Пермские студенты-медики поставили «диагноз» роботу

Статья опубликована в «Пермском медицинском журнале». Работа выполнена при финансовой поддержке Пермского научно-образовательного центра «Рациональное недропользование» (проект «Новые материалы и технологии для медицины», 2024 год).

Развитое клиническое мышление, умение сопоставить неочевидные симптомы и на их основе поставить диагноз необходимы врачу любой специальности и требуют постоянной тренировки и совершенствования. Особенно это актуально для студентов-медиков, которые только учатся грамотной диагностике, также это важно и для подготовки специалистов к процедурам аккредитации.

В практику будущих медработников входит работа с пациентами, но процесс живого общения достаточно ограничен, а для дальнейшей практической работы обязательно необходимо владеть навыками сбора жалоб, анамнеза и назначения лечения. Но в реальности доступ к больным, в том числе с редкими заболеваниями, как правило, ограничен, студентам не хватает опыта постановки диагноза и коммуникации, навык не отрабатывается на регулярной основе.

Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Пермского государственного медицинского университета имени академика Е.А. Вагнера и экспертами Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии имени С.Г. Суханова предлагают использовать искусственный интеллект и роботизированные системы, которые позволят лучше развивать медицинские профессиональные навыки и получать более качественную подготовку в соответствии с современными требованиями и Международным классификатором болезней.

В качестве роботизированной системы использовался антропоморфный робот на базе отечественной платформы Robo-C, разработанной российской компанией Promobot. Ранее учеными Пермского Политеха для данного типа робота были разработаны smart-челюсть и smart-зубы для практических занятий студентов-стоматологов и повышения квалификации практикующих врачей, а в 2024 году с коллегами по консорциуму Научно-образовательного центра был разработан модуль для введении инъекций в роботе (на данный момент идет процедура оформления результата интеллектуальной деятельности).

Политехники создали для робота специальную лингвистическую базу, описывающую ключевые моменты представленных в эксперименте болезней: анамнез, жалобы, данные физикального осмотра и другие, а также доработали робота в части его применения на клиническом приеме у того или иного врача.

Робот, максимально похожий на человека, обладающий возможностью разговаривать, оснащен специальной программой, значительно улучшает медицинское обучение. Он умеет говорить и имитировать симптомы различных заболеваний, включая критические состояния. Его реакции могут вызываться случайным образом, а также в ответ на те или иные раздражители в рамках заложенных сценариев – кейсов. В его базу загружены различные клинические вариации и правила согласно данным Международной классификации болезней. В основу сценариев вошли как типовые клинические случаи, так и редкие, процентная доля и встречаемость которых достаточно низкая. Все это необходимо, поскольку будущим медикам важно увидеть, почувствовать клиническую ситуацию, чтобы быть готовым к встрече с ней в реальной обстановке.

На основе искусственного интеллекта робот создает вариации клинического случая, а студент, общаясь с роботом (собирая анамнез) и используя специальный экран для имитации медицинской информационной системы, должен поставить диагноз и назначить лечение. Студент также может «направить» робота на виртуальные обследования. Апробация внедрений решений осуществлялась за счет привлечения ведущих медицинских центров в Перми, таких как ФЦССХ имени С.Г. Суханова, ККД, а также федерального аккредитационно-симуляционного центра при ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера.

Таким образом задача студента-медика как можно быстрее и точнее поставить диагноз, оказав необходимую помощь и осуществив все необходимые манипуляции и процедуры, а задача человекоподобного робота вариативно инсценировать поведение пациента при различных видах заболеваний.

Для проверки гипотез и апробации были проведены исследования среди обучающихся медиков 5-6 курсов ПГМУ, которых разделили на две группы по 100 человек.

В исследовании принимали участие люди с ишемической болезнью сердца, которая является одной из основных причин смертности во всем мире, и кардиомиопатией Такоцубо, которая встречается в 1-2 процента случаев от всех госпитализаций с подозрением на острый инфаркт миокарда. Первая группа обучающихся медиков выполняла задание по стандартной модели путем прямого общения с пациентом, а второй необходимо было выполнить все то же самое, но вместо реального человека им предстояло общение с антропоморфным роботом.

Ученые оценивали работу студентов по нескольким критериям: верно ли поставлен диагноз, насколько полно собраны жалобы и анамнез, оптимально ли назначенное лечение, проинформирован ли пациент обо всех деталях лечебно-диагностического процесса и др. Учитывалось также уважительное отношение врача, создание им условий комфорта и эмоциональной поддержки.

– В нашем эксперименте ограниченный доступ в клинику и отказ пациентов стали основными причинами невыполнения полной курации по первому случаю, а неудача студентов с кардиомиопатией Такоцубо объясняется чрезвычайной редкостью этого заболевания: за год клинического исследования на наших лечебных базах был лишь один человек с данным диагнозом. В отличие от реальных людей, робот-пациент доступен всегда, без ограничений и отказов, при этом возможны еще и дополнительные вариации коморбидности, – рассказывает Андрей Байдаров, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.

Как показало исследование ученых Пермского Политеха, все студенты, которые общались с роботом, успешно справились с постановкой диагноза. Это демонстрирует, что интеграция робот-ассистированных технологий в процесс обучения медиков, в коллаборации со специалистами практического здравоохранения, эффективно помогает им осваивать врачебные навыки. Это позволяет создавать и отрабатывать сценарии с любыми, даже самыми редкими заболеваниями и клиническими состояниями.

Политехники также отмечают, что, согласно критериям оценивания, качество лечения, которое назначали студенты, не отличалось у тех, кто работал с роботом, и тех, кто курировал реальных пациентов, что дает достаточно большие возможности для внедрения инновационных методик и подходов, в том числе с учетом изменений в законодательстве при подготовке медицинских специалистов.

ПНИПУ

1001 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше