Share This
Связаться со мной
Крути в низ
Categories
//⚕ Как наука о данных помогает врачам?

⚕ Как наука о данных помогает врачам?

Разбираем на примерах, как Data Science трансформирует сектор здравоохранения. В статье представлены различные концепции науки о данных, используемые в медицине и биотехнологиях. Обсудить

kak nauka o dannyh pomogaet vracham d567fbf - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

Традиционно медицина полагается исключительно на экспертизу врачей. Доктор должен предложить пациенту подходящее лечение, основанное на симптомах и результатах исследований. Учитывая различные обстоятельства, решения и мнения профессионалов не исключают возможность ошибки и неправильного диагноза. Возможности науки о данных приходят на помощь врачам и пациентам, предоставляя более точные диагностические показатели. В небольшом обзоре мы собрали для вас примеры применения новых технологий в медицине.

Медицинская визуализация и анализ изображений

Одни из самых распространенных способов использования Data Science в здравоохранении – медицинская визуализация. Ее методы включают обработку результатов рентгенографии, магнитно-резонансной томографии (МРТ), ультразвукового исследования, компьютерной томографии и т.д. Эти техники неинвазивного исследования внутренних органов человека позволяют идентифицировать аномалии и диагностировать заболевания.

kak nauka o dannyh pomogaet vracham 8073eb9 - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

В прошлом врачи вручную проверяли полученные во время исследования изображения и находили в них нарушения. В случае микроскопических отклонений при таком подходе велика вероятность ошибки и неправильного диагноза. С появлением технологий глубокого обучения стало возможным находить такие аномалии с высокой точностью. Их поиск теперь осуществляется с помощью сегментации изображений и их обработки с помощью способов, вроде распознавания нарушений с использованием метода опорных векторов (SVM).

Существует несколько других методов, которые применяются для улучшения изображений и повышения точности результата. Например, платформа для обработки больших данных Hadoop применяет MapReduce для поиска параметров, которые могут быть использованы в различных задачах.

Для энтузиастов и специалистов, которые хотят получить практический опыт работы с анализом медицинских изображений, существует множество открытых наборов данных:

  • BrainWeb
  • IXI Dataset
  • fastMRI
  • OASIS
  • CT Medical Images

Важно понимать, что мы говорим не только о перспективных, но и о реально применяющихся технологиях. В крупных российских клиниках уже можно пройти исследования на томографах, оснащенных пакетами экспертных программ.

Геномика

Геномика – раздел молекулярной генетики, посвященный изучению генома и генов живых организмов. Наука о данных и большие данные стали активно использоваться для оптимизации этих исследований с появлением Human Genome Project – международного проекта по исследованию последовательности нуклеотидов.

kak nauka o dannyh pomogaet vracham 0bd5a3e - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

До появления возможности мощных вычислений, анализ последовательности генов был утомительным, долгим и дорогостоящим процессом. Теперь с помощью передовых инструментов обработки данных можно анализировать информацию о человеческом геноме гораздо быстрее и с меньшими затратами. Целью исследований является анализ геномных нитей и поиск в них нарушений и дефектов. Это необходимо для нахождения связи между генетикой и заболеваниями, которые таким образом можно предотвратить или вылечить на ранних стадиях.

Как правило наука о данных нужна, чтобы определить корреляцию между параметрами генетических последовательностей и различными заболеваниями. Исследования в области геномики также включают поиск инструментов, которые смогут обеспечить более глубокое понимание воздействия препаратов на конкретную генетическую проблему. Одна из самых новых и актуальных дисциплин, объединяющая Data Science и генетику, называется биоинформатикой – эта наука занимается анализом молекулярно-биологических данных.

Существует несколько инструментов Data Science, которые используются для обработки данных в геномике:

  • MapReduce обрабатывает данные и сокращает необходимое для обработки генетических последовательностей время.
  • SQL – язык структурированных запросов, который используется для работы с геномными базами данных.
  • Galaxy – приложение с открытым исходным кодом для биомедицинских исследований, которое позволяет выполнять различные операции с геномами.
  • Bioconductor – это программное обеспечение с открытым исходным кодом, разработанное для анализа и понимания геномных данных.

Выявление заболеваний

Наука о данных играет ключевую роль в мониторинге здоровья пациента и уведомлении врачей о вариантах предотвращения потенциальных проблем. Специалисты по обработке данных используют мощные прогностические инструменты для раннего выявления хронических и системных заболеваний.

kak nauka o dannyh pomogaet vracham d71a1af - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

В некоторых случаях болезни сложно выявить на ранней стадии. Это приводит к пагубным последствиям не только для здоровья пациента, но и для его кошелька, поэтому наука о данных играет важную роль и в оптимизации расходов на здравоохранение.

Возможности искусственного интеллекта показывают высокую эффективность в выявлении заболеваний на ранней стадии. Исследователи из Университета Кампинаса в Бразилии разработали платформу, которая может диагностировать вирус Зика на ранней стадии с помощью метаболических маркеров. Несколько других компаний, таких как IQuity, также используют машинное обучение для создания алгоритмов выявления аутоиммунных заболеваний.

Создание лекарств

Фармакологическое исследование – трудоемкий, дорогостоящий и очень длительный процесс, включающий помимо создания препарата и его долгосрочное тестирование. Фармацевтическая отрасль в значительной степени полагается на науку о данных, чтобы его оптимизировать.

kak nauka o dannyh pomogaet vracham ee50c8d - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

Наука о данных и алгоритмы машинного обучения произвели революцию в процессе создания лекарств, предоставив способы оптимизации исследовательских процессов и повышения вероятности их успеха. Фармацевтические компании используют информацию о пациентах, такую как профили мутаций и метаданные для разработки моделей, а также для нахождения статистических взаимосвязей между атрибутами. Производители теперь разрабатывают препараты, которые устраняют ключевые мутации в генетических последовательностях. Кроме того, алгоритмы глубокого обучения могут определить вероятность развития заболевания в организме человека.

Алгоритмы обработки данных также помогают смоделировать, как именно лекарства будут действовать на организм человека. Это позволяет компаниям сократить длительные лабораторные эксперименты и снизить затраты. Благодаря сочетанию генетики и данных о связывании лекарств с белками разрабатываются инновационные препараты для лечения тяжелых заболеваний.

Прогнозная аналитика в медицине

Здравоохранение – важная прикладная область для прогнозной аналитики. Прогностическая модель использует исторические данные, извлекает из них паттерны и закономерности, корреляции и ассоциации симптомов для генерации более точных прогнозов течения заболеваний.

kak nauka o dannyh pomogaet vracham d41c015 - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

Прогностическая аналитика играет важную роль в улучшении ухода за пациентами, лечении хронических болезней и повышении эффективности цепочек поставок в фармацевтической логистике. Управление здоровьем населения становится все более популярной темой – это основанный на данных подход, который ориентирован на профилактику заболеваний.

С помощью науки о данных больницы могут прогнозировать ухудшение состояния здоровья пациента, принимать профилактические меры и начинать раннее лечение, которое поможет снизить риск ухудшения состояния здоровья пациента. Кроме того, прогностическая аналитика играет важную роль в мониторинге логистического снабжения больниц и фармацевтических отделений.

Мониторинг состояния здоровья

Наука о данных также играет важную роль в мониторинге состояния здоровья пациентов. Например, выполненные в виде переносных медицинских гаджетов устройства IoT (интернета вещей) отслеживают сердцебиение, температуру и другие медицинские параметры пользователей. Это могут быть глюкометры, смарт-часы, гаджеты для анализа крови, мониторинга температуры, давления, пульса и т.д.

kak nauka o dannyh pomogaet vracham 915ef21 - ⚕ Как наука о данных помогает врачам?

Полученные с помощью носимых устройств данные позволяют врачам отслеживать циркадный цикл пациента, его кровяное давление, а также потребление калорий. Помимо носимых датчиков мониторинга, врач может контролировать состояние здоровья пациента с помощью домашних приборов. Для пациентов с хроническими заболеваниями существует несколько систем, которые отслеживают движения пациентов, контролируют их физические параметры и анализируют присутствующие в данных паттерны. Они используют аналитику в режиме реального времени, чтобы предсказать, столкнется ли пациент с какой-либо проблемой.

Виртуальная помощь

С помощью прогностического моделирования заболеваний специалисты по обработке данных разработали комплексные виртуальные платформы для оказания помощи пациентам. На основании введенных симптомов можно получить представление о наличии у пациента заболеваний на основе коэффициента достоверности.

Также существуют виртуальные помощники в повседневных задачах для пациентов с психологическими проблемами, вроде депрессии, тревоги или нейродегенеративных заболеваний.

Некоторые популярные виртуальные помощники:

  • Ada – базирующийся в Берлине стартап, который разработал приложения для предсказания заболевания на основе симптомов пользователя.
  • Woebot Health – разработанный в Стэнфордском университете чат-бот предоставляет терапевтические процедуры страдающим депрессией пациентам.

Заключение

Медики активно используют науку о данных для улучшения жизни пациентов и прогнозирования заболеваний на ранней стадии. Достижения в области анализа изображений произвели революцию в диагностировании микроскопических опухолей и помогли спасти тысячи жизни. Сфера здравоохранения остается одной из самых востребованных областей применения Data Science и постоянно нуждается в специалистах. Если вы изучаете науку о данных и пока не определились со специализацией, присмотритесь к этому направлению повнимательнее. Удачи в обучении!

  • 16 views
  • 0 Comment

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Свежие комментарии

    Рубрики

    About Author 01.

    blank
    Roman Spiridonov

    Моя специальность - Back-end Developer, Software Engineer Python. Мне 39 лет, я работаю в области информационных технологий более 5 лет. Опыт программирования на Python более 3 лет. На Django более 2 лет.

    Categories 05.

    © Speccy 2022 / All rights reserved

    Связаться со мной
    Close