Bu yazımızda makine öğrenmesi, yapay zekâ ve derin öğrenmenin sağlığımızı iyileştirmeye yönelik çalışmaları nasıl etkileyeceğini değerlendirdik.
Yapay Zekâ, Makine Öğrenmesi ve Derin Öğrenmenin Sağlık Hizmetleri Üzerindeki Etkileri
"Makine öğrenmesi", "yapay zekâ" ve "derin öğrenme" gibi terimlerin tümü son yıllarda bilim ve teknolojinin moda sözcükleri haline gelmiştir. Finanstan tarıma, spordan eğlence sektörüne, havacılık ve uzay sanayiinden eğitime hayatımızda köklü değişiklikler yaratan bu terimler yaşamımızı kolaylaştıran birçok ürün ve hizmeti ortaya çıkarmıştır. İnsana yardımcı, hayat kolaylaştırıcı ve üretkenliği artırıcı bu ürün ve hizmetler, üretken ve huzurlu bir yaşamla doğrudan ilişkili olan sağlığımızla ilgili ne gibi yenilikler getirebilir? Aslında sağlık biliminin geleceğindeki gelişmeler, hızla büyüyen bilgisayar teknolojilerinin ve yöntemlerinin tıbbi uygulamalara entegre edilmesine bağlı olabilir.
Bu yazımızda makine öğrenmesi, yapay zekâ ve derin öğrenmenin sağlığımızı iyileştirmeye yönelik çalışmaları nasıl etkileyeceğini değerlendirdik.
Günümüzde Toplum Sağlığını Tehdit Eden Zorluklar
Modern sağlık sistemleri; artan karmaşıklık, talep ve sürdürülemez maliyetler nedeniyle yeni çözümlere ihtiyaç duymaktadır. Koronavirüs gibi tahmin edilemeyen hastalıklar, iklim değişikliği ve artan nüfusa bağlı hava kirliliği ve besin yetersizliği gibi olumsuz koşulların doğurduğu rahatsızlıklar, uzun yıllar üzerinde çalışılan ve hala milyonlarca insanın hayatlarını kaybetmelerine sebep olan kanser ve kalp rahatsızlıkları gibi hastalıklar, sağlık personellerinin eğitim ve çalışma koşullarının iyileştirilmesi gerekliliği gibi sağlık ve bakım sistemlerimizin sürdürülebilirliğini tehdit eden zorluklar giderek daha karmaşık hale gelmekte ve bu zorluklar karmaşık müdahaleler gerektirmektedir.
İnsanlık, tarih boyunca olumsuzluklara karşı kendilerine yardımcı olacak yöntem ve araçlar geliştirmiş ve karşılaşılan birçok sorunun üstesinden gelmiştir. Yapay zekâ, makine öğrenmesi ve derin öğrenme günümüzün gelişmiş bilgi teknolojileri alt yapısını kullanarak sağlığımızı iyileştirmeye hatta ölümcül hastalıkları önlemeye yardımcı olacak araçlar olarak kullanılabilirler. Hem hastalıklara sebep olan çevresel ve fiziksel etmenlerin önlenmesi hem de hastalıkların tedavisi konusunda şimdiden kendisini kanıtlamaya başlayan bu teknolojiler tıpla mühendisliği birleştirerek sağlık sorunlarının çözümüne yeni bir yaklaşım sunmaktadır.
Sağlık Verilerinin Önemi
Yapay zekâdan bahsettiğimizde aklımıza gelen en önemli konu veriler olmalıdır. Veriler, değerli bilgilere dönüşene kadar kullanışsızdır. Veri bilimi, verilerden değerli bilgiler çıkarmak için gelişmiş analitik teknikleri ve bilimsel ilkeleri uygulama alanıdır. Sağlıkla ilgili sorunların çözümünün ilk adımı da karmaşık sağlık verilerini bizler için anlamlı hale getirebilmektir. Sağlık sektöründe mühendisler, hastalarının EKG, kan basıncı, kan oksijen doygunluğu gibi hayati verilerini toplayan giyilebilir teknolojiler, cihazlar geliştirmekte doktorlar da bu cihazlardan gelen verileri değerlendirerek hastanın sağlığı ile ilgili kararlar almaktadır. Sağlık kuruluşları; sağlık kayıtları ve görüntüleri, nüfus verileri, ilaç verileri ve klinik araştırma verileri şeklinde çok sayıda veri seti biriktirmiştir. Yıllardır hem medikal cihazlardan hem de bilgi teknolojileri sistemleri üzerinden toplanan büyük miktarda veri, yeni tedavi ve teşhis yöntemleri geliştirilmesi için işlenmeyi beklemektedir. Yapay zekâ teknolojileri, bu verileri analiz etmek ve insanların kendi başlarına bulamayacakları kalıpları ve içgörüleri ortaya çıkarmak için çok uygundur.
Yapay zekâ, insan yargısına hizmet eden bir makine zekâsıdır ve yapay zekâdaki gelişmeler bilimsel veriler ve insan yargısını birbirine yakınlaştırır. Sağlık hizmetleri de her zaman insan yargısı ile bilimsel verilerin kesişimini içermektedir. Sağlık hizmetlerinde yapay zekâ; teşhis, tedavi, bakım ve maliyette iyileştirmeler yaptığını kanıtladığı için oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. Yapay zekâ ve derin öğrenme ile sağlık kuruluşları; daha iyi iş kararları ve klinik kararlar alabilir ve hastalarına sundukları deneyimlerin kalitesini artırmalarına yardımcı olacak algoritmaları kullanabilir.
Yapay zekâ ve türevi teknolojiler birçok alanda faydalarını kanıtladığı gibi sağlık sektöründe de kendisini kanıtlamıştır. Günümüzde yapay zekânın sağlık sektörü için bir oyun değiştirici olarak ortaya çıktığı çeşitli uygulamalar vardır. Bu uygulamalardan bazılarını aşağıdaki gibi başlıklandırabiliriz:
- Tıbbi Taramalar
- Hasta Risk Tanımlama
- Birinci Basamak Tedavi /Triyaj (Hasta Öncelik Saptaması)
- İlaç Keşfi
Klinik Karar Destek Sistemleri
Sağlık sektörü genelinde yapay zekâ, klinik sağlayıcıların karar verme şeklini değiştirmektedir. Klinik karar destek sistemleri teşhis, tedavi planlaması ve nüfus sağlığı yönetiminde önemli bir rol oynamaktadır.
Genomik, biyobelirteç ve fenotip verilerinden sağlık kayıtlarına ve dağıtım sistemlerine kadar büyük miktardaki veriyi göz önünde bulundurduğumuzda bu verilerin işlenebilirliği ve analizi çok önemli hale gelmektedir. Bahsettiğimiz gibi teknoloji halihazırda radyoloji gibi veri yoğun uzmanlık alanlarında alınan kararları desteklemek için kullanılmaktadır. Gelecekte bu teknolojiyi kullanarak belirli görevleri otonom olarak gerçekleştirmek bile mümkün olabilecektir. Yapay zekânın sağlık hizmetlerine güvenli ve etkili entegrasyonunun anahtarı, titiz ve sürekli değerlendirmedir. Yapay zekâ destekli karar verme, dünya çapında hastanelerde ve doktor muayenehanelerinde pratik olarak uygulandığından sistemler gelişmeye devam etmektedir.
Klinik karar destek yazılımları klinisyenler üzerindeki idari yükü azaltma potansiyeline de sahiptir. Doğal dil işleme teknolojisi, elektronik sağlık kayıtlarındaki klinik notların çevrilmesine yardımcı olabilir. Yapay zekâ özellikli yazılımlarla destekli akıllı telefonlar ve bağlı tıbbi cihazlar gibi tüketici cihazları dahil olmak üzere birden fazla kaynaktan tıbbi görüntülere, elektronik sağlık verilerine hatta hasta aktivitelerine erişim sağlanabilir. Bunun sayesinde klinisyenlerin önerebileceği teşhis ve tedavi seçenekleri genişler ve sağlık sonuçları kişiselleştirilebilir.
Birden fazla kaynaktan gelen büyük miktarlardaki verinin sayısının ve yoğunluğunun artması, bu verileri analiz etmeyi zorlaşmıştır. Aslında bu zorluk bizleri, tahmine dayalı analitikleri yapay zekâ ile yapmaya zorlamıştır. Yapay zekâ, klinisyenlerin birden fazla veri kaynağından daha iyi karar vermelerini sağlayacak kalıpları keşfetmelerine olanak tanır. Örneğin yapay zekâ destekli sistemler, hemşirelerin bir hastanın hastanede kalması gereken uygun gün sayısını belirlemesine yardımcı olabilir ve bu durum komplikasyonları önlemek, hasta memnuniyetini artırmak ve maliyetli yeniden yatışları azaltmak için bakım planlamasını ve yönetimini iyileştirebilir.
Maliyet Yönetimi
Sağlık hizmetlerinde maliyet yönetimi, maliyetleri düşürmekten daha fazlasını içerir. Sağlık kuruluşları, harcamalarını dengelerken, bu kuruluşların en önemli öncelikleri olan hasta memnuniyeti azaltılmamalıdır. Bir başka deyişle kuruluşlar harcamaları dikkatli ve stratejik olarak azaltırken, hasta deneyimi sunma yeteneklerinin olumsuz yönde etkilenmesinden kaçınmalıdırlar. Sağlık sektörünü sadece hastalara direkt hizmet veren hastaneler olarak düşünmemek de gerekir. İlaç şirketleri, eczaneler hatta sağlık hizmetlerini düzenleyen devlet kurumları da bu sektörün içindedir. Maliyet aslında her şeyle bağlantılı olduğu için yukarıda bahsettiğimiz karar destek sistemleri, ilaç keşfi, hasta risk tanımlama vb. konularda yapılan iyileştirmeler de maliyet yönetimine etki eden çalışmalar olacaktır. Sağlık kuruluşlarındaki idari görevler de sağlık maliyetlerinin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Sigorta ön provizyonu, ödenmemiş faturaların takibi ve kayıtların tutulması gibi görevleri otomatikleştirmek için yapay zekâdan yararlanıldığında, sağlık uzmanları daha karmaşık görevlere odaklanmakta ve bu süreçte paradan tasarruf edebilmektedirler.
Evde Bakım Hizmetleri ve Uzaktan Tedavi
Artan yaşlı nüfus, sağlık bakım hizmetleri kaynakları üzerinde önemli bir yer kaplamaktadır. Yaşlı bakımı, uzun süreli bakım ve kronik durum yönetimi, göz korkutucu ve pahalı sağlık hizmetleri talepleri yaratmaktadır.
Yapay zekâ destekli evde bakım sistemleri, evde sağlık hizmetlerinde kullanılması gereken personel krizinin hafifletilmesine yardımcı olabilir. Örneğin insanlarla kişisel konuşmalar yapabilen konuşma tabanlı yapay zekâ cihazlarının, yalnız yaşayan yaşlıların yaşam kalitesi, bağımsızlığı ve ruh sağlığı üzerinde olumlu etkide bulunabilir.
Pandemi gibi koşullarda insanların evde kalması ve evde kalırken sağlık hizmeti alması gerekliliği evde bakım ve uzaktan tedavi konseptini önemli hale getirmiştir. Yapay zekâ evde bakım ve uzaktan tedaviye aşağıdaki şekillerde fayda sağlayabilir:
- Sanal Hemşire Asistanları
7/24 erişilebilen yapay zekâ destekli sanal hemşire asistanları, hastalara kendilerini iyi hissedip hissetmedikleri, ilaçlarını alıp almadıkları gibi sorular sorabilir. Hastaların yardıma ihtiyacı olursa, insan müdahalesi olmadan doktorlarına veya diğer kaynaklara, hizmetlere veya yakınlarına yönlendirilebilirler. Sanal hemşire asistanları, hastaların evlerinde hastalık durumlarını yönetmelerine yardımcı olabilir. Hastalar, aileleri ve sağlık kuruluşu arasındaki iletişimi geliştirerek, insanların tedavilerinin kendi evlerinde devam etmelerini sağlayabilir.
Yapay zekâ destekli sohbet robotları, evde bakım ortamlarında sosyal izolasyonu ele almak için oldukça uygundur. Sesli asistanlar, akıllı hoparlörler veya gelişmiş doğal dil işlemeye dayalı algoritmaların kullanımından yararlanan bu sohbet robotları, konuşmayı doğal bir şekilde sürdürebilir. Dijital refakatçiler hastalara arkadaşlık ve duygusal destek sağlamanın yanı sıra hastaların iyi uyuyup uyumadıklarına, acı içinde veya depresyonda olup olmadıklarına dikkat ederek bir kişinin duygusal durumu hakkında da bilgi toplayabilir.
Yapay zekâ destekli giyilebilir cihazlar, sağlık sorunlarını önlemek ve durumları daha kötüye gitmeden tespit etmek için hastalara gerçek zamanlı olarak hatırlatmalar ve müdahaleler sağlamayı mümkün kılar. Hasta ölçümlerini sürekli olarak yakalayıp analiz ederek uzaktan izlemeye olanak tanıyan yapay zeka destekli giyilebilir cihazlar, klinisyenlerin kalp yetmezliği, diyabet, kronik obstrüktif akciğer hastalığı ve hatta COVID-19 ile ilgili olası sorunları önlemelerine yardımcı olabilecek aktivite ve davranış kalıplarındaki değişiklikleri görmelerine olanak tanır.
Sağlık Personellerinin Eğitimi
Yapay zekâ destekli sistemlerle eğitim alan sağlık personelleri gelişmiş algoritmalarla desteklenmiş simülasyonlardan faydalanabilirler. Yakın gelecekte yapay zekâ, artırılmış gerçeklik veya sanal gerçeklik gibi teknolojilerle bütünleşerek sağlık personellerinin eğitimlerinde önemli bir rol oynayacaktır. Herhangi bir laboratuvar ya da hastane ortamının dijital ikizi yaratılarak sağlık personellerinin bu sanal ortamlarda gerçekten de oradaymış gibi bulunmaları sağlanabilir ve en nadir gözüken hastalık ya da operasyon senaryoları bile sanal ortamlarda yaratılabilir. Personellerin davranışlarından çıkarımlar yapan yapay zekâ destekli sistemler gerçek dünyaya yakın geri bildirimlerle onları olası gerçek hayat senaryolarına hazırlayabilir.
Günümüzde yapay zekâ bazı hastalıkları daha doğru ve erken evrelerinde tespit etmek için zaten kullanılmaktadır. Giyilebilir sağlık teknolojileri ve yapay zekâ tarafından desteklenen diğer tıbbi cihazlar, erken evre hastalıkları izlemek için kullanılabilecek ve doktorların hastalıkları daha erken, daha tedavi edilebilir aşamalarda tespit etmelerine yardımcı olabileceklerdir. Teşhis amaçlı hasta verileri olan EKG, EEG veya X-ray görüntülerinden elde edilen veriler, makine öğrenimi yardımıyla analiz edilebildiğinden, verilerdeki ince değişikliklere dayalı olarak hastalıklar çok erken bir aşamada tespit edilebilir ve potansiyel olarak tehdit oluşturabilecek alanlar doktora sunulabilir. Bu yetenek sayesinde yakın gelecekte birçok hastalığın erken teşhisinde yapay zekâ tabanlı sistemler kullanılabilir.
Yapay zekâ destekli teknolojiler ayrıca klinisyenlerin hastalık yönetimi için daha kapsamlı bir yaklaşıma sahip olmasına, bakım planlarını daha iyi koordine etmesine ve hastaların uzun vadeli tedavi programlarını daha iyi yönetmesine ve bunlara uymasına yardımcı olabilir.
Robotlar tıpta 30 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır ve sıradan laboratuvar robotlarından bir cerraha yardım edebilen son derece karmaşık cerrahi robotlara kadar çeşitlilik göstermektedirler. Robotlar, hastanelerde ve laboratuvarlarda tekrarlayan görevlere, rehabilitasyona, fizik tedaviye ve cerrahi operasyonlara destek olmak için kullanılırlar. Gelişmiş yapay zekâ destekli robotlar daha kompleks operasyonlarda da yer alabilecektir.
Bahsettiğimiz konular yapay zekâ temelli sağlık çözümlerine genel bir bakış sunmayı amaçlamıştır. Aslında bu teknolojilerle yapılabilecekler tamamen geliştiricilerin hayal gücü ile alakalıdır. Kısaca bahsettiklerimiz buzdağının sadece görünen kısmını oluşturmaktadır. Gelişen bilgi teknolojileri sistemleri sayesinde yapabileceklerimiz neredeyse sınırsız hale gelmiştir.
Livewell olarak bizler de bu teknolojileri kullanarak özellikle kalp hastalıklarının önlenmesi ve tedavisinde önemli çalışmalar yapmaktayız. Üzerinde çalıştığımız giyilebilir teknolojileri yapay zekâ temelli sistemlerle bütünleştirerek geleceğin sağlık hizmetlerine derinden etki edecek tamamen yerli teknolojik çözümler geliştirmekteyiz.
Hakan Kahraman – Yazılım Analisti
