How AI is making it easier to diagnose disease | Pratik Shah

Tradutor: Tânia Crispim Revisora: Margarida Ferreira

Computer algorithms today are performing incredible tasks

Hoje em dia, os algoritmos de computadores desempenham tarefas incríveis

with high accuracies, at a massive scale, using human-like intelligence.

com grande precisão, em grande escala,

utilizando uma inteligência parecida com a humana.

And this intelligence of computers is often referred to as AI

Esta inteligência dos computadores é frequentemente chamada IA,

or artificial intelligence.

ou seja, inteligência artificial.

AI is poised to make an incredible impact on our lives in the future.

É previsto que a IA tenha, no futuro, um enorme impacto na nossa vida.

Today, however, we still face massive challenges

Porém, hoje em dia, ainda enfrentamos desafios enormes

in detecting and diagnosing several life-threatening illnesses,

na detecção e diagnóstico de muitas doenças letais,

such as infectious diseases and cancer.

tais como doenças infecciosas e cancro.

Thousands of patients every year

Milhares de doentes, todos os anos,

lose their lives due to liver and oral cancer.

perdem a vida devido a um cancro do fígado ou da boca.

Our best way to help these patients

A melhor maneira de ajudar esses doentes

is to perform early detection and diagnoses of these diseases.

é realizar a detecção e o diagnóstico dessas doenças mais cedo.

So how do we detect these diseases today, and can artificial intelligence help?

Então, como detectamos essas doenças e como a IA pode ajudar?

In patients who, unfortunately, are suspected of these diseases,

Em doentes em quem, infelizmente, haja suspeitas dessas doenças,

an expert physician first orders

um médico especialista pede, primeiro,

very expensive medical imaging technologies

uma qualquer tecnologia dispendiosa de imagiologia médica,

such as fluorescent imaging, CTs, MRIs, to be performed.

como a imagiologia por fluorescência, um TC, ou um MRI.

Once those images are collected,

Depois de colhidas essas imagens,

another expert physician then diagnoses those images and talks to the patient.

outro especialista faz o diagnóstico das imagens e fala com o doente.

As you can see, this is a very resource-intensive process,

Como podem ver, este é um processo muito dispendioso

requiring both expert physicians, expensive medical imaging technologies,

que requer médicos especialistas, tecnologia de imagiologia médica cara

and is not considered practical for the developing world.

e não é considerado prático para os países em desenvolvimento.

And in fact, in many industrialized nations, as well.

O mesmo acontece com as nações industrializadas.

So, can we solve this problem using artificial intelligence?

Podemos resolver isto com a inteligência artificial?

Today, if I were to use traditional artificial intelligence architectures

Hoje, se eu fosse usar arquitecturas tradicionais de inteligência artificial

to solve this problem,

para resolver este problema,

I would require 10,000 --

seriam necessárias dez mil

I repeat, on an order of 10,000 of these very expensive medical images

— repito, cerca de dez mil — dessas imagens médicas muito caras

first to be generated.

só para serem geradas.

After that, I would then go to an expert physician,

Depois disso, iria a um médico especialista,

who would then analyze those images for me.

que analisaria essas imagens.

And using those two pieces of information,

Usando estes dois bocados de informações,

I can train a standard deep neural network or a deep learning network

posso treinar uma rede neural profunda ou uma rede de aprendizagem profunda

to provide patient's diagnosis.

para fazer os diagnósticos a doentes.

Similar to the first approach,

Tal como a primeira abordagem,

traditional artificial intelligence approaches

a abordagem tradicional da inteligência artificial

suffer from the same problem.

passa pelo mesmo problema.

Large amounts of data, expert physicians and expert medical imaging technologies.

Uma grande quantidade de dados, médicos especialistas

e especialistas de tecnologias de imagiologia.

So, can we invent more scalable, effective

Será que podemos inventar arquitecturas de IA

and more valuable artificial intelligence architectures

mais evolutivas, mais eficazes e mais valiosas,

to solve these very important problems facing us today?

para resolver esses problemas importantes que hoje enfrentamos?

And this is exactly what my group at MIT Media Lab does.

É exactamente isto o que faz o meu grupo no MIT Media Lab.

We have invented a variety of unorthodox AI architectures

Inventámos uma variedade de arquitecturas IA pouco ortodoxas

to solve some of the most important challenges facing us today

para resolver alguns dos desafios mais importantes que temos hoje

in medical imaging and clinical trials.

em imagiologia médica e testes clínicos.

In the example I shared with you today, we had two goals.

No exemplo que partilho aqui tínhamos dois objetivos.

Our first goal was to reduce the number of images

O nosso primeiro objectivo era reduzir o número de imagens

required to train artificial intelligence algorithms.

necessárias para treinar o algoritmo da inteligência artificial.

Our second goal -- we were more ambitious,

No segundo objetivo fomos mais ambiciosos.

we wanted to reduce the use of expensive medical imaging technologies

Queríamos reduzir o uso de tecnologia de imagiologia médica cara

to screen patients.

para examinar doentes.

So how did we do it?

Então, como o fizemos?

For our first goal,

No primeiro objectivo,

instead of starting with tens and thousands

em vez de começarmos com dezenas e milhares

of these very expensive medical images, like traditional AI,

destas imagens médicas caras, como a IA tradicional,

we started with a single medical image.

começámos com uma única imagem médica.

From this image, my team and I figured out a very clever way

A partir desta imagem, a minha equipa e eu encontrámos uma forma inteligente

to extract billions of information packets.

de extrair milhares de milhões de pacotes de informações.

These information packets included colors, pixels, geometry

Estes pacotes de informações incluíam cores, pixeis, geometria

and rendering of the disease on the medical image.

e a apresentação da doença na imagem médica.

In a sense, we converted one image into billions of training data points,

Ou seja, convertemos uma imagem em milhares de milhões de pontos de dados,

massively reducing the amount of data needed for training.

reduzindo massivamente o número de dados necessários para o treino.

Para o segundo objectivo

For our second goal,

to reduce the use of expensive medical imaging technologies to screen patients,

— reduzir o uso da tecnologia de imagiologia médica cara

para examinar doentes —

we started with a standard, white light photograph,

começámos com uma fotografia normal, com luz natural,

acquired either from a DSLR camera or a mobile phone, for the patient.

tirada por uma câmara DSLR ou um telemóvel, para o doente.

Then remember those billions of information packets?

Lembram-se dos milhares de milhões de pacotes de informações?

We overlaid those from the medical image onto this image,

Nós sobrepomos esses pacotes da imagem médica nesta imagem,

creating something that we call a composite image.

criando algo a que chamamos uma imagem composta.

Much to our surprise, we only required 50 --

Para nossa surpresa, só precisámos de 50

I repeat, only 50 --

— repito, só 50 —

of these composite images to train our algorithms to high efficiencies.

dessas imagens compostas para treinar o algoritomo para alta eficiência.

To summarize our approach,

Para resumir a nossa abordagem,

instead of using 10,000 very expensive medical images,

em vez de usarmos 10 000 imagens médicas muito caras,

we can now train the AI algorithms in an unorthodox way,

podemos treinar o algoritmo da IA, de uma forma pouco ortodoxa,

using only 50 of these high-resolution, but standard photographs,

usando apenas 50 destas fotos normais, mas de alta resolução

acquired from DSLR cameras and mobile phones,

tiradas por uma câmara DSLR ou um telemóvel,

and provide diagnosis.

e providenciando o diagnóstico.

More importantly,

Mais importante,

our algorithms can accept, in the future and even right now,

o nosso algoritmo pode aceitar, no futuro e até mesmo agora,

some very simple, white light photographs from the patient,

algumas fotografias simples à luz normal, do doente,

instead of expensive medical imaging technologies.

em vez da tecnologia de imagiologia médica cara.

I believe that we are poised to enter an era

Acredito que estamos preparados a entrar numa era

where artificial intelligence

em que a inteligência artificial

is going to make an incredible impact on our future.

vai ter um incrível impacto no nosso futuro.

And I think that thinking about traditional AI,

Acho que pensar na IA tradicional

which is data-rich but application-poor,

que é rica em dados mas pobre em aplicações,

we should also continue thinking

devíamos continuar a pensar

about unorthodox artificial intelligence architectures,

em arquitecturas pouco ortodoxas para a inteligência artificial

which can accept small amounts of data

que aceitem pequenas quantias de dados

and solve some of the most important problems facing us today,

e resolvam problemas importantes que enfrentamos hoje em dia,

especially in health care.

sobretudo nos cuidados de saúde.

Thank you very much.

Muito obrigado.

(Applause)

(Aplausos)