الذكاء الاصطناعي الطبي: لا قيمة للابتكار دون ثقة الأطباء

من ماسحات ضوئية ذاتية التحكم إلى مخططات علاج إشعاعي تُنجز في ثوانٍ معدودة؛ يستعرض توبياس هايمان، رئيس قسم الذكاء الاصطناعي في "سيمنس هيلثينيرز"، الواقع الراهن للذكاء الاصطناعي الطبي. التقنية أصبحت واقعاً ملموساً و يظل التحدي الأكبر كامناً في عملية الدمج، حيث تُعد "الثقة" الركيزة الأساسية للتصميم.

 يد هايمان، أنت تجري أبحاثاً منذ أواخر تسعينيات القرن الماضي حول الذكاء الاصطناعي في التصوير الطبي – كيف تغيرت نظرتك لما يمكن أن يقدمه الذكاء الاصطناعي في الطب منذ ذلك الحين؟

توبياس هايمان: أولاً وقبل كل شيء، لم أكن أتوقع قط في ذلك الوقت أن يتطور هذا المجال بهذه السرعة. حتى أن رئيسي في الجامعة قال حينها إن المشكلات المفتوحة والمطروحة تكفي لجيل كامل من الباحثين. واليوم، تم حل العديد من هذه المشكلات، وبسرعة فاجأتني حقاً.

أكثر ما يدهشني هو أن المشكلات التي كنا نعتبرها لسنوات طويلة صعبة للغاية أو مستحيلة الحل، تهاوت تقريباً بين عشية وضحاها مع ظهور تكنولوجيا التعلم العميق (Deep Learning) - حتى أنه كانت هناك حالات أصبحت فيها أبحاث دامت لنحو 20 عاماً لمجموعة كاملة من الباحثين قديمة وغير ذات جدوى فجأة.

هذا يوضح تماماً القفزة التي عشناها. أن يقوم نموذج اليوم بتحليل صورة طبية، ووصف محتواها بدقة، مع أخذ السياق السريري في الاعتبار – كان هذا أمراً لا يمكن تصوره قبل 25 عاماً. السؤال الأساسي حول ما إذا كان الذكاء الاصطناعي قادراً على إحداث ثورة في التصوير الطبي لم يعد مطروحاً بالنسبة لي على الإطلاق. السؤال الآن مختلف تماماً: كيف ندخل هذه التقنية في الروتين السريري اليومي بشكل قوي وآمن ومفيد حقاً؟

اليوم، تشغل منصب رئيس قسم الذكاء الاصطناعي في "سيمنس هيلثينيرز" – كيف تعمل مع فريقك وما الذي تركزون عليه؟

نحن نعمل تحت اسم "الذكاء الاصطناعي ألمانيا " ضمن قطاع التكنولوجيا في شركة "سيمنس هيلثينيرز"، ونشكل جزءاً من "مركز الذكاء الاصطناعي للرعاية الصحية" العالمي.

• من ناحية، نراقب في وقت مبكر جداً ما يلوح في الأفق تكنولوجياً – في المؤتمرات الأكاديمية، والبرامج البحثية، ومشاريع الاتحاد الأوروبي التي نشارك فيها. ونقوم بتقييم ما قد يكون مثيراً لاهتمامنا بالتعاون مع الشركاء السريريين والجامعات.

• ومن ناحية أخرى، نعمل بشكل وثيق مع قطاعات الأعمال المعنية – مثل الأشعة المقطعية (CT)، والرنين المغناطيسي (MRT)، الأشعة السينية، أو الموجات فوق الصوتية – لنقل التقنيات التي نضجت إلى الجيل القادم من المنتجات.

يمكن تخيل الأمر على النحو التالي: نحن مركز الكفاءة المركزي للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في الشركة. ومعظم خبرائنا هم علماء حاصلون على درجة الدكتوراه ويعملون بشكل مباشر على تطوير النماذج والمنهجيات. نحن نوفر الأساس التكنولوجي الذي تُبنى عليه بعد ذلك ترجمة هذه التقنيات إلى منتجات ملموسة في قطاعات الأعمال المعنية.

في المؤتمر الأوروبي للأشعة (ECR) في فيينا، كان الذكاء الاصطناعي حاضراً في كل مكان – كيف تقيم الوضع الحالي لهذه التكنولوجيا في مجال الأشعة؟

لم يعد الذكاء الاصطناعي مجرد موجة من الرواج والإثارة؛ لقد انتهت النشوة الأولى. وأنا أرى في ذلك علامة جيدة، لأن الأسئلة المطروحة بدأت تتغير: لم يعد الأمر يتعلق بما يمكن للنظام أن يفعله، بل بما يقدمه فعلياً في التشغيل اليومي: العمل بكفاءة أكبر، وفحص المزيد من الصور، وتقليل الأخطاء. هذه هي المعايير التي يُقاس بها الذكاء الاصطناعي الآن.

ومع ذلك، لم تصل هذه التكنولوجيا بعد إلى نطاق واسع وحقيقي في مجال الأشعة. هناك مستشفيات وعيادات في الصدارة وتستخدم الذكاء الاصطناعي بشكل كامل، ولكن من منظور عالمي، لا تزال الأرقام متواضعة. لقد تجاوزنا مرحلة الاختبار والنماذج الأولية، لكن السؤال الفعلي: "ما الذي تقدمه التكنولوجيا بشكل ملموس في يوم العمل؟" لم يُطرح بجدية إلا منذ فترة وجيزة. ونحن كقطاع صناعي، بالتعاون مع شركائنا السريريين، لا يزال يتعين علينا إثبات ذلك. وأنا مقتنع بأنه كلما توفرت أدلة وبراهين قوية، زاد معدل تبني هذه التقنية.

في عام 2023، توقع زميلك "إيفو دريسر" أن يصبح الذكاء الاصطناعي بمثابة "صديق مقرب"  لطبيب الأشعة في غضون خمس إلى عشر سنوات. هل كان هذا التوقع متفائلاً أكثر من اللازم؟

العيادات والمراكز التي قطعت شوطاً طويلاً في استخدام الذكاء الاصطناعي ستتفق بالتأكيد مع مصطلح "الصديق المقرب"، لكن الأمر ليس كذلك في كل مكان بعد. ومع ذلك، أود أن أقول إن هذا التوقع لا يزال "في مساره الصحيح"؛ فلا يزال أمامنا ما بين سنتين إلى سبع سنوات، والضغط يزداد على أقسام الأشعة: حالات أكثر، وصور أكثر، ولكن في المقابل لا يوجد عدد كافٍ من أطباء الأشعة الجدد. وكلما زاد هذا الضغط، زادت أيضاً الرغبة في تفويض المهام والاعتماد على الحلول الذكية. وهذا يمثل دافعاً قوياً للاستخدام الواسع النطاق للذكاء الاصطناعي.

كيف ينتقل الذكاء الاصطناعي في شركة "هيلثينيرز" من المختبر إلى العيادة؟ وأين تكمن العقبات الأكبر؟

الطريق دائماً أطول مما يعتقده المرء، حتى عندما تبدو التكنولوجيا جاهزة بالفعل. جوهر عملنا هو ألا نطور الذكاء الاصطناعي كـ "ميزة إضافية" فحسب، بل أن ننطلق في التفكير من مشكلة سريرية ملموسة: ما الذي نريد تحقيقه؟ وما الذي يحتاجه العميل؟ هذا يمثل مصفاة وفلتراً مهماً للغاية.

في شركة بحجمنا وحجم مسؤوليتنا، يجب أن نتعامل مع الأمر بواقعية وحذر شديدين يركزان على السلامة والأمان. كباحث، أرى من الناحية التكنولوجية إمكانات أكبر بكثير مما نستغله حالياً.

لكن العقبة الحقيقية تكمن في عمليات التحقق من الصحة والدمج.  فبناء نموذج أولي يعمل بشكل جيد هو أمر، ولكن إنتاج منتج معتمد وحاصل على تراخيص يعمل بشكل مستقر وقوي في بيئات سريرية متنوعة هو أمر مختلف تماماً. وبين هذا وذاك هناك عمل شاق وممتد – تقنياً وتنظيمياً وسريرياً.

كما أن تدفقات العمل التي يجب دمج الذكاء الاصطناعي فيها تختلف من مكان لآخر. وحتى لو بدا الأمر بطيئاً للعديد من الناس، فإن هذه ليست مكابح يمكننا التخلص منها بمجرد النقاش، بل هذا هو جوهر عمل الدمج والتكامل الفعلي.

في مؤتمر ECR، بدا الأمر وكأن "هيلثينيرز" تعتمد بشكل أساسي على أنظمة الذكاء الاصطناعي الخاصة بها، بينما يقوم مصنعون آخرون بدمج أنظمة من شركات ومزودي خدمات خارجيين.

هذا الانطباع مضلل نوعاً ما. منصاتنا مفتوحة؛ فالشركات الخارجية مرحب بها، ونحن نتعاون مع مزودي الخدمات الخارجيين في المجالات التي يكون فيها ذلك منطقياً ومفيداً. في مجال تصوير الثدي بالأشعة على سبيل المثال، ندمج أنظمة شركة ScreenPoint مباشرة في منتجاتنا. وعبر متجرنا الرقمي، يمكن للمزودين المناسبين الانضمام والتكامل تماماً كما يحدث في متاجر التطبيقات.

الاختلاف يكمن في التركيز: نحن نرى الذكاء الاصطناعي كأداة لتحسين أجهزة الأشعة المقطعية، والرنين المغناطيسي، والأشعة السينية، والموجات فوق الصوتية التي نصنعها، وجعلها أكثر سهولة في الوصول والاستخدام، وليس كاستراتيجية بناء منصات لمجرد المنصة نفسها. قد يبدو هذا من الخارج كأنه نظام بيئي مغلق، لكن خلف ذلك تكمن أولوية أخرى: نحن نتساءل أولاً أين تكمن الحاجة السريرية القصوى، ونطبق الذكاء الاصطناعي هناك بدقة.

تقول إن الذكاء الاصطناعي يجب أن يجعل أجهزتكم أبسط وأكثر إتاحة على نطاق واسع. هل لديك مثال ملموس على ذلك؟

لنأخذ على سبيل المثال أجهزة فحص الرنين المغناطيسي (MRT) بقوة 0.55 تسلا. بفضل تقنية إعادة بناء الصور القائمة على الذكاء الاصطناعي، يمكننا بناء هذه الأجهزة بحجم مدمج للغاية يتيح وضعها في غرف لم يكن من الممكن إنشائياً وضع جهاز رنين مغناطيسي فيها من قبل. وهذا يوسع نطاق الرعاية الطبية بشكل أساسي.

ومع ذلك، في الممارسة العملية، غالباً ما تفشل التكنولوجيا الحديثة بسبب نقص الموظفين المدربين في الموقع لتشغيل الجهاز بكفاءة – سواء كان ذلك في الدول النامية، أو الولايات المتحدة، أو هنا في أوروبا. فإذا انتقل الموظف المؤهل إلى وظيفة أخرى، يظل الجهاز عالي التقنية قابعاً في مكانه ولا يُستخدم إلا على مستوى أساسي وبسيط.

وهل يحل الذكاء الاصطناعي هذه المشكلة؟

هذا هو النهج المستهدف على الأقل. نحن نعمل على أتمتة عملية الفحص والمسح الضوئي إلى درجة تجعل المعرفة التخصصية العميقة لم تعد شرطاً مسبقاً. في مجال الأشعة المقطعية، كنا أول شركة مصنعة تقدم كاميرا ثلاثية الأبعاد تقيس أبعاد المريض على الطاولة وتضبط الوضعية تلقائياً بشكل مثالي؛ إذ يجب أن يقع المريض بدقة متناهية في المركز الطولي لضمان جودة الصورة. والآن أصبح هناك نظام مماثل لأجهزة الرنين المغناطيسي أيضاً.

الخطوة التالية هي فهم "دواعي الفحص والتشخيص"، وهو أمر أكثر تعقيداً بكثير: ففي العمل السريري اليومي، غالباً ما تتوفر فقط ملاحظة نصية قصيرة وحرة تشرح سبب إخضاع المريض للفحص. ولكي يتمكن الماسح الضوئي من تفسير هذا النص، جنباً إلى جنب مع تاريخ المريض وربما الصور السابقة، وضبط نفسه بشكل مثالي، فإننا بحاجة إلى نماذج لغوية تفهم هذا النص الحر بشكل حقيقي. الهدف النهائي هو الوصول إلى نظام يعمل مثل الكاميرا الحديثة: تضغط على زر الالتقاط مرة واحدة، وتتولى الآلة الباقي.

إذن سيوفر الماسح الضوئي في المستقبل الصورة المثالية تلقائياً تقريباً. ماذا يحدث بعد ذلك؟

هذا هو مجال عملنا الرئيسي الثاني. من خلال نظام "AI-Rad Companion"، نوفر منذ بضع سنوات منتجاً يساعد في صياغة التقارير التشخيصية؛ حيث يتعرف النظام على النتائج غير الطبيعية، ويحددها، ويقدم لطبيب الأشعة قائمة بها: "هنا قد تكون هناك عقدة رئوية، وهنا تكلس في الشرايين التاجية". ويقوم طبيب الأشعة بالتأكيد أو الرفض. هذا يضمن حداً أدنى من الجودة، حتى مع الموظفين الأقل خبرة.

لكن ما لا يقدمه هذا الجيل الحالي بعد هو زيادة حقيقية في الكفاءة. نحن نقمس وفراً في الوقت بنسبة تصل إلى 20% تقريباً؛ هذا ليس سيئاً، لكنه بعيد كل البعد عما هو ممكن. فالوقت المستهلك فعلياً ليس في فحص الصور، بل في كتابة التقارير والتوثيق. الجيل القادم سيتولى كتابة مسودة التقرير مسبقاً، ليقوم طبيب الأشعة بمراجعتها فقط: هل تتطابق الصورة مع النص؟

من الناحية التقنية، لدينا نماذج أولية قادرة على فعل ذلك اليوم. ونحن نُقيم في هذا الصدد نماذج لغوية مختلفة – بما في ذلك النماذج المفتوحة – ونختبر ما إذا كانت قوية بما يكفي أو تحتاج إلى مزيد من التدريب المخصص. ولكن حتى نصل إلى مرحلة نضوج المنتج، لا يزال هناك عمل ينتظرنا: التحقق من الصحة، والحصول على الاعتمادات، والدمج المستقر في بيئات سريرية متنوعة للغاية.

مع تدخل الذكاء الاصطناعي بشكل أكبر في كل خطوة من خطوات العملية – من الفحص وحتى التقرير الجاهز – كيف يمكن للطبيب أن يتحمل المسؤولية بشكل صحيح؟

هذه ليست مجرد مسألة أخلاقية بالغة الأهمية، بل هي في المقام الأول مسألة تصميمية ملموسة للغاية. لا تعني "الرقابة البشرية "  أن يفهم الطبيب كل خطوة خوارزمية، بل تعني أن يكون قادراً على التدخل، والفحص، والتعديل في أي وقت وبأبسط طريقة ممكنة. يجب أن يترسخ هذا المبدأ الأساسي في البرمجيات.

وعندما يتعلق الأمر بـ "قابلية التفسير"، فإنني أحب دائماً الفصل بين مستويين: فالسؤال الأكاديمي حول كيفية توصل الشبكة العصبية داخلياً إلى نتيجة معينة ليس هو الأمر الحاسم في العمل السريري عادةً.

ما يهم فعلياً هو: لماذا يقترح النظام هذه النتيجة بالتحديد؟ وكيف يمكنني كطبيب تتبع ذلك وتصحيحه إذا لزم الأمر؟ هذا هو الفارق بين تكنولوجيا "الصندوق الأسود" ومنتج صالح للاستخدام السريري الفعلي. لدينا فريق مخصص لهذا الأمر يركز فقط على "تجربة المستخدم"  أي الإجابة على سؤال: كيف يتخيل المستخدمون النظام المثالي، وكيف يمكننا تطبيق ذلك تقنياً؟ هذا هو العامل الحاسم في نهاية المطاف لقبول التكنولوجيا وتبنيها.

منذ الاستحواذ على شركة "فاريان" ، أصبحتم تعملون أيضاً في مجال العلاج الإشعاعي – حيث كل قرار يعد حاسماً. كيف يغير الذكاء الاصطناعي علاج السرطان بالنسبة للطبيب والمريض؟

هذا بالنسبة لي أحد أكثر المجالات إثارة، لأن التأثير والقدرة على التغيير كبيران جداً هنا. إن تخطيط العلاج الإشعاعي يستغرق اليوم عدة أيام حسب الحالة – محاكاة، وتنسيق بين الخبراء، وتعديلات، ثم محاكاة مجدداً. هذا يستهلك وقتاً لا يملكه المريض.

هدفنا هو تقليص هذه المدة بشكل جذري باستخدام الذكاء الاصطناعي: التخطيط التفاعلي في الوقت الفعلي، والحساب الفوري، مع تواجد جميع الأطراف المعنية حول الطاولة بشكل متزامن، سواء افتراضياً أو في الموقع. وبدلاً من الأيام، سنتحدث عن دقائق أو ربما ثوانٍ قريباً جداً.

هذا يوفر للطبيب تدفق عمل مختلف تماماً؛ بعيداً عن حلقات التنسيق المتسلسلة والمطولة، ونحو اتخاذ قرار مشترك وديناميكي في اللحظة نفسها.

سيمثل هذا قفزة نوعية من الناحية الطبية أيضاً، لا سيما مع تغير مواقع الأورام وحركتها؟

بكل تأكيد، وسيكون تقدماً حقيقياً للمرضى أيضاً: ففي حالة الأورام الموجودة في منطقة البطن على سبيل المثال، تتغير التشريحات الجسدية بسرعة؛ وكلما قصرت المسافة والمدة الزمنية بين التصوير وبدء العلاج، كان المخطط أكثر دقة. ومن الناحية النفسية، هناك فرق هائل بين أن ينتظر المريض لأيام بعد التشخيص، أو أن يقترب موعد التشخيص وبدء العلاج مباشرة وبشكل فوري.

يبدو هذا كأنه حالة نموذجية مثالية لاستخدام "وكلاء الذكاء الاصطناعي" الذين يدور حولهم الكثير من النقاش حالياً. هل يلعب هؤلاء دوراً بالفعل في شركة "سيمنس هيلثينيرز"؟

نحن نراقب هذا الأمر عن كثب شديد، داخلياً وخارجياً على حد سواء. فالإمكانات واضحة تماماً: إن هذه العمليات متعددة المراحل، حيث يجب تجميع وتنسيق مصادر معلومات مختلفة، تمثل مجال التطبيق الطبيعي للأنظمة القائمة على الوكلاء. وتُعد هذه الأنظمة مثيرة للاهتمام للغاية على المدى الطويل لتخطيط العلاج أو تقديم دعم معقد لاتخاذ القرارات.

لكن النماذج اللغوية الكبيرة والأنظمة القائمة على الوكلاء لا تتناسب بسهولة حتى الآن مع عالم الأجهزة الطبية الخاضع لرقابة وقوانين صارمة للغاية. في مجالات التوثيق أو الفوترة والحسابات، قطعت هذه الأنظمة شوطاً أطول بكثير. أما في النطاق السريري الجوهري، حيث تؤثر القرارات بشكل مباشر على المريض، فإن الأمر لا يزال يتطلب وقتاً، وتحققاً قوياً من الصحة، وقبل كل شيء، تصنيفاً تنظيمياً وقانونياً واضحاً.

ماسحات ضوئية ذاتية التحكم، تقارير بالذكاء الاصطناعي، تخطيط علاجي في الوقت الفعلي – أين ترى الذكاء الاصطناعي الطبي في غضون خمس سنوات، وأين تكمن حدوده؟

في غضون خمس سنوات، لن تكون مسودات التقارير الطبية التي ينتجها الذكاء الاصطناعي استثناءً في مجال الأشعة، بل ستصبح هي الوضع الطبيعي والمعتاد. وستعمل الماسحات الضوئية بشكل أكثر استقلالية وذاتية. كما سيتغير العلاج الإشعاعي بشكل جذري وجوهري، مبتعداً عن حلقات التخطيط التي تستغرق أياماً نحو اتخاذ قرارات فورية وصحيحة. نحن نمتلك التكنولوجيا اللازمة لذلك اليوم بالفعل – حتى دون احتساب القفزات التطويرية الإضافية والمتلاحقة.

بالنسبة لي، لا تكمن الحدود في التكنولوجيا نفسها، بل في الثقة. فالذكاء الاصطناعي لن يكون فعالاً ومؤثراً حقاً في الطب إلا إذا وثق به الأطباء. إن إمكانية التتبع الواضحة وخيارات التحكم الحقيقية تمثل متطلبات تصميمية صارمة لا غنى عنها. والأنظمة التي لا تستحق هذه الثقة لن تنجح ولن تفرض نفسها، بغض النظر عن مدى قوتها وكفاءتها.

العمل الحقيقي والجهد الأكبر في السنوات القادمة لا يكمن في تطوير التكنولوجيا ذاتها، بل في عملية الدمج والتكامل – في الأنظمة، وفي تدفقات العمل، وفي العقول.

شكراً جزيلاً لك على هذا الحوار الشيق!