Tema del 2/3: Digital intelligens fremmer dit helbred

Af Palle Vibe, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Det er nok ikke for meget at sige, at computeren mere end noget andet teknisk udstyr har hjulpet lægevidenskaben på vej til opdagelser, erkendelse og sygdomsbehandling på et niveau, vi aldrig nogensinde har set før, og som heller ikke havde været muligt for bare fem år siden.

Men takket være kunstig intelligens, deep learning software og neurale netværk er computerteknologien i stand til at sikre lægevidenskaben landvindinger af ufatteligt omfang og niveau. Og herhjemme står vi bestemt ikke tilbage i udviklingen. Men endnu skal der mennesker ind over, som kan foretage en nødvendig fagmæssig og professionel vurdering af det, de intelligente algoritmer når frem til.

Fremtidens piller skal printes som QR-koder på spiseligt papir

Ville det ikke være smart, hvis du kan hente din medicin via en app og printe den ud derhjemme? I hvert fald arbejder forskere fra Københavns Universitet på en pille, som består af spiseligt papir, hvorpå medicinen er påtrykt som QR-kode, der samtidig er recepten (og ved scanning rummer information om både pille og patient).

I første omgang forestiller forskerne sig dog, at udprintningen sker hos lægen, på hospitalet eller på apoteket. Det medicinholdige blæk skal printes i mønster som en QR-kode, så det bliver muligt for både sundhedspersonale og patienten selv at tjekke alle oplysninger om medicinen og brugen af den, udløbsdato osv. Særligt følsomme oplysninger skal naturligvis beskyttes med et login. Derved bliver det også nemmere for lægerne at holde styr på doserne og sikre sig, at der ikke er tale om falsk kopimedicin.

Oplysninger om navn, medicin, anvendelse osv. vil dukke op, når man scanner QR-medicinen på sin mobiltelefon. Illustration: Københavns Universitet

Udviklingen foregår med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond, og forskerne er ved at have rammerne på plads. Men der er stadigvæk en del udfordringer.

For det første skal papiret være både blødt og til at få ned, men samtidig stærkt nok til at printe på og håndtere. Også størrelsen og smagen skal selvsagt være rigtig. Foreløbig arbejder forskerne med en polymer af et materiale, der bliver presset, så det kommer til at minde lidt om oblater. Selve blækket repræsenterer også en udfordring, fordi det både skal være ugiftigt og hurtigtørrende.

Printerteknikken er derimod ikke noget problem, da der allerede findes en lang række blækprintteknologier, der vil kunne anvendes uden videre.

Kunstig dansk computerintelligens kan udlede tegn på hjertestop

Opkald til alarmcentralen 112 er ofte præget af panik og usikkerhed. Er den livløse patient ”blot” ramt af et ildebefindende, eller er der tale om et livstruende hjertestop? Centralens personale er naturligvis uddannet og trænet i at stille de rigtige spørgsmål og give beroligende instrukser.

Normalt kan personalet på den måde genkende symptomerne på hjertestop i tre ud af fire tilfælde, hvilket er meget højt sammenlignet med gennemsnittet i andre lande. Men et lille dansk startup-firma kaldet Corti har udviklet et intelligent program, der automatisk kan udlede patientens tilstand ud fra, hvad der bliver fortalt i telefonen med en træfsikkerhed på hele 90 %.

Firmaet har analyseret 150.000 båndede samtaler på 112 og takket være maskinlæring og stadig udvikling af intelligente genkendelsesalgoritmer har Corti-programmet opnået en så overbevisende vurdering, at vagtcentralens fagpersonale nu næsten øjeblikkeligt kan give de rigtige instrukser og redde både tid og liv.

Resultatet er faktisk så godt, at det har vakt international opsigt. Corti håber og forventer, at med tanke for, hvor mange emergency call-centre, der findes rundt om i verden, vil systemet potentielt kunne tilbyde en ret høj værdi for både dem og samfundet, og næste skridt bliver at rulle systemet ud på 911-centraler i USA.

AI-algoritmer forudser risiko for akutte indlæggelser

Et forskningsprojekt i Region Midtjylland har vist, at en computer ved at lede efter mønstre i store mængder sundhedsdata kan forudsige, hvilke patienter der har risiko for at kunne blive indlagt akut. Computersoftware kan eksempelvis med 90 % nøjagtighed regne ud, hvem der vil blive indlagt med en blodprop inden for de næste 100 dage. Som led i projektet har forskerne med tilladelse fra Datatilsynet og Styrelsen for Patientsikkerhed indsamlet omkring 700 sundhedsoplysninger fra 170.000 voksne borgere i Horsens, Skanderborg, Hedensted og Odder.

Region Midtjylland vil teste, om dataanalyse kan forudse, hvilke patienter der har risiko for snarlig akut indlæggelse.

Data går op til 10 år tilbage i tiden. Det er computerfirmaet Enversion, der sammen med bl.a. Hospitalsenheden Horsens står bag dette såkaldte projekt Tværspor. Disse mange oplysninger danner tilsammen en erfaringsbase, der er langt større end den, en læge kan opbygge gennem et langt liv. Og det vil hen ad vejen være til gavn for alle patienter, der vil kunne få en bedre behandling, bedre dosering af medicin og langt større chance for forebyggelse. Patienternes data er anonymiseret, og patienterne ved ikke, at deres data indgår i projektet, der indtil videre har vist sig så lovende, at Innovationsfonden har givet 11,3 mio. kroner til fortsat arbejde.

Lille bærbar epilepsi-alarm varsler både patienter og pårørende om anfald

En forskergruppe fra DTU Elektro står i samarbejde med flere københavnske hospitaler i spidsen for en række små trådløse såkaldte ”bær og glem” apparater, som patienter med kroniske sygdomme kan bære næsten umærkeligt på kroppen døgnet rundt, og som indsamler informationer om patienternes helbredstilstand.

Forskergruppen har eksempelvis konstrueret en epilepsi-alarm, der giver besked til pårørende, når et epilepsi-anfald nærmer sig. Det vil ikke bare være en sikkerhed for voksne epileptiske patienter, der måske frygter at få et epileptisk anfald, når de er alene på farten, men vil også kunne være af stor værdi for forældre til epileptiske børn.

Samme basisteknologi kan desuden anvendes til konstant overvågning af opererede kræftpatienter og generel monitorering af puls, blodtryk og iltmætning. Ganske som for epilepsi-alarmen gælder, at der sendes alarm til hospitalet, hvis disse livsvigtige funktioner ændres, så der hurtigt kan gribes fagmæssigt ind. Apparaterne betyder også, at lægerne kan indhente større viden om en række alvorlige sygdommes udvikling og virkning af forskellige behandlinger.

Watson hjælper danske speciallæger inden for diabetes

IBM har også udviklet en udgave af Watson kaldet Watson for Diabetes. Udgifterne til diabetespatienter stiger, da der hvert år bliver flere tilfælde. For at holde udgifterne nede, opfordrer lægerne patienterne til selv aktivt at holde deres blodsukkerniveau i balance. På den anden side er standardiseret behandling nøglen til en effektiv forvaltning af ressourcer, og Watson kan være løsningen på begge dele.

Watson for Diabetes er nemlig bygget til at foreslå og rangere behandlingsmuligheder ud fra over 80 personlige egenskaber, medicinske tilstande og laboratorieresultater for patienter med type 2 diabetes. Den vil læger forsøge at udforske på Steno Diabetes Center Copenhagen i Gentofte.

Dialog er en væsentlig del af Watson Diabetes-programmets opbygning.

Data kommer fra et samarbejde med American Diabetes Association (ADA), der praktisk talt har givet dem 66 års diabetes-data at lege med. Gennem ADA har Watson adgang til over 1000 medicinske publikationer om diabetes og kan udvides til at medtage andre publikationer.

Da almindeligt praktiserende læger jo ikke kan besidde samme kæmpemængde viden, som en supercomputer potentielt kan erhverve sig, kan Watson Diabetes gå ind som en slags rådgivende assistent i diabetes-forløb. Dog skal danske og europæiske hospitalslæger tage højde for, at Watson ser på verden med amerikanske øjne, og bedste udnyttelse af Watsons evner derfor forudsætter særlig tilpasning til danske forhold.

Watson er en dygtig læge, men dygtige læger kan også begå fejl

Det er dog ikke i alle tilfælde, at IBMs sagnomspundne ekspertprogram har ret. Den nye specialudgave af Watson Oncology til opdagelse af og behandling af kræft har været testet på Finsenscentret under Rigshospitalet. Desværre oplevede lægerne på Finsenscentret, at AI-doktoren foreslog medicin, som potentielt havde kunnet slå patienten ihjel.

Lægerne opfordrede Watson til at foreskrive behandling af hhv. bryst-, lunge- og tyktarmskræft og sammenholdt den digitale cancereksperts svar med 31 tidligere patienters behandlingsforløb.

I to tredjedele af tilfældene var Watson og lægerne nogenlunde enige om valget af behandling, men i en tredjedel af tilfældene var Watsons forslag fuldstændigt afsporede, idet programmet til eksempel anbefalede en trestof-kemoterapikur til en patient, der allerede havde fået 11 serier af denne kur, hvilket nok trods en vis bedring samtidig havde givet pågældende skader på nervebanerne.

Samme lidt forstemmende konklusion tegner sig fra læger på førende hospitaler i 13 andre lande, der har anvendt programmet i dagligdagen. Watson Oncology skaber ingen ny viden, programmet har svært ved at læse og forstå journaler og synes langt fra altid godt nok opdateret.

Watson Oncology programmet er effektivt i forbindelse med kræftdiagnosticering i mange sammenhænge, men kan ikke helt løbe fra sit amerikanske tilhørsforhold.

Watsons erfaringer med kræftpatienter stammer da også alene fra kræftcentret Memorial Sloan Kettering i New York, hvor de dygtigste læger fra hospitalet redegør for, hvordan de ville behandle patient x i situation y. Derfor er programmet dybt præget af amerikansk tilgang til kræftbehandling og trækker ikke nødvendigvis på de nyeste forskningsresultater fra hele verden, ligesom det er kræftspecialisterne på Memorial Sloan Kettering, der udvælger, hvilke artikler Watson skal læse.

Region Hovedstaden har foreslået IBM at give Watson løbende adgang til de nyeste europæiske retningslinjer og teste systemet igen på danske patienter. Men det har ikke passet ind i IBMs planer for nuværende.

Finsenscentret anvender derfor ikke længere Watson Oncology i aktiv kræftbehandling, men lægerne mener dog, at programmet udmærket kan tilbyde en second opinion, hvis onkologen er i tvivl om en behandling eller ønsker at få udfordret sin egen vurdering, ligesom programmet vil kunne indgå i uddannelsen af kræftlæger.

Ny elektronisk hud kan mærke varme, tryk og fugt

Forskere fra University of Colorado Boulder har opfundet et tyndt halvgennemsigtigt hudmateriale, der kan registrere temperatur, tryk, fugt og luftstrømninger - og så kan det fungere med det menneskelige centralnervesystem.

Det betyder, at områder, der før ikke kunne føle noget, nu får mulighed for det. Et oplagt område for anvendelse af teknologien er på personer, der har proteser, men opfindelsen kan også hjælpe robotindustrien på vej mod mere sansende robotter.

Dette såkaldte ”e-skin” kan med ét slag gøre kunstige lemmer og proteser til fuldgyldige kropsdele med både sanser og bevægelsesevner. Den veludviklede føleevne kan ikke bare hjælpe til bedre håndtering af ting, men også hjælpe bæreren til at undgå at brænde sig eller komme til skade. Men den kunstige hud kan som nævnt også give robotter langt bedre mulighed for at gebærde sig hjemmevant i menneskets verden, hvor det er afgørende at kunne føle alt fra et husdyrs bløde pels til at mærke, om et spædbarn har feber.

Den kunstige e-hud er fleksibel nok til at føje sig om krumninger og led.

Den elektroniske hud er fremstillet af et net af seje polymerer og sølvpartikler, der tilfører kemisk stabilitet og elektrisk ledningsevne. Huden er bøjelig og fleksibel nok til at kunne svøbe sig tæt uden om proteser og protesedele, og materialet kan oven i købet hele sig selv. Endelig kan materialet uden videre opløses i sine grundbestandele og genbruges.

ProjectDR gør det muligt for læger at se ind i kroppen med røntgensyn

En ny eksperimental teknologi udtænkt på University of Alberta skal gøre det muligt for læger at se gennem en patients hud ind til organer og knogler. Teknologien bærer foreløbig betegnelsen ProjectDR.

Der er dog ikke tale om real-time gengivelse af patientens indre. Metoden udnytter eksisterende 3D-scanningsbilleder, som projiceres ned på patientens krop i overensstemmelse med hans eller hendes liggestilling styret af strategisk placerede infrarøde kameraer og markører. Kameraerne opfanger den til enhver tid nøjagtige position af markørerne, så det er muligt at computerberegne kroppens orientering og lade projektorbilledet følge patientens bevægelser.

ProjectDR er her demonstreret på en mannequin-figur.

Det er også muligt alt efter situationen at isolere enkelte organer, så eksempelvis kun lunger og lungeblodårer kan ses under huden.
Ud over rent undersøgelsesmæssige anvendelser kan teknologien benyttes i forbindelse med undervisning, fysioterapi, kikkertundersøgelser og endog kikkertkirurgi og operationsforberedelse.

Kirurger med HoloLens kan se direkte ind i arme og ben

Microsofts alsidige HoloLens mixed-reality smartbriller kan bruges til meget, og nu også af kirurger til benoperationer.
Et hold fra Imperial College London ved St. Mary’s Hospital har med succes udnyttet Hololens briller under komplicerede benbrudsoperationer på i alt fem patienter.

Først blev patienterne CT-scannet for at danne 3D-billeder af knogler og kar i de ødelagte ben, og disse billeder blev derpå lagt digitalt ind oven på den virkelige verden. For de Hololens-bærende kirurger var det som at se ind under huden på patienterne, mens de opererede.

Teknologien kom specielt lægerne til gavn under arbejdet med at transplantere ny hud og nyt muskelvæv fra andre dele af patientenes krop og de forskellige blodbaner skulle sammensyes.

Normalt bruger operationspersonale en håndholdt ultralydscanner, men med CT-scanningsbillederne i et par Hololens-briller har britiske kirurger fundet det meget lettere at lokalisere og se de rigtige årer og kar.

Deep learning algoritmer giver langt sikrere diagnose af prostatakræft

Hen ved 4500 danske mænd rammes hvert år af en form for prostatakræft. Det er langt fra alle tilfælde, der er farlige, men en lille del kræver hurtig behandling. Den såkaldte PSA-test (Prostata Specific Antigen), der benyttes til at påvise sygdommen, er imidlertid ikke god nok til at skelne de farlige tilfælde fra de mindre risikobetonede, og konsekvensen er, at alle patienter af sikkerhedsmæssige årsager får samme kræftbehandling, der ofte giver flere både fysiske og psykiske bivirkninger.

Men på Karolinska Institutet i Sverige har lægerne udviklet en ny test baseret på maskinlæring og intelligente algoritmer, der skal reducere antallet af forebyggende biopsier og overbehandling og samtidig mere effektivt opfange flere tilfælde af højrisiko prostatakræft. Testen med det ”mundrette” navn Sthlm3 (Stockholm3), kombinerer patientdata med biologiske protein markører og ville have været umulig for bare fem år siden.

Studie fra Karolinska Institutet viser, at Sthlm3-prøverne er bedre til at indkredse alvorlig prostatacancer end dagens traditionelle PSA-test.

Et teststudie, hvori deltog 58.818 svenske mænd i alderen 50-69 år, har vist, at Sthlm3 i sammenligning med den eksisterende PSA-test kan reducere antallet af biopsier med en tredjedel og blotlægge op mod 20 % flere tilfælde af højrisiko prostatakræft. I dag tilbydes testen rutinemæssigt i Sverige, Norge og Finland og også danske læger har set sig varme på Sthlm3-metoden.

I Sverige arbejder Karolinska-forskerne videre med bl.a. at udvikle en metode til at afsløre det tumor-dna, som er i cirkulation i kroppen ved metastatisk prostatakræft.