Studenci ŚUM będą leczyć wirtualnego pacjenta. Ciekawe, czy będzie narzekał tak, jak prawdziwy

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:

1. rozmowy z pacjentem,
2. przeprowadzać wywiad lekarski, który jest podstawą późniejszych działań np. zlecania określonych badań,
3. diagnozować choroby,
4. proponować właściwą terapię.

Projekt, sfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, prowadzi firma BD Polska we współpracy ze Śląskim Uniwersytetem Medycznym.

Program będzie uczyć studentów medycyny, jak rozmawiać z pacjentem

Program pozwala na stworzenie symulacji pacjenta, z dowolną chorobą, której objawy można już obecnie wybrać z bazy ponad 50 tys. cech. Jest to program otwarty. 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 rozmów (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. (Prof. Francuz od początku zaangażowany jest w projekt m.in. w tworzenie bazy przypadków.)

Pacjent z popularną chorobą, ale też z niezwykle rzadką

Projekt „Wirtualny Pacjent” made in Poland znajduje się w fazie zaawansowanego eksperymentu. Stale poszerzany jest zbiór opisujący wybrane przypadki medyczne, a także przygotowana 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,
• choroby neurologiczne.

Stworzone 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 pacjentów.

Program wypełni lukę w dostępie studentów do 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 i dodaje: - W ostatniej dekadzie limit przyjęć na studia medyczne (kierunek lekarski) został podniesiony prawie 3-krotnie, z niecałych 3 tysięcy na prawie 8 tysięcy 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 jakimi dysponują uczelnie medyczne są niewystarczające. Szybkie​ ​zwiększenie bazy klinicznej nie jest możliwe 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 –
informuje prof. Francuz.

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.

Nauka tańsza niż w klinikach czy z aktorami

Barierą w upowszechnieniu wirtualnych pacjentów jest bardzo wysoka cena. „Stworzenie” jednego
przypadku klinicznego może kosztować od 50 do 100 tysięcy dolarów, lecz rozwiązanie rozwijane
przez BD Polska we współpracy z SUM ma znacznie obniżyć te koszty, 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 roku tylko w USA będzie brakować pomiędzy 46 tysięcy a 90 tysięcy lekarzy, z czego od 12
tysięcy do 31 tysięcy lekarzy opieki podstawowej. Liczba praktykujących lekarzy w przeliczeniu na
1000 osób wynosi w USA (2,5), w Polsce (2,2) i 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 – mówi dr Cacko.

W tym przypadku „Wirtualny Pacjent” będzie najbardziej pożądanym pacjentem na rynku. -
Studenci mogą na kolejnych przypadkach ćwiczyć bez końca, szlifując umiejętności niezbędne w​pracy zawodowej. Z pewnością przełoży się to na zdrowie ich przyszłych pacjentów – uśmiecha się
prof. Francuz.