Od nowego roku akademickiego studentom medycyny Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w zdobywaniu wiedzy lekarskiej będzie pomagał „Wirtualny pacjent”. To rozwiązanie informatyczne wykorzystujące AI, czyli sztuczną inteligencję. W ramach eksperymentu najpierw projekt zostanie przetestowany na Wydziale Nauk Medycznych w Katowicach.

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach jest pierwszą uczelnią medyczną w Polsce, która w edukacji przyszłych lekarzy chce szeroko wykorzystać możliwości jakie daje symulacja pacjenta z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Za pomocą „Wirtualnego pacjenta” (chat-bota) studenci będą uczyć się rozmowy z pacjentem, przeprowadzać wywiad lekarski. A on, podkreślmy, jest podstawą późniejszych działań np. zlecania określonych badań, diagnozowania choroby i odrydnowania właściwej terapii. Projekt sfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju prowadzi firma BD Polska we współpracy ze Śląskim Uniwersytetem Medycznym.

Program pozwala
na stworzenie symulacji pacjenta, z dowolną chorobą, której objawy można już obecnie wybrać z bazy ponad 50 tys. cech. Ma otwartą strukturę budowy. Tzn. można pacjentowi w wirtualnej rozmowie zadać każde pytanie, a jego odpowiedzi mają naprowadzić na rozwiązanie, czyli postawienie diagnozy.

W program wpisany będzie mechanizm samouczenia, pozwalający na stałą poprawę precyzji, naturalności i zróżnicowanego charakteru przeprowadzonych wywiadów lekarskich. Gdy zostanie przez studenta zadane pytanie nie objęte symulacją to chat-bot dokona uogólnienia i udzieli sensownej odpowiedzi np. na podstawie zestawu danych z innych rozmów lub przypadków zgromadzonych w bazie. Ta cecha to unikalne rozwiązanie, które nie występuje w innych programach tego typu.

– Dostępne obecnie programy symulacyjne w chwili napotkania problemu, polegającego na stworzeniu sytuacji nieuwzględnionej w schemacie przypadku, nie są w stanie dalej poprowadzić logicznej narracji. Zazwyczaj reakcją na tego typu sytuację, ze strony programu, jest zgłoszenie problemu i np. odpowiedź „nie rozumiem pytania”. Inne polegają na stworzeniu narracji z ograniczonej puli pytań i odpowiedzi, co uniemożliwia zadawanie pytań nieobjętych scenariuszem przypadku. Nasz „Wirtualny pacjent” będzie prowadził „rozmowę” –podkreśla Dariusz Wierzba, prezes BD Polska.

– Wywiad lekarski będzie w jak największym stopniu odzwierciedlał charakter spontanicznej konwersacji – co jest nowatorskim rozwiązaniem. Student będzie kierował rozmową, zadawał pacjentowi pytania i zlecał odpowiednie badania w celu postawienia diagnozy. To trochę jak rozwiązanie medycznej zagadki w stylu dr. House'a. Prowadzący zajęcia zaprojektuje „schorzenie”, jego objawy lub wybierze je z bazy danych i będzie oczekiwał od studenta zadawania właściwych pytań – wyjaśnia prof. Tomasz Francuz, dziekan Wydziału Nauk Medycznych w Katowicach, kierownik Katedry i Zakładu Biochemii Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach.

Projekt „Wirtualny pacjent” made in Poland znajduje się w fazie zaawansowanego eksperymentu. Stale poszerzany jest zbiór opisujący wybrane przypadki medyczne. Przygotowana jest do wyboru pełna lista badań diagnostycznych oraz „wirtualna apteka” – bo student po postawieniu diagnozy, wcześniej właściwej interpretacji wyników badań laboratoryjnych czy obrazowych, musi zlecić odpowiednie leczenie.

– Nasz chat-bot jest nie tylko kreatorem umożliwiającym tworzenie lub modyfikację przypadków klinicznych, ale też pozwala na interaktywne tworzenie „pacjentów” w oparciu o reguły zapisane w bazie wiedzy oraz modele losujące wyniki badań diagnostycznych. Prowadzący zajęcia śledzi postępy studenta i historię jego interakcji z programem, a następnie weryfikuje, czy student zadał wymagane pytania i zlecił wymagane badania, ocenia czas poświęcony na poszczególne etapy badania oraz ich koszty. Dzięki pracy z wirtualnym pacjentem możliwa jest już na tym etapie ocena kompetencji miękkich studenta poprzez analizę formy zadawanych pytań. Jednym słowem ocenia poprawność wyboru ścieżki diagnostycznej – wyjaśnia dr hab. n. med. Andrzej Cacko, kierownik Zakładu Informatyki Medycznej i Telemedycyny Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, współautor projektu.

System będzie dostępny
przez internet z poziomu komputera, smartfona lub tabletu. Stworzona, szeroka baza wiedzy, umożliwia symulację pacjentów cierpiących na m.in. najbardziej popularne choroby: kardiologiczne, nowotwory i choroby neurologiczne.

Wykreowane zostaną także przypadki symulujące wybrane choroby rzadkie, których diagnostyka stanowi problem dla większości lekarzy (w związku z brakiem możliwości praktycznej nauki ich diagnozowania).

Uczelnie, które zdecydują się na używanie systemu będą mogły wykorzystywać istniejących lub tworzyć swoich własnych, wirtualnych pacjentów.

Pierwszym językiem aplikacji będzie język polski. Jednak konstrukcja systemu umożliwi łatwe dostosowanie oprogramowania do innych języków, w tym do języka angielskiego.

– „Wirtualny pacjent” zapełni tworzącą się lukę w dostępie studentów do pacjentów. Zwiększenie odsetka odmów na udział studentów w procesie leczniczym jest obserwowane we wszystkich krajach europejskich oraz USA i Kanadzie. W Polsce trend ten jeszcze nie przybrał takich rozmiarów jak w wymienionych krajach , ale należy przypuszczać, że problem ten będzie się raczej nasilał – twierdzi prezes Wierzba.

W ostatniej dekadzie
limit przyjęć na studia medyczne (kierunek lekarski) został podniesiony z ok. 3 tys. do prawie 8 tys. miejsc, a planowane jest dalsze jego zwiększenie, głównie poprzez otwieranie kierunku medycznego na nowych uczelniach. W tym czasie, praktycznie nie wzrosła liczba szpitali akademickich, a więc realne możliwości kształcenia studentów, którymi dysponują uczelnie medyczne są niewystarczające.

Nie da się szybko zwiększyć bazy klinicznej. Choćby ze względu na wysokie koszty budowy nowych obiektów, konieczność dostosowania istniejącej infrastruktury, a także z uwagi na ograniczone możliwości kontraktowania świadczeń przez NFZ.

Jak wyjaśnia prof. Francuz obecnie nie ma na rynku gotowego rozwiązania „Wirtualnego pacjenta”, które spełniałoby potrzeby polskich uczelni medycznych.

– Istniejące programy dedykowane są potrzebom nieco innego rynku i mają liczne niedoskonałości. Liderem wykorzystania w edukacji medycznej wirtualnych pacjentów są Stany Zjednoczone. Eksperci SUM szacują, że do niedawna tylko 20 proc. uniwersytetów w USA korzystało z tego typu oprogramowania, lecz jednocześnie twierdzą, że w najbliższych latach odsetek ten przekroczy 50 proc. – informuje prof. Francuz.

Barierą w upowszechnieniu wirtualnych pacjentów jest bardzo wysoka cena. „Stworzenie” jednego przypadku klinicznego może kosztować od 50 do 100 tys. USD.

Rozwiązanie rozwijane przez BD Polska we współpracy z SUM ma znacznie obniżyć te ceny, co poprawi jego dostępność dla polskich uczelni.

– Zastosowanie „Wirtualnego pacjenta” zwiększa efektywność nauki i jest zdecydowanie tańsze niż nauka w klinikach, czy sesje z aktorami. Z naszych ostrożnych szacunków wynika, że koszty dydaktyki realizowane za pomocą projektowanego rozwiązania zostaną szybko obniżone o około 30 proc. z widokiem na dalsze znaczne obniżenie kosztów wraz z upowszechnianiem się rozwiązania Proponowane rozwiązanie ma szansę na sukces nie tylko w Polsce, gdyż podobne problemy trapią uczelnie medyczne w innych krajach – przekonuje prof. Francuz.

Dr Cacko przytacza dane Association of American Medical Colleges. Stowarzyszenie to szacuje, że do 2025 r. tylko w USA będzie brakować pomiędzy 46 tys. a 90 tys. lekarzy, z czego od 12 tys. do 31 tys. lekarzy opieki podstawowej. Liczba praktykujących lekarzy w przeliczeniu na 1000 osób wynosi w USA 2,5, a w Polsce 2,2.

Są to jedne z najniższych wartości wśród krajów wysokorozwiniętych. Stąd w obu krajach rządy pracują nad możliwością zwiększenia naboru do uczelni medycznych, co będzie się wiązało z koniecznością realizacji większej liczby godzin dydaktycznych, w tym zajęć praktycznych.

– Studenci mogą na kolejnych przypadkach ćwiczyć bez końca, szlifując umiejętności niezbędne w pracy zawodowej. Z pewnością przełoży się to na zdrowie ich przyszłych pacjentów – uważa prof. Francuz.

W takiej sytuacji „Wirtualny pacjent” będzie jak najbardziej pożądanym pacjentem.