Søg
Close this search box.
Kategorier
AI Health tech Nyheder

Nu skal AI være sundhedspersonalets ”lane assist” ved ultralydsscanninger af gravide

23. maj 2024

Nu skal AI være sundhedspersonalets ”lane assist” ved ultralydsscanninger af gravide

Efter to års arbejde har et hold af forskere på tværs af de danske universiteter skabt en kunstig intelligens, der kan bedømme kvaliteten af ultralydsscanninger af gravide på baggrund af input fra erfarne læger. Modellen skal agere assistent i sundhedssektoren, så kvaliteten af scanninger kan højnes. Ikke bare i Danmark, men også i udviklingslande.

Ultralydsscanninger af gravide er en svær kunst. Mange læger har viet deres arbejdsliv til at tage de helt rigtige billeder af fostre – blot ved hjælp af en lille sonde og en skærm.

Jagten på fosteranomalier sker under vanskelige vilkår. Ultralydsstråler, fedtlag og organer går ikke altid godt i spænd, og disciplinen bliver ikke nemmere af en ofte uklar billedkvalitet, som kan være svær at tolke på.

I dag er der stor forskel på kvaliteten af ultralydsscanninger af gravide, og der er evidens for, at erfaring hos de klinikere, der udfører scanningerne, korrelerer med, hvorvidt væksthæmning bliver opdaget. Det understreger behovet for at standardisere kvaliteten af ultralydsscanninger på tværs af klinikere og hospitaler. Her kan kunstig intelligens spille en stor rolle som en mentor for de mindre erfarne klinikere.

Læger træner algoritmen

Som en del af projektet EXPLAIN-ME har en gruppe forskere siden 2021 forsøgt at skabe en forklarlig kunstig intelligens (XAI), som er designet til at vejlede sundhedspersonale i at udføre højkvalitetsscanninger selv uden dybdegående ekspertise.

Et markant gennembrud i projektet har været udviklingen af en algoritme, der på baggrund af erfarne lægers kriterier for gode ultralydsscanninger er kommet op på et niveau, hvor den er lige så god som en erfaren kliniker til at udvælge gode scanningsbilleder fra en undersøgelse.

”Ultralydsscanninger kræver meget erfaring og specialiserede evner. Det er ret svært at få et godt billede. Det betyder, at der er stor forskel på kvaliteten af de screeninger, de forskellige hospitaler foretager. Vi håber på, at vores projekt kan udjævne kvalitetsforskellen,” siger Aasa Feragen, projektleder på EXPLAIN-ME-projektet og professor på DTU Compute.

Tæt parløb mellem praktik og teori

Med en effektiv AI-model og halvandet år til færdiggørelsen af projektet bliver næste skridt at finde ud af, hvordan modellen bedst kan kommunikere til sundhedspersonalet. En disciplin, som ofte bliver overset i forskerverden.

”Vi arbejder meget tæt sammen med læger og sonografer. Det er utrolig vigtigt, at vi som tekniske forskere får viden om, hvad det er der skal til, for at vores modeller kan rykke noget ude i samfundet,” siger Aasa Feragen.

Derfor har Ph.D studerende Jakob Ambsdorf fået unik adgang til sundhedspersonalet hos Copenhagen Academy for Medical Education and Simulation (CAMES) på Rigshospitalet for at for at forstå sundhedspersonalets behov.

“Jeg har tilbragt meget tid i klinikken på Rigshospitalet for at finde ud af, hvad personalet finder vanskeligt. Derfor ved vi nu, at sonografer ikke nødvendigvis har brug for hjælp til diagnosticering. De har brug for at forbedre deres billeder. Så i stedet for at forsøge at efterligne menneskelige beslutninger skal vi forbedre de omkringliggende faktorer. For eksempel kan vi anbefale dem at flytte sonden lidt til højre eller ændre nogle indstillinger, som gør, at billedet bliver klarere. Som en slags lane-assist til sonografer og læger,” siger han.

Kan udbredes til tredjeverdenslande

Med afslutningen af projektet i sigte i 2025, er det centrale mål at bygge ovenpå XAI-modellen, så den kan give mindre erfarent sundhedspersonale værktøjerne til selv at udføre avancerede scanninger. Ikke bare i Danmark, men i hele verden. XAI-modellen fra Københavns Universitet er allerede blevet testet med data fra Tanzania og Sierra Leone.

”På sigt kan man bruge modellen i områder, hvor der er begrænset adgang til udstyr af høj kvalitet, og hvor det er svært at finde specialiseret personale,” slutter Jakob Ambsdorf.

DIREC har støttet EXPLAIN-ME-projektet med 7,39 mio. kr. Ud over et fokus på ultralydsscanninger fokuserer projektet på diagnosticering af nyre-tumorer og robot-kirurgi.

Hvad er forklarlig kunstig intelligens (XAI)?

Forklarlig kunstig intelligens handler om at forklare baggrunden for AI-modellers output og styrke tilliden til modellens beslutninger. Maskinlæringsmodeller bliver mere og mere komplekse. Samtidig bliver de i stigende grad brugt til at tage vigtige beslutninger. Med forklarlig kunstig intelligens kan brugeren bl.a. finde frem til, hvilke data modellen er trænet på og vurdere om outputtet er korrekt.

Kategorier
Nyheder

Kan AI bringe et skrantende sundhedsvæsen tilbage i topform?

16. NOVEMBER 2022

Kan AI bringe et skrantende sundhedsvæsen tilbage i topform?

Danmark mangler speciallæger og sygeplejersker. I 2025 vil vi ifølge Dansk Sygeplejeråd mangle mindst 6.000 sygeplejersker, og også manglen på speciallæger er et kæmpe problem i en historisk presset sygehussektor.

Samtidig bliver vi flere ældre, behandlingskrævende borgere, der stiller større krav til behandlingskvaliteten. Så hvordan løser vi udfordringerne, og hvor skal arbejdskraften komme fra, når vi ikke kan nå at uddanne og tiltrække nye sygeplejersker og læger i det tempo, vi har brug for?

AI kan være en del af løsningen

En af løsningerne skal findes i den digitale udvikling, nærmere bestemt i AI-teknologi. Alene i 2021 og 2022 er over 200 nye AI-algoritmer i medicinsk udstyr blevet godkendt af de amerikanske sundhedsmyndigheder FDA, og vi er også i fuld gang i Danmark.

AI-algoritmer kan fx analysere røntgen- og scanningsbilleder og være en værdifuld hjælp for radiologer, som får frigivet tid. I stedet for, at to radiologer verificerer et røntgenbillede, kan algoritmen gøre det ud for den ene radiolog.

I Region Hovedstaden har man gennemført forsøg med AI i brystkræftscreeningen, og resultaterne er lidt af en øjenåbner. Fx faldt antallet af falsk-positive svar med 25 procent, samtidig med at arbejdspresset på radiologerne blev reduceret med 62,6 procent.

Lignede positive resultater har man på Bispebjerg Hospital, hvor man sammen med det danske firma Radiobotics har arbejdet med at lade AI-algoritmer analysere røntgenbilleder og har fundet ud af, at det ikke bare sparer tid, men også har positiv indflydelse på det videre patientforløb.

Også når det gælder opsporing af patienter med særlig risiko for at udvikle blodforgiftning, viser AI lovende resultater ifølge et større forsøg lavet i samarbejde mellem det aarhusianske firma Enversion og Region Midtjylland. At kunne identificere patienter med høj risiko for kritisk sygdom er netop afgørende for at organisere behandlingen og bruge ressourcerne bedst muligt, lyder det samstemmende fra lægefaglige eksperter.

En hurtig og præcis diagnosticering betyder, at sygehuset vil kunne sætte hurtigt ind med den rette behandling. Udover at blive hurtigere rask og få bedre langtidsprognoser vil patienten belaste sundhedssystemet mindre – for patienter, som får den rigtige behandling tidligt i forløbet, vil være mindre behandlingskrævende og kræve kortere indlæggelse på sygehus.

Spørgsmålet er ikke om, men hvordan

Når det gælder AI i sundhedsvæsenet, er vi kun lige begyndt rejsen og har angrebet de lette problemer. Der er et kæmpe potentiale i teknologien, men skal vi udnytte mulighederne, kræver det, at vi udvikler nye AI-algoritmer, som kan håndtere større datamængder, kan arbejde med tidsserier, er gode til at forklare deres fund og meget mere. Et område, som vi i Danmark også forsker aktivt i bl.a. i regi af Digital Research Center Denmark (Direc).

Det store spørgsmål er altså ikke, om teknologien kan være med til at løse problemerne og endda være med til at bringe det danske sygehusvæsen tilbage i front på behandlingskvalitet og effektivitet – det er derimod om vores sundhedsvæsen er klar til at implementere de nye løsninger. Og hvilke udfordringer, der opstår i mødet mellem digital forskning og hverdagen på et travlt sygehus.

Der er derfor brug for politisk handling og endnu mere fokus på den digitale udvikling i sundhedssektoren. Og der er brug for flere tværfaglige samarbejder mellem landets supersygehuse, universiteter, it-forskere og teknologivirksomheder.

På sundhedsområdet er der virkelig en opgave at tage fat på, og AI er et af midlerne, som kan bringe det danske sundhedsvæsen tilbage i den hvide førerkittel, hvis vi prioriterer opgaven rigtigt.

Vi skal ikke blindt lade os forføre af løfter om teknologiens uendelige muligheder, men vi skal arbejde målrettet med at udnytte de faktiske muligheder – og fjerne eller mindske de barrierer, som forstyrrer.

Fem barrierer for at implementere nye teknologier i sundhedssektoren

På Digital Tech Summit i oktober mødtes teknologivirksomheder, forskere, innovatører og sundhedsprofessionelle for at tale om implementering af nye teknologier i det danske sundhedsvæsen.

Sessionen var arrangeret af DIREC, Pioneer Center for AI, CBS, DTU og Danish Life Science Cluster.

Ifølge eksperter er de største udfordringer for udvikling og implementering af AI på landets sygehuse:

Der er stadig for mange juridiske barrierer. En godkendelse af en algoritme kan f.eks. godt kræve mere end 20 godkendelser.

  • Adgang til data og stramme lovkrav til, hvordan data kan bruges.
  • Løsninger skal udvikles i fællesskab mellem forskere, virksomheder og sundhedsprofessionelle, og der er behov for at øge samarbejdet på tværs.
  • Der er en mangel på AI-specialister til at udvikle og implementere teknologien. Det gælder både hos virksomheder og på hospitalerne.
  • Implementering kræver organisatorisk parathed i hele systemet – fra regionschefen til afdelingsledere. Det vil kræve strukturelle ændringer at få teknologien i spil.
  • Selvom AI-udviklingen går stærkt er problemerne inden for sundhedsvæsenet meget komplekse, og der er behov for yderligere udvikling af både håndtering af store datamængder, udvikling af nye og bedre algoritmer og udvikling af AI-baserede forklaringsmodeller.
Kategorier
Nyheder

Hvordan bliver vi bedre til at udnytte kunstig intelligens i sundhedsvæsenet?

17. OkTOBER 2022

Hvordan bliver vi bedre til at udnytte kunstig intelligens i sundhedsvæsenet?

Danskerne efterspørger løbende nye og mere avancerede sundhedsydelser, i de kommende år bliver vi flere ældre med behandlingsbehov og får mindre ungdomsårgange, som skal tage sig af de ældre. Udfordringerne kalder på, at vi tænker anderledes, så vi i fællesskab udvikler et velfungerende sundhedssystem, som kan tilbyde de bedste behandlingsmetoder.

Brugen af kunstig intelligens er en vigtig del af løsningen, når der skal ressourceoptimeres og tænkes anderledes. Men er sundhedsvæsnet modent til at implementere de nye løsninger, og hvilke udfordringer opstår i mødet mellem den digitale forskning og dagligdagen på et travlt sygehus?

”Kunstig intelligens og maskinlæring kan forbedre måden, vi forebygger og diagnosticerer sygdomme, optimerer behandlinger, øger kvaliteten og fjerner fejl. Rigtig mange potentielle innovationer er på vej lige nu, mange er lovende forskningsbaserede AI-løsninger, og alligevel er det en udfordring at få dem testet og implementeret i sundhedssektoren, fortæller Thomas Riisgaard Hansen, direktør i Digital Research Centre Denmark (DIREC).

Hvad spænder ben for udviklingen, og hvor ligger de reelle udfordringer? Er det teknologien, som nærmer sig, men stadig er for fejlfuld og begrænset til reelt at skabe værdi i sundhedsvæsenet? Er det data og lovgivning, der besværliggør udviklingen af algoritmer? Er det sundhedsvæsenet, der har problemer med at indarbejde ny teknologi og ændre arbejdsgange? Er det mangel på ressourcer og penge? Eller ligger problemet et helt andet sted? Dette tema blev diskuteret på sessionen ‘How to navigate the challenges of implementing groundbreaking AI in the healthcare sector’ til dette års Digital Tech Summit.

”Det er en bunden opgave at få udnyttet de teknologiske muligheder i sundhedsvæsenet, men det kræver også, at vi ikke bliver forført af vilde løfter om, hvad teknologien kan, men i stedet arbejder målrettet på at udnytte de reelle muligheder og på at fjerne eller mindske de barrierer, der står i vejen,” siger Thomas Riisgaard Hansen, som selv har arbejdet med sundhedsinnovation i 20 år og var moderator på sessionen.

Han fik selskab af teknologivirksomheder, forskere, innovatører og sundhedsprofessionelle, som gav hver deres bud på, hvordan vi i fællesskab understøtter udviklingen af nye løsninger, som kommer patienter og personale til gode.

Seancen bød på tre konkrete cases om implementering af AI i sundhedsvæsenet:

Getting Access to Health Data and Ways to Leverage it in the Health Sector
Henrik Løvig, Enversion & Gitte Kjeldsen, Danish Life Science Cluster

Getting AI innovations implemented internationally
Mads Jarner Brevadt, Co-founder & CEO, Radiobotics & Janus Uhd Nybing, Ledende Forskningsradiograf, Bispebjerg og Frederiksberg Hospital samt Medstifter, Radiologisk AI Testcenter RAIT

Getting Research Implemented in the Daily Practices in a Hospital Setting
Mads Nielsen, Professor, KU and Ilse Vejborg, Head of Department, Rigshospitalet

Hver case tog afsæt i erfaringer med implementering af kunstig intelligens i sundhedsvæsenet og fremhævede de udfordringer og best practise, som man har identificeret set både fra teknologiudviklernes og ikke mindst de sundhedsprofessionelles øjne.

Sessionen blev arrangeret af DIREC, Pioneer Centre for AI, CBS, DTU, og Danish Life Science Cluster. 

Kategorier
Nyheder

Forklarlig kunstig intelligens skal øge sygehuses brug af AI

26. november 2021

Forklarlig kunstig intelligens skal øge sygehuses brug af AI

I nyt DIREC-projekt samarbejder AI-forskere med sygehuse om at skabe mere nyttig AI og AI-algoritmer, der er lettere at forstå.

AI (kunstig intelligens) vinder gradvist større plads i medicinske hjælpeteknologier såsom billedbaseret diagnose, hvor den kunstige intelligens med overmenneskelig præcision kan analysere skanningsbilleder. AI er derimod sjældent designet som en samarbejdspartner for lægepersonalet.

I et nyt human-AI-projekt EXPLAIN-ME – støttet af det nationale forskningscenter DIREC vil AI-forskere sammen med læger udvikle forklarlig kunstig intelligens (Explainable AI – XAI), der kan give klinikere feedback, når de uddanner sig på hospitalernes træningsklinikker.

”I den vestlige verden vurderes omkring hver tiende diagnose at være forkert, så patienterne ikke får den rette behandling. Forklaringen kan skyldes manglende erfaring og træning. Vores XAI-model vil hjælpe lægepersonalet med at træffe beslutninger og virke lidt som en mentor, der giver råd og respons, når de træner,” forklarer Aasa Feragen, projektleder og professor på DTU Compute.

I projektet samarbejder DTU, Københavns Universitet, Aalborg Universitet og Roskilde Universitet med læger på trænings- og simulationscentret CAMES på Rigshospitalet, NordSim på Aalborg Universitetshospital samt kræftlæger på Urologisk Afdeling på Sjællands Universitetshospital i Roskilde.

Ultralydsskanning af gravide 


På CAMES vil DTU og Københavns Universitet udvikle en XAI-model, der kigger læger og jordemødre over skulderen, når de i træningsklinikken ultralydsskanner ’gravide’ træningsdukker.

Inden for ultralydsskanning arbejder klinikere ud fra specifikke ’standardplaner’, som viser forskellige dele af fostrets anatomi, så man kan reagere ved komplikationer. Reglerne bliver implementeret i XAI-modellen, der bliver integreret i en simulator, så lægen får feedback undervejs.

Forskerne træner den kunstige intelligens på rigtige data fra Rigshospitalets ultralydsskanninger fra 2009 til 2018, og det er primært billeder fra de almindelige nakkefolds- og misdannelsesskanninger, som alle gravide tilbydes cirka 12 og 20 uger inde i graviditeten. Når XAI-modellerne om godt et års tid vil blive anvendt på træningsklinikken, skal man først tjekke, om modellen også virker i simulatoren, eftersom EAI-modellen er trænet på rigtige data, mens træningsdukken er kunstige data.

Ifølge læger afhænger kvaliteten af ultralydsskanninger og evnen til at stille rette diagnoser af, hvor megen træning lægerne har fået.

”Hvis vores model undervejs kan fortælle lægen, at der mangler en fod i billedet for, at billedet er godt nok, vil lægen muligvis kunne lære hurtigere. Hvis vi også kan få XAI-modellen til at fortælle, at sonden på ultralydsapparatet skal flyttes lidt for at få alt med i billedet, så kan det måske anvendes i lægepraksis også. Det ville være fantastisk, hvis XAI også kan hjælpe mindre trænede læger til at lave skanninger, der er på højde med de meget trænede læger,” siger Aasa Feragen.

Forskningslektor og leder af CAMES’ forskningsgruppe inden for kunstig intelligens Martin Grønnebæk Tolsgaard understreger, at mange læger er interesserede i at få hjælp af AI-teknologien til at fastlægge den bedste behandling for patienterne. Og her er forklarlig AI vejen frem.

”Mange af de AI-modeller, der findes i dag, giver ikke særlig god indsigt i, hvorfor de kommer frem til en bestemt beslutning. Det er vigtigt for os at blive klogere på. Hvis man ikke forklarer, hvorfor den kunstige intelligens kommer frem til en given beslutning, så tror klinikerne ikke på beslutningen. Så hvis man vil bruge AI til gøre klinikerne bedre, så er det ikke nok bare at få beslutningerne, men også behov for gode forklaringer, det vil sige Explainable AI.”

Løbende feedback ved robotkirurgi 


Robotkirurgi giver kirurger mulighed for at udføre deres arbejde med mere præcision og kontrol end traditionelle kirurgiske værktøjer. Det reducerer fejl og øger effektiviteten, og forventningen er, at AI vil kunne forbedre resultaterne yderligere.

I Aalborg skal forskerne udvikle en XAI-model, der støtter lægerne i træningscentret NordSim, hvor både danske og udenlandske læger kan træne kirurgi og operationer i robotsimulatorer med f.eks. grisehjerter. Modellen skal give løbende feedback til klinikerne, imens de træner en operation, og uden at det forstyrrer, fortæller Mikael B. Skov, professor på Department of Computer Science ved AAU:

”I dag er det typisk sådan, at man først får at vide, hvis man skulle have gjort noget anderledes, når man er færdig med at træne en operation. Vi vil gerne se på, hvordan man kan komme med den her feedback mere kontinuerligt, således, at man bedre forstår, om man har gjort noget rigtigt eller forkert. Det skal helst gøres sådan, at personerne lærer det hurtigere og samtidig begår færre fejl, inden de skal ud og lave rigtige operationer. Vi skal derfor se på, hvordan man kan komme med forskellige typer af feedback, som f.eks. advarsler, uden at det afbryder for meget”.

Billedanalyser ved nyrekræft


Læger skal ofte træffe beslutninger under tidspres, f.eks. i forbindelse med kræftdiagnoser, fordi man vil undgå, at kræften spreder sig. En falsk positiv diagnose kan derfor betyde, at patienten får fjernet en rask nyre og påføres andre komplikationer. Selv om erfaringen viser, at AI-metoder er mere præcise i vurderingerne end lægerne, har lægerne brug for en god forklaring på, hvorfor de matematiske modeller klassificerer en tumor som godartet eller ondartet.

I DIREC-projektet vil forskere fra Roskilde Universitet udvikle metoder, hvor kunstig intelligens analyserer medicinske billeder til brug ved diagnosticering af nyrekræft. Lægerne vil hjælpe dem med at forstå, hvilken feedback der er brug for fra AI-modellerne, så man finder en balance mellem, hvad der er teknisk muligt, og hvad der er klinisk nødvendigt.

”Det er vigtigt, at teknologien skal kunne indgå i hospitalernes praksis, og derfor har vi især fokus på at designe de her metoder inden for ’Explainable AI’ i direkte samarbejde med de læger, der rent faktisk skal bruge den i deres beslutningstagning. Her trækker vi især på vores ekspertise inden for Participatory Design, som er en systematisk tilgang til at opnå den bedste synergi mellem, hvad AI-forskeren kan komme op med af teknologiske innovationer, og hvad lægerne har brug for,” siger Henning Christiansen, professor i datalogi på Institut for Mennesker og Teknologi på Roskilde Universitet.

Om DIREC – Digital Research Centre Denmark

Det nationale forskningscenter DIREC skal sætte Danmark i front med de nyeste digitale teknologier gennem digital forskning i verdensklasse. For at tilfredsstille det store behov for højtuddannede it-specialister hjælper DIREC derudover med at udbygge kapaciteten inden for både forskning og uddannelse af dataloger. Centeret har et samlet budget på 275 millioner og er støttet af Innovationsfonden med 100 millioner. Partnerkredsen bag er et unikt samarbejde på tværs af de datalogiske institutter på landets otte universiteter og Alexandra Instituttet.

Centerets aktiviteter sker på baggrund af samfundsmæssige behov, hvor forskning løbende omsættes til værdiskabende løsninger i samarbejde med erhvervslivet og den offentlige sektor. Projekterne går på tværs af brancher og omhandler bl.a. kunstig intelligens, Internet of Things, algoritmer og cybersikkerhed.

Læs mere på direc.dk

EXPLAIN-ME

Partnere i projektet EXPLAIN-ME: Learning to Collaborate via Explainable AI in Medical Education

  • DTU
  • Københavns Universitet
  • Aalborg Universitet
  • Roskilde Universitet
  • CAMES – Copenhagen Academy for Medical Education and Simulation på Rigshospitalet i København
  • NordSim – Center for færdighedstræning og simulation på Aalborg Universitetshospital
  • Urologisk Afdeling på Sjællands Universitetshospital i Roskilde.

Projektperiode: 1. oktober 2021 til 30. april 2025

Kontakt:
Aasa Feragen
Professor på DTU Compute
M: +45 26 22 04 98
afhar@dtu.dk

Anders Nymark Christensen
DTU Compute
+45 45 25 52 58
anym@dtu.dk