На переднем крае медицинских технологий: медицинские изделия, основанные на использовании ИИ

Mon Nov 20 13:47:00 CET 2023

Заметный всплеск развития генеративного искусственного интеллекта (ИИ) имеет далеко идущие последствия для медицинских технологий. Под генеративным ИИ понимается применение искусственного интеллекта для создания или помощи в создании конструкций на основе исходных критериев и ограничений. Методы генеративного проектирования используются для революционных изменений в создании медицинских изделий.

Инженеры и конструкторы используют алгоритмы ИИ для удаления ненужных материалов или применения иных способов совершенствования конструкции медицинских изделий. Подобно тому, как инженер опирается на свою подготовку и опыт, чтобы найти новые решения, генеративный ИИ использует гораздо более обширные базы данных и намного более сложные вычисления, чем те, которые может произвести человек, чтобы оптимизировать конструкцию изделия – отсюда и название «искусственный интеллект». ИИ позволяет инженерам адаптировать конструкцию к конкретным потребностям пациентов и сложным медицинским требованиям, а также ускорять процесс разработки. Это помогает и пациентам, и медицинским работникам.

Как именно используется ИИ в инновациях в сфере медицинских технологий?

Ниже приводятся два примера того, как фирмы используют ИИ для ощутимого улучшения качества ухода за пациентами и результатов лечения.

Компания Meticuly, специализирующаяся на медицинских технологиях и базирующаяся в Таиланде, использует генеративный ИИ для создания индивидуализированных костных имплантатов. Meticuly вводит компьютерные томограммы пациентов в алгоритм глубокого обучения ИИ для разработки конструкции имплантата. Затем созданная конструкция распечатывается на 3D-принтере. До появления ИИ костные имплантаты отливались вручную, и врачам приходилось также вручную корректировать форму имплантата во время операции для его окончательного прилегания к телу пациента. Meticuly устранила эту необходимость и сократила время операции на несколько часов, улучшив результаты лечения пациентов.

Компания NuVasive, занимающаяся производством медицинского оборудования в США, использует генеративный дизайн для создания пористых титановых спинальных имплантатов при помощи 3D-печати. Титановые спинальные имплантаты обычно изготавливаются из цельных кусков металла. Используя генеративный ИИ и технологию 3D-печати, NuVasive может изготовить титановый имплантат, напоминающий губку, с крошечными отверстиями по всей длине. Это позволяет использовать преимущества биологической совместимости титана, одновременно давая заживающему позвоночнику больше отверстий для роста и делая имплантат более гибким для предотвращения проседания (распространенное осложнение операций по соединению позвонков). При использовании традиционных спинальных имплантатов частота проседания составляет около 20 процентов. При использовании пористого титанового имплантата, созданного ИИ, этот показатель снижается до 1,1 процента.

Как использование генеративного ИИ влияет на портфель ИС компаний, работающих в сфере медицинских технологий?

Использование генеративного ИИ при проектировании медицинских изделий порождает важные вопросы и проблемы, связанные с правами на интеллектуальную собственность и правом собственности на созданные образцы: можно ли зарегистрировать права на образцы, созданные с помощью ИИ? В чем заключается разница в области ИС между разработками, выполненными с помощью ИИ, т.е. созданными человеком и доработанными ИИ, и разработками, целиком созданными ИИ?

В ходе шестой сессии Диалога ВОИС по теме «Передовые технологии – изобретения, созданные при помощи ИИ» соучредитель и технический директор компании Meticuly, доцент Чедтха Пункреобутр рассказал о портфеле ИС компании Meticuly и о том, как на него повлиял ИИ. Технология основывается на сочетании титанового материала, печатаемого на 3D-принтере, и генеративной программы ИИ, которые объединяются для создания конечного продукта.

Компания Meticuly обеспечивает охрану своего материала при помощи патентов на изобретения, а своего генеративного ИИ – при помощи коммерческой тайны, которая распространяется на соответствующие технологии. Семейство имплантатов, производимых методом 3D-печати, охраняется сочетанием патентов на изобретения и зарегистрированных промышленных образцов. Компания Meticuly имеет шесть патентов на различные аспекты своей продукции и 12 свидетельств о регистрации коммерческой тайны, охватывающих ее генеративный ИИ и другие производственные процессы. Это хороший пример портфеля ИС для разработок с использованием ИИ.

В случае с разработками, полностью создаваемыми ИИ, определение владельца прав ИС может оказаться непростой задачей. В настоящее время активно обсуждаются вопросы о том, могут ли создатели системы ИИ, пользователи ИИ или даже сам ИИ претендовать на право собственности и охрану этих образцов.

На вопрос о праве собственности на образцы, полностью созданные ИИ, существенное влияние оказывают данные, используемые для обучения систем ИИ. Модели ИИ обучаются на основе обширных массивов данных, которые могут включать в себя широкий спектр уже существующих образцов и творческих работ. В некоторых случаях используемые данные могут содержать информацию, охраняемую авторским правом или правом собственности, что вызывает опасения относительно возможности нарушения существующих прав интеллектуальной собственности. Кроме того, когда системы ИИ генерируют новые разработки, возникают вопросы о том, в какой степени на эти результаты влияют обучающие данные и можно ли считать их полностью оригинальными.

Эти вопросы недавно были вынесены на глобальный уровень обсуждения благодаря системе ИИ Device for the Autonomous Bootstrapping of Unified Sentience (DABUS). Система ИИ DABUS была создана доктором Стивеном Талером и запатентована в следующих патентных публикациях США: 5 659 666, 7 454 388 B2 и 2015/0379394 A1. Система DABUS получила всемирную известность благодаря тому, что стала первой системой ИИ, которая якобы самостоятельно создала два изобретения (фрактальную емкость для напитков и мерцающую сигнальную лампочку), и первой системой ИИ, от имени которой были поданы патентные заявки.

Доктор Талер и его коллеги подали патентные заявки на эти изобретения в Австралию, Европейское патентное ведомство, Новую Зеландию, Южную Африку, Соединенное Королевство и Соединенные Штаты. Этот вопрос активно обсуждался во всем мире, и в большинстве стран заявки были отклонены на том основании, что изобретателем должен быть человек. Лишь Комиссия по компаниям и интеллектуальной собственности Южной Африки (CIPC) 24 июня 2021 года приняла к рассмотрению заявку д-ра Талера и в июле 2021 года опубликовала уведомление о выдаче патента. Пока неясно, как это решение повлияет на ситуацию в данной области. Возможно, это решение станет катализатором развития системы ИС sui generis («уникальной в своем роде»/специализированной) для изобретений, созданных ИИ, но может и не оказать никакого влияния.

ИИ и медицинские технологии: что дальше?

На стыке генеративного ИИ и проектирования медицинских изделий возникают сложные проблемы, связанные с правами интеллектуальной собственности, особенно если рассматривать их в контексте разработок, полностью сгенерированных ИИ. Случай с системой ИИ DABUS, которая добивалась выдачи патента в качестве изобретателя, вызвал глобальные дебаты о правах субъектов ИИ и будущем законодательства в области ИС.

Хотя влияние ИИ на экосистему ИС еще предстоит выяснить, его воздействие на сферу медицинских технологий уже очевидно. Использование этой технологии открывает новую эру инноваций в сфере медицинских технологий и создает огромные возможности для индивидуализации медицины и снижения количества осложнений при проведении медицинских процедур. Признавая этот факт, Всемирная организация интеллектуальной собственности (ВОИС) совместно с Международным союзом электросвязи (МСЭ) и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) недавно выдвинула «Глобальную инициативу по использованию ИИ в сфере здравоохранения». Три учреждения системы ООН объединяют свои усилия, чтобы поддержать ИИ в реализации его потенциала, способствующего улучшению результатов лечения пациентов.

Такие компании, как Meticuly и NuVasive, являются первопроходцами в использовании генеративного ИИ для улучшения качества жизни пациентов, но они не будут последними. Освоение этого нового инструмента дает нам возможность повысить качество обслуживания пациентов и улучшить результаты лечения во всем мире.