en vältränad AI kan göra skulle dessutom bli mer konsekventa och mindre känsliga för mänskliga svackor och brister.

Å andra sidan kan Ola Hjelmgren fundera över hur läkarnas kunskaper och utveckling kommer att påverkas om de inte får möta hela mängden av fall, utan bara undantagen.

– Generellt kommer väl behovet av teknisk kompetens att öka inom vården, tror Jennifer Alvén.

– Maskininlärning har utvecklats oerhört de senaste åren, att datorn lär sig utföra en uppgift utan att en människa behöver säga åt den hur den ska göra. Den lär sig det själv, säger hon.

Jennifer Alvén är civilingenjör i teknisk matematik och har läst mycket matte, programmering och statistik. I år disputerar hon i medicinsk bildanalys.

Att genombrottet för maskininlärning kommit just de senaste tio eller femton åren förklarar hon med två faktorer: De nu lättillgängliga, kraftfulla, datorerna som klarar krävande bildbehandling fick forskningsfälten datorseende, bildanalys och robotik att explodera. Metoderna hon och Ola Hjelmgren använder har också gjorts möjliga genom tillgången till stora mängder data.

Ola Hjelmgren
Vi vill se om man kan automatisera bedömning av röntgenbilder. Väldigt spännande, tycker Ola Hjelmgren, läkare på Sahlgrenska universitetssjukhuset som delar sin tid mellan kliniken och forskningen.

Nu pågår många sorters forskning runt landet, som bygger på AI.

– Det har blivit ett extremt populärt forskningsområde, och populärt för industrin att gå in i, säger Jennifer Alvén.

– Andra forskningsfält ser en möjlighet att profilera sig och få nytta av det i sin forskning. Det kan gälla allt från medicin och teoretisk fysik till sociologi. Maskininlärning kan generera bilder, komponera musik och generera text utifrån en nyckelmening.

Hon vågar inte svara på om AI gör oss arbetslösa. Troligen behövs människan länge än.

– Förhoppningsvis kan man ta bort tråkiga, monotona arbetsuppgifter så att människan kan ägna sig åt sånt som man är bra på, som interaktion med andra människor och att fatta mer komplexa beslut.

Citat
En del människor röker och äter bacon hela livet utan att drabbas.

De båda forskarna och röntgenläkaren Erika Fagman samarbetar med den väldiga befolkningsstudien Scapis som undersökt 30 000 svenskar för att identifiera vad som orsakar – och skyddar mot – stroke, kol, plötsligt hjärtstopp, infarkt och andra sjukdomar.

Personerna har undersökts med datortomografi, ultraljud och magnetkamera, de har fått lämna blodprov, gjort lungtester och svarat på frågor om matvanor och livsstil.

Nu analyseras ofantliga mängder data på olika vis för att hitta sätt att förebygga sjukdomarna, samtidigt som de riskpatienter man hittar får hjälp. Alla får inte samma sorts plack och påverkas olika, vilket forskarna vill undersöka djupare och lära AI:n att söka efter.

– En del människor röker och äter bacon hela livet utan att drabbas. Så kost och motion är inte hela förklaringen, säger Ola Hjelmgren.

– Det vore väldigt bra om man med hjälp av den här tekniken kunde finna den andel av befolkningen som riskerar att få sjukdomar.

I Göteborg satsar man alltså på automatisk analys av röntgenbilder, andra aktörer inom Scapis siktar på andra faktorer.

– Om man kunde hitta den lilla andel av befolkningen som har en farlig typ av plack i kärlen så skulle man kunna rikta förebyggande åtgärder till dem och följa hur det går för dem, säger Ola Hjelmgren.

Han hoppas att maskininlärningen ska utvecklas så att fler typer av data kan analyseras av systemet, så att man kan spåra samband mellan fler faktorer.

– Jag väntar på att det ska hända mer rejäla saker i den medicinska världen. Det här är en väldigt spännande tid.

Jennifer Alvén instämmer:
– Men vi kommer att ha självkörande bilar innan vi har självkörande doktorer.

Folk i allmänhet är mer eller mindre fascinerade av robotar och AI, det vittnar de många filmerna på sådana teman om. Så, blir en AI-forskare partyts medelpunkt?

– Jag är småbarnsförälder, så det blir inga partyn, ler Ola Hjelmgren.
– Men jag har funderat på vad man ska svara barnen när det gäller vad de bör satsa på karriärmässigt.

– Programmering! skjuter Jennifer Alvén in.

0 kommentarer

Skicka en kommentar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Fakta

Tusentals hjärtan i ny databas

Det projekt som forskarna på Sahlgrenska och Chalmers jobbar med är en del av en svensk befolkningsstudie av hjärt- och lungstatus hos 30 000 slumpvis utvalda kvinnor och män.

De som undersökts är mellan 50–64 år och finns runt hela landet. Sex universitet och universitetssjukhus deltar och analyserar nu alla data. De första resultaten kan väntas under 2019.

Studien heter Scapis, vilket står för Swedish cardiopulmonary bioimage study. Den finansieras av Hjärt-Lungfonden med bidrag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Vinnova, Vetenskapsrådet samt universitetssjukhusen och universiteten själva.

Bli prenumerant på A-liv (det är gratis!)

Missa inget nummer av A-liv och håll dig informerad genom att bli e-postprenumerant. Du anmäler dig på aea.se/aliv.

Share This