Искусственный интеллект в медицине: Как умные технологии меняют подход к лечению

Посвящается моей семье—  Сьюзен, Саре, 

Ивену, Антонио, Джулиану иИзабелле. 

Спасибозабеззаветную поддержку ивдохновение, 

которые позволили мне завершить эту работу

Москва
2022

Перевод с английского

ISBN 978-5-9614-2920-6 (рус.)
ISBN 978-1-5416-4463-2 (англ.)

Все права защищены. Никакая часть этой книги 
неможет быть воспроизведена вкакойбы 
тонибыло форме икакимибы тонибыло средствами, 
включая размещение всети интернет 
ивкорпоративных сетях, атакже запись впамять 
ЭВМ длячастного илипубличного использования, 
безписьменного разрешения владельца 
авторских прав. Повопросу организации доступа 
кэлектронной библиотеке издательства обращайтесь 
поадресу mylib@alpina.ru.

© Eric Topol, 2019
© Издание нарусском языке, 
перевод, оформление.
 
ООО «Альпина Паблишер», 2022

УДК 004.8+61
ББК 32.813.5+53 / 57
 
Т58

Переводчик Александр Анваер
Научный редактор Александр Гусев, к.т. н., 
директор поразвитию проекта Webiomed
Редактор Любовь Макарина

Редакция благодарит запомощь вподготовке книги Игоря Корсакова, 
эксперта иконсультанта проекта помашинному обучению Webiomed
https://webiomed.ai / team / igor-korsakov / 
ikorsakov@webiomed.ai

ТопольЭ.

Т58  
Искусственный интеллект вмедицине: Какумные технологии меняют 
подход клечению/ Эрик Тополь; Пер. сангл.— М.: Альпина Паблишер, 2022.— 
398 с., ил.

ISBN 978-5-9614-2920-6

Мир медицины стремительно меняется: напомощь традиционным врачебным 
методам приходит искусственный интеллект. Каквнедрение новых 
технологий отразится насовременной диагностике илечении? Какбудут 
взаимодействовать врач ипациент, если обработку данных возьмут насебя 
машины? Смогутли пациенты влиять наход иметоды лечения своих заболеваний? 
Какие перспективы открывает использование искусственного 
интеллекта перед мировым медицинским сообществом, какие блага иопасности 
оно всебе таит, какие цели преследует? Наэти имногие другие важные 
вопросы подробно ипонятно отвечает автор книги Эрик Тополь— врач, ученый, 
исследователь ивсемирно известный эксперт вобласти применения 
искусственного интеллекта вмедицине.

УДК 004.8+61
ББК 32.813.5+53 / 57

Содержание

Предисловие Абрахама Вергезе ........................................... 7

Глава 1 
Знакомство с применением 
искусственного интеллекта в медицине ...........................13

Глава 2 
Поверхностная медицина .......................................................37

Глава 3 
Медицинский диагноз .............................................................57

Глава 4 
Что такое глубокое обучение .................................................77

Глава 5 
Серьезные трудности .............................................................. 111

Глава 6 
«Врачи-паттернисты» и изображения ........................... 137

Глава 7 
Врачи, не работающие с образами ..................................165

Глава 8 
Психиатрия .................................................................................197

Глава 9 
Искусственный интеллект 
и организация здравоохранения ......................................219

Глава 10 Важнейшие открытия ............................................................249

Глава 11 Действенная диета .............................................................. 275

Глава 12 Виртуальный медицинский ассистент ...........................299

Глава 13 Глубокая эмпатия .................................................................... 329

Благодарности .......................................................................... 359

Примечания ................................................................................361

Предисловие

Жизнь можно понять лишь задним числом; 

ножить надо, глядя вбудущее.

Сёрен Кьеркегор

Среди многих качеств, которые делают нас людьми ивыделяют 

среди животных, немалое место занимает потребность оглядываться 

назад. Трудно вообразить, как представитель другого биологического 

вида поздней ночью печально размышляет опогибшем товарище 

или обупущенном шансе устроиться наприличную работу. Мы, 

однако, возвели способность размышлять опрошлом вранг науки, 

оглядываясь насвой собственный вид так, словно мы—  Творец, про-

сматривающий писаную историю человечества иотмечающий вехи 

его прогресса отукрощения огня доизобретения микрочипа. Апотом 

мы стараемся придать всему этому  какой-то внятный смысл.

Тезис Кьеркегора отом, что мы живем, устремляя взор вбуду-

щее, ноосмысливаем жизнь, глядя впрошлое, означает лишь одно: 

мы вспоминаем прошлое, имея влучшем случае (неточные) све-

дения онем. Но,невупрек Кьеркегору иДжорджу Сантаяне * будет 

сказано, понимание истории необязательно дает нам противо ядие 

отее повторения. Для того, чтобы вэтом убедиться, достаточно 

бегло проглядеть текущие новости. Коротко говоря, прошлое нена-

дежно даже вкачестве руководства поизбеганию прежних ошибок. 

Определенно только будущее, ибо его сотворение целиком иполностью 
внаших руках.

 * Джордж Сантаяна (1863–1952)—  американский философ иписатель 
испанского происхождения. Ему принадлежит высказывание «Кто 

непомнит своего прошлого, обречен пережить его вновь».—  Здесь идалее, 
кроме особо оговоренных случаев, прим. ред.

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В МЕДИЦИНЕ

Эти рассуждения приводят нас кфутурологам, один изкоторых— 

автор этой чудесной книги. Такие люди, как он, услышав отом, что 

братья Райт поднялись ввоздух, способны предвидеть бюджетные 

авиарейсы, крупные аэропорты илюдей, высадившихся наЛуне. 

Эти историки настоящего начинают свое исследование стого, что 

происходит сегодня; эти люди спрашивают неотом, как избежать 

ошибок прошлого, аотом, как приумножить достижения настоящего. 
Вооружившись карандашом иблокнотом или планшетом, 

они начинают разведывать научно-технологический фронтир, 

они дотошно расспрашивают тех, кто неустанно сражается напередовых 
рубежах, атакже тех, кто сумел прорваться идальше. Они 

ищут новаторов, ученых, чудаков имечтателей. Они прислушиваются, 
отслеживают события, просеивают полученную информацию 

исинтезируют новые знания настыке многих научных дисциплин, 

чтобы все это обрело смысл для нас. Как вы увидите напримере 

книги «Искусственный интеллект вмедицине», это весьма труд-

ная винтеллектуальном плане задача, неговоря уже отом, что она 

требует инезаурядных творческих способностей. Для ее решения 

должно быть хорошо развито нетолько левое, ноиправое полуша-

рие, нопри этом понадобится призвать напомощь муз, ибо такие 

книги, как эта, непросто доносят материал, нотребуют отчита-

теля вдохновения.

«Искусственный интеллект вмедицине»—  это третья книга 

Эрика Тополя; очередное исследование того, что ждет нас вбуду-

щем. Впредыдущих работах, если взглянуть наних всвете нашего 

нынешнего положения, были изложены поистине провидческие 

идеи. В«Искусственном интеллекте вмедицине» Эрик замечает, 

что мы живем вэру четвертой промышленной революции, рево-

люции настолько глубинной, что ее невозможно сравнивать даже 

сизобретением парового двигателя, железных дорог иэлектри-

чества, даже спереходом кмассовому производству идаже ском-

пьютерной эпохой, если принять вовнимание масштабы перемен, 

которые повлечет засобой эта новая революция. Четвертая про-

мышленная революция, когда все будет вращаться вокруг искус-

ственного интеллекта (ИИ), робототехники ибольших данных, уже 

началась ипроявляется втом, как мы теперь живем иработаем, 

авозможно, ивнашем осмыслении себя как людей. Эта револю-

ция может ощутимо нам помочь, номожет исерьезно навредить, 

ПРЕДИСЛОВИЕ

углубив пропасть между богатыми итеми, укого скаждым годом 

становится все меньше денег.

Эта революция коснется всех сфер человеческой деятельности, 

имедицину она затронет невпоследнюю очередь. Сама медицина 

внастоящее время переживает кризис. Несмотря наневероятный 

иисключительный прогресс вмедицинской науке иврачебном 

деле запоследние четыре десятка лет, мы все равно слишком часто 

невсилах помочь больным. Мы оказываемся невсостоянии сле-

довать протоколу лечения, мы непреуспеваем вискусстве враче-

вания, потому что невидим перед собой уникальную личность. 

Мы знаем геном больных, нонеумеем выслушать их истории, мы 

неврачуем их разбитые сердца. Мы невидим нейрофибром—  при-

пухлостей нателе, свидетельствующих опароксизмальной гиперто-

нии,—  потому что нераздеваем больных вовремя осмотров, хотя 

это необходимо, ибо мы должны обращать внимание насостоя-

ние тела, анесмотреть наэкраны. Поэтому мы невидим иущем-

ленную грыжу упожилого больного, которая является причиной 

рвоты, инам приходится дожидаться дорогой компьютерной томо-

графии иобъяснений рентгенолога, который скажет нам то, что 

мы моглибы увидеть собственными глазами буквально усебя под 

носом. Страны, расходующие баснословные деньги наздравоохра-

нение, отстают потаким основным показателям, как, например, 

детская смертность, отмногих стран, которые тратят значительно 

меньше. Думаю, очень показателен тот факт, что автор начинает 

свою книгу сописания случая изсобственной жизни, когда ему 

несмогли верно диагностировать редкое заболевание, потому что 

врач неудосужился его выслушать, неувидел внем человека, лич-

ность. Это очень печальная иболезненная история.

Нет ничего удивительного втом, что высокие технологии хотя 

ирадикально изменили клучшему нашу способность заглядывать 

втайны человеческого организма, определять молекулярную струк-

туру здоровых ибольных тканей, новсеже способны ошибаться—  как 

илюди. Показательнейший пример— системы ведения электрон ных 

медицинских карт (ЭМК), которые внедрили внаши дни вбольшин-

стве госпиталей. Эти системы создали, чтобы упростить выставление 

счетов залечение, анедля облегчения труда врачей имедицинских 

сестер. Такие системы угрожают благополучию врача, они являются 

одной изпричин его выгорания иухода изпрофессии; более того, 

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В МЕДИЦИНЕ

они провоцируют невнимательность врача, так как присутствуют 

вкабинете постоянно, как непрошеный, назойливый инеприятный 

гость: экран притягивает внимание врача, отвлекая его отпаци-

ента. Вкниге «Отравленный собственной болезнью» (Intoxicated by 

My Illness), потрясающем описании последних стадий рака предста-

тельной железы, ее автор Анатоль Бруайяр сгрустью замечает, что его 

урологу следовалобы «буквально напять минут задуматься оситуации 
пациента, задуматься по-настоящему, целиком, неотвлекаясь, 

ему следовалобы вникнуть вположение пациента, проникнуться 

им хотябы ненадолго, заглянуть вего душу, анетолько внутрь тела, 

чтобы понять, вчем заключается его болезнь, ибо каждый человек 

болеет по-своему»1. Это горькое суждение, высказанное незадолго 

доэры электронных медицинских карт, отражает фундаментальную 
потребность больного человека; эта потребность всегда была, 

есть ибудет, она, яуверен, неизменится никогда, несмотря нато, 

что меняется окружающий нас мир. Это правило навсе времена: 

каждый человек переносит болезни по-своему.

Ясвоодушевлением итрепетом смотрю вбудущее ижду, когда 

мы сможем обуздать большие данные. Всилу способности быстро 

просматривать и обрабатывать огромные массивы данных искусственный 
интеллект и машинное обучение позволят достичь невероятной 
точности вдиагностике заболеваний ивпрогнозировании 

их течения. Янехочу сказать, что искусственный интеллект сможет 
заменить человека: да,эти технологии, вероятно, обеспечат 
нас рекомендациями намного более точными, нежели сейчас, 

новсе равно будет нужен искусный, заботливый ивнимательный 

врач, чтобы вместе спациентом идругими коллегами составить 

по-настоящему индивидуальную схему лечения. Более 2000 лет 

назад Гиппократ сказал: «Более важно знать, какой человек страдает 
некоей болезнью, нежели знать, какой болезнью страдает человек». 
В1981г. вредакционной статье, посвященной использованию 

компьютеров для оценки риска проведения нагрузочных проб вкардиологии, 
Роберт Калифф иРоберт Розати писали: «Правильная 

интерпретация ипотенциальная польза компьютеризированных 

данных будет зависеть отмудрости лечащего врача, опирающегося, 

кроме того, инадругие, более ранние источники информации»2. 

Это вечный принцип, который будет верен всегда, пока мы говорим 
олюдях, анеодеталях наконвейерной ленте.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вконце концов мы возвращаемся кконстатации удивительного 

факта: мы люди, мы состоим изплоти икрови, мы обладаем разумом 

исознанием, заключенными внеменее сложном теле. Взаимодей-

ствие тела исознания человека сложно идосих пор окутано тайной. 

Нонет никакой тайны вследующем: когда мы заболеваем, мы впервую 
очередь нуждаемся вуходе; болезнь, иособенно болезнь тяжелая, 
превращает нас вмаленьких детей. Ипусть нам необойтись без 

технических навыков изнаний, пусть нам нужны научная точность 

илучшее высокотехнологичное лечение, пусть мы хотим, чтобы наш 

врач «знал» нас (и, вотличие отвремен Гиппократа, это подразумевает 
изнание генома, протеома, метаболома, транскриптома, 

атакже расчетных данных, предоставляемых ИИ, ит. д.),—  нам, 

безусловно, необходимо, чтобы все эти сведения нам излагал заботливый, 
сопереживающий врач; сопереживания мы хотим иотдругих 
медицинских работников. Мы хотим, чтобы врач—  заботливый 

живой человек, анемашина—  тратил нанас свое время, осматривал 
нас, хотябы для того, чтобы подтвердить, где именно гнездится 

болезнь, ипоказывал это нанашем теле, аневрезультатах биопсии 
или нарентгеновском снимке. Этот личный осмотр сам посебе 

выражает уважение кнашей личности, показывает важность нашей 

жалобы наболь, когда врач дотрагивается добольного места. Как сказал 
много лет назад Пибоди *, секрет лечения пациента заключается 

взаботе опациенте.

Мы хотим, чтобы те, кто нас лечит, заглянули нам вдушу, 

узналибы онаших сокровенных страхах, оцели нашей жизни, отом, 

ради чего мы готовы жить иумереть.

Это есть—  ивсегда будет—  нашим самым заветным желанием.

Абрахам Вергезе,

врач, профессор теории и практики медицины 

Медицинской школы Стэнфордского университета, 

автор книги «Рассечение Стоуна»

 * Фрэнсис Пибоди (1881–1927)—  американский врач, автор известной 
ичасто цитируемой вамериканской медицинской литературе статьи 
«Забота опациенте» (The Care of the Patient).