Medycyna – w tym fizjoterapia – nieustannie się rozwija, wykorzystując przy tym nowoczesne technologie, dzięki którym stosowane terapie mogą być jeszcze bardziej skuteczne. Prawdziwą rewolucją jest sztuczna inteligencja (AI) i uczenie maszynowe (machine learning). Można wykorzystać je nie tylko w procesie diagnozowania, ale także w leczeniu i profilaktyce. Sprawdź, jak sztuczna inteligencja może pomóc osobom zmagającym się z bólem kręgosłupa.

Ból pleców jest znacznym obciążeniem i jedną z głównych przyczyn niepełnosprawności. Dlatego tak wiele uwagi poświęca się opracowaniu skutecznej diagnostyki i metod leczenia, a także wczesnemu wychwytywaniu grup ryzyka wystąpienia problemów z kręgosłupem. Coraz więcej wskazuje na to, że fizjoterapia może wiele zyskać dzięki AI.

Czym jest AI (sztuczna inteligencja)?

Sztuczna inteligencja to systemy naśladujące inteligencję człowieka. Obejmuje różnego rodzaju algorytmy, programy komputerowe i maszyny, które są zdolne do realizacji wybranych funkcji ludzkiego umysłu.

Ze sztuczną inteligencją ściśle związane jest uczenie maszynowe. Są to algorytmy, które mają zdolność do samodzielnego poprawiania się poprzez doświadczenie. Mówiąc prościej – budują model matematyczny na podstawie przykładowych danych, dzięki czemu mogą przewidywać i podejmować decyzję bez programowania.

Dzięki tym właściwościom zaobserwowano potencjał sztucznej inteligencji w obszarze opieki zdrowotnej. Jej zastosowanie jest obserwowane i wdrażane od lat, jednak szerzej mówi się o tym dopiero w ostatnim czasie.

Jak AI może pomóc w rehabilitacji?

Zastosowanie sztucznej inteligencji w fizjoterapii jest bardzo szerokie. Może ona poprawić opiekę zdrowotną dzięki:

• nowym strategiom świadczenia opieki fizjoterapeutycznej;
• ułatwieniu i zautomatyzowaniu podejmowania decyzji;
• zwiększeniu zaangażowania Pacjentów;
• ułatwieniu i urozmaiceniu edukacji Pacjentów;
• łatwemu przechowywaniu i udostępnianiu danych między specjalistami.

Dzięki temu, że sztuczna inteligencja może się uczyć, fizjoterapeuta dysponuje szeregiem niedostępnych wcześniej danych. Na przykład – AI może opisać charakterystykę Pacjentów zgłaszających się z konkretnym schorzeniem. To z kolei pozwala wyodrębnić czynniki ryzyka i wdrożyć odpowiednie działania profilaktyczne (również u tych osób, które jeszcze nie doświadczają objawów, ale prezentują podobne cechy, co model stworzony przez sztuczną inteligencję).

Sztuczna inteligencja porównuje dane, dzięki czemu może zasugerować program fizjoterapii, który ma największe szanse na powodzenie w danym przypadku. Pozwala także monitorować postępy Pacjenta, a w razie potrzeby korygować działania na takie, które przyniosą więcej korzyści. AI może analizować dane oraz wyniki badań. Tym samym jest w stanie wychwycić istotne informacje, które mogą być niewidoczne dla ludzkiego oka.

Nie można zapomnieć o różnego rodzaju programach, aplikacjach i urządzeniach, które wspierają proces leczenia i profilaktykę. Mogą z nich korzystać nie tylko fizjoterapeuci w gabinetach, ale również Pacjenci, samodzielnie w domu.

Sztuczna inteligencja a ból kręgosłupa

Dostępne badania z ostatnich lat pokazują, że sztuczna inteligencja może być z powodzeniem stosowana w diagnostyce, leczeniu i profilaktyce bólów kręgosłupa. Dzięki niej zwiększa się szansa na wczesne wykrycie nieprawidłowości i szybsze złagodzenie dolegliwości, a także zapobieganie im.

Przykładem wykorzystania sztucznej inteligencji w diagnostyce bólu kręgosłupa są techniki widzenia komputerowego. W badaniu opublikowanym na łamach czasopisma International Journal of Environmental Research and Public Health przeanalizowano możliwości AI w odniesieniu do bólu dolnego odcinka kręgosłupa. Okazało się, że program komputerowy może segmentarycznie analizować obraz (np. rezonansu magnetycznego) i wykryć oznaki choroby, których nie może na danym etapie zaobserwować człowiek. Analiza pozwala usprawnić proces podejmowania decyzji oraz przewidzieć zakres, w jakim Pacjent odniesie korzyści z określonego leczenia (np. czy w danym przypadku zabieg chirurgiczny jest lepszy od metod zachowawczych).

Przy bólu kręgosłupa niezwykle pomocne są też techniki wirtualnej rzeczywistości. Przykładem jest projekt realizowany jest przez Uniwersytet Medyczny w Łodzi oraz Edventure Research Lab - VRneck Solution. Umożliwia on analizę ruchów głowy Pacjenta oraz wyznaczenie tzw. siatki ruchomości segmentalnej odcinka szyjnego i szyjno-piersiowego. Dzięki temu specjalista może ocenić ich funkcjonalność.

Sztuczna inteligencja może też czytać historię choroby Pacjenta. W Icahn School of Medicine at Mount Sinai powstał program, który na podstawie uzyskanych danych określa, czy ból dolnego odcinka kręgosłupa ma charakter ostry czy przewlekły. Tym samym możliwe jest dopasowanie odpowiedniej terapii (oba schorzenia wymagają innego postępowania fizjoterapeutycznego).

Nie możemy zapomnieć o programach zdrowotnych wspieranych przez AI. Są to np. aplikacje mobilne, które w ramach profilaktyki przesyłają użytkownikom codzienny zestaw ćwiczeń na kręgosłup. Badania pokazują, że tego typu programy odnoszą sukces, ponieważ Pacjenci chętniej przestrzegają zaleceń dostarczanych w ten sposób.

Czy sztuczna inteligencja zastąpi fizjoterapeutę?

Z założenia sztuczna inteligencja ma wspierać pracę fizjoterapeuty, a nie go zastępować. Mówi o tym wyraźnie „Biała Księga AI”. Zgodnie z nią AI stanowi jedynie narzędzie, które pomaga w procesie diagnostycznym i leczniczym. Dzięki niej możliwe jest wybranie najlepszego rozwiązania, ponieważ system dysponuje szerokimi danymi i ich porównaniami – czego nie ma fizjoterapeuta. Jednak ostatecznie to specjalista podejmuje decyzję, co do diagnozy i prowadzonej terapii.

Wszystko wskazuje na to, że sztuczna inteligencja i fizjoterapeuta będą ze sobą jedynie współpracować. Przyniesie to wiele korzyści Pacjentom – nie tylko tym zmagającym się w bólem kręgosłupa, ale także innymi problemami ze strony narządu ruchu. Komputer nie może jednak zastąpić kontaktu pacjent-fizjoterapeuta.

Źródła:

1. T. Anan i in., Effects of an Artificial Intelligence–Assisted Health Program on Workers With Neck/Shoulder Pain/Stiffness and Low Back Pain: Randomized Controlled Trial, 2021 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8501409/ (dostęp 01.12.2022),
2. M. Matacz, Sztuczna inteligencja. Doktor komputer wykryje chorobę i będzie ją leczyć?, Serwis Zdrowie, 2020 https://zdrowie.pap.pl/byc-zdrowym/sztuczna-inteligencja-doktor-komputer-wykryje-chorobe-i-bedzie-ja-leczyc (dostęp 01.12.2022),
3. F. D’Antoni i in., Artificial Intelligence and Computer Vision in Low Back Pain: A Systematic Review, 2021, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8535895/ (dostęp 01.12.2022),
4. Artificial intelligence and machine learning, 2020 https://www.csp.org.uk/professional-clinical/digital-physiotherapy/artificial-intelligence-machine-learning (dostęp 01.12.2022),
5. R.S. Ravali i in., A systematic review of artificial intelligence for pediatric physiotherapy practice: Past, present, and future, 2022, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772528622000073 (dostęp 01.12.2022),
6. F. D’Antoni i in., Artificial Intelligence and Computer Aided Diagnosis in Chronic Low Back Pain: A Systematic Review, 2022, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9141006/ (dostęp 01.12.2022),
7. VRneck Solution – sztuczna inteligencja w diagnozie i terapii kręgosłupa, https://betacom.com.pl/aktualnosci/vrneck-solution-sztuczna-inteligencja-w-diagnozie-i-terapii-kregoslupa/ (dostęp 01.12.2022).