Πώς η Τεχνητή Νοημοσύνη ενσωματώνεται υπεύθυνα και ανθρωποκεντρικά στη φροντίδα υγείας, με επίκεντρο τον καρκίνο και τις νευροεκφυλιστικές και νευροψυχιατρικές ασθένειες

21ο Διεθνές Συνέδριο Βιοϊατρικής Απεικόνισης (ISBI 2024)

Με απόλυτη επιτυχία ολοκληρώθηκε το 21ο Διεθνές Συνέδριο Βιοϊατρικής Απεικόνισης (ISBI 2024) του Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (ΙΕΕΕ), που διοργανώθηκε από το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ), υπό την αιγίδα των Υπουργείων Ανάπτυξης, Ψηφιακής Διακυβέρνησης, Υγείας και Παιδείας, της Περιφέρειας Αττικής και του Δήμου Αθηναίων, στις 27 – 30 Μαΐου 2024, στο Μέγαρο Μουσικής Αθηνών.

Η φετινή διοργάνωση κατέρριψε τα ρεκόρ συμμετοχής επιστημόνων από όλο τον κόσμο, καταγράφοντας περισσότερες από 1600 υποβολές άρθρων και φιλοξενώντας περισσότερους από 1200 συμμετέχοντες. Το συνέδριο της Αθήνας αναδείχθηκε κατά γενική ομολογία στην πιο ζωντανή και πρωτοποριακή διοργάνωση στην υπερεικοσαετή ιστορία του συνεδρίου. Χάρη στην εξαιρετική ανταπόκριση διακεκριμένων συμμετεχόντων, το ISBI 2024 κατάφερε να σκιαγραφήσει τις εντυπωσιακές εξελίξεις στην έρευνα και την καινοτομία στον τομέα της βιοϊατρικής απεικόνισης και της τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ) , αποτυπώνοντας την πραγματική διάσταση της επιστήμης, πέρα από το τρέχον κύμα ενθουσιασμού, και χαρτογραφώντας το μέλλον με τον πιο έγκυρο τρόπο.

Την έναρξη των εργασιών του ISBI 2024 κήρυξε ο Υφυπουργός Ανάπτυξης, κ. Μάξιμος Σενετάκης, ο οποίος τόνισε τη συνεισφορά του συνεδρίου στην προώθηση της συνεργασίας μεταξύ της ακαδημαϊκής και επιχειρηματικής κοινότητας και την ενίσχυση της έρευνας και της καινοτομίας σε εθνικό και παγκόσμιο επίπεδο. Ακολούθησε χαιρετισμός από τον Αντιπρύτανη Έρευνας και Δια Βίου Εκπαίδευσης του ΕΜΠ, Καθηγητή Μάνο Βαρβαρίγο, ο οποίος μίλησε για τoν πρωτοπόρο ρόλο του Ιδρύματος στην παραγωγή πρωτότυπης έρευνας και καινοτομίας στην Υγεία και την έμφαση σε δράσεις διασύνδεσης της πανεπιστημιακής έρευνας και της επιχειρηματικότητας.

Το συνέδριο της Αθήνας εστιάστηκε στις εξελίξεις στην ιατρική απεικόνιση στη νέα εποχή της τεχνητής νοημοσύνης (TN) καθώς και στο ρόλο τους για την προαγωγή της εξατομικευμένης ιατρικής και της ιατρικής ακριβείας. Το ISBI 2024 προσέφερε επίκαιρα σεμινάρια, διαγωνισμούς καινοτομίας, και ένα επιστημονικό πρόγραμμα που περιελάμβανε ολομέλειες, ειδικές συνεδρίες, προφορικές παρουσιάσεις και αναρτημένες ανακοινώσεις. Οι διάφορες θεματικές ενότητες ανέδειξαν τον καθοριστικό ρόλο των σύγχρονων συστημάτων ΤΝ στη βαθύτερη μηχανιστική κατανόηση της υγείας και της ασθένειας, στην βελτίωση της ακρίβειας της διάγνωσης και στη διαμόρφωση στοχευμένων θεραπειών. Τα επιτεύγματα αυτά οφείλονται στην ικανότητα της ΤΝ να συνδέει πληροφορίες που προκύπτουν από την παρακολούθηση της ανθρώπινης βιολογίας σε όλες τις χωρικές κλίμακες, από το επίπεδο του οργάνου και του ιστού έως το κυτταρικό και το μοριακό επίπεδο. Ο συνδυασμός των διαφορετικών επιπέδων πληροφορίας καθιστά εφικτή την αναγνώριση περίπλοκων προτύπων και συσχετίσεων που δε θα μπορούσε να αντιληφθεί ακόμη και ο πιο αφοσιωμένος βιοπαθολόγος ή ακτινολόγος, επιτρέποντάς μας να κατανοήσουμε και να ενσωματώσουμε τη νέα γνώση με τη βασική επιστήμη σε ένα κλινικό πλαίσιο.

Διακεκριμένοι ομιλητές αναφέρθηκαν στη σημασία της υπεύθυνης και ανθρωποκεντρικής ενσωμάτωσης των τεχνολογιών ΤΝ στη φροντίδα υγείας, θίγοντας κρίσιμα ζητήματα όπως η ασφάλεια των δεδομένων και η αμεροληψία, η δικαιοσύνη και η ευρωστία των μοντέλων ΤΝ. Παρά την πληθώρα συζητήσεων σχετικά με την ανάγκη ερμηνείας των αποφάσεων των μοντέλων, χαρακτήρισαν την ερμηνευσιμότητα ως μια επιθυμητή αλλά όχι αναγκαία ούτε και ικανή ιδιότητα για την ασφάλεια των συστημάτων ΤΝ, τα οποία αξιολογούνται σαν διαγνωστικά ή θεραπευτικά εργαλεία, δηλαδή σε κλινικά περιβάλλοντα και μέσα από ενδελεχείς τυχαιοποιημένες διαδικασίες δοκιμών ώστε να αποδειχθεί η χρησιμότητα και η ασφάλειά τους. Επιπλέον, τόνισαν ότι η μετάφραση των ερευνητικών ευρημάτων σε χρήσιμα προϊόντα για την κλινική πράξη παραμένει ζητούμενο, υπογραμμίζοντας την ανάγκη συνεργασίας μεταξύ διαφορετικών επιστημονικών πεδίων για την υιοθέτηση των συστημάτων ΤΝ στην κλινική πράξη.

Συνεδρίες με κλινική εστίαση στην αξιοποίηση της ΤΝ και της απεικόνισης για την απαρτιωμένη διάγνωση και παρακολούθηση, πλαισιωμένες από διακεκριμένους ομιλητές στο πεδίο της έρευνας, όπως o Βασίλης Γοργούλης (Πανεπιστήμιο Αθηνών), ο Πάρης Λαλούσης (King’s College London), o Ilya Nasrallah (University of Pennsylvania), η MacLean Nasrallah (University of Pennsylvania), η Μάγδα Τσολάκη (Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης) και ο Jacob Visser (Erasmus MC), φώτισαν τις απεικονιστικές και υπολογιστικές μεθοδολογίες που είναι κατάλληλες για την επίλυση κλινικά και βιολογικά σημαντικών προβλημάτων, με επίκεντρο τον καρκίνο καθώς και νευροεκφυλιστικές και νευροψυχιατρικές ασθένειες. Δόθηκε έμφαση στη σημασία καθορισμού κατάλληλων πλαισίων ένταξης της έρευνας στη ροή της κλινικής εργασίας και στην εφαρμογή της ΤΝ σε απεικονιστικά δεδομένα από διαφορετικές κλίμακες για την αναγνώριση πολύπλοκων προτύπων με στόχο τον καλύτερο προσδιορισμό της νόσου και την υποστήριξη της διαδικασίας πρόγνωσης. Οι ομιλητές παρουσίασαν τη δυνατότητα βελτιστοποίησης της αποτελεσματικότητας των φαρμάκων μέσα από την εφαρμογή μεθόδων ΤΝ για την παρατήρηση και την κατανόηση μοριακών και κυτταρικών μηχανισμών. Επιπλέον, συζητήθηκε η αξία της ΤΝ στην ανάπτυξη νευροαπεικονιστικών μεθόδων για την πρόβλεψη της κλινικής έκβασης στη νόσο Alzheimer, την κατάθλιψη και την ψύχωση.

Μια διαφωτιστική συζήτηση ανάμεσα σε εκπροσώπους από τη βιομηχανία της υγείας, την κλινική ακτινολογία, επενδυτές επιχειρηματικών κεφαλαίων και ακαδημαϊκούς, που συντόνισε ο Καθηγητής Νίκος Παραγιός (University of Paris-Saclay, TheraPanacea), πραγματεύθηκε τις προκλήσεις στη διαδικασία μετάφρασης της έρευνας ΤΝ στην κλινική πρακτική. Οι διακεκριμένοι διεπιστημονικοί ομιλητές Lilla Zollei (Harvard University), Κωνσταντίνος Δασκαλάκης (MIT), Αλέξης Κελέκης (Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών), Maxime Mallet (Jolt Capital) και Guy Spigelman (Amazon Web Services) εστίασαν στο μετασχηματιστικό δυναμικό της ΤΝ στην ακτινολογία και τις κλινικές ροές εργασιών, επισημαίνοντας παραδείγματα εφαρμογών της ΤΝ, και εμβάθυναν στις εμφανιζόμενες προκλήσεις κατά τη μετάφραση της έρευνας στην κλινική πράξη, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για ισχυρά, γενικεύσιμα μοντέλα ΤΝ παρά τους περιορισμούς δεδομένων. Επιπλέον, τόνισαν τη σημασία διαμοιρασμού και επιμέλειας των δεδομένων και της παραγωγικής ΤΝ ως μοχλού καινοτομίας ενώ συζήτησαν για τον εξελισσόμενο ρόλο των επαγγελματιών υγείας στην ευθυγράμμιση της προηγμένης έρευνας στον τομέα της ιατρικής απεικόνισης και της ΤΝ με τις κλινικές ανάγκες. Οι συμμετέχοντες στο πάνελ εξέφρασαν την προσμονή και τον ενθουσιασμό τους για το μέλλον που ξεδιπλώνεται και αναγνώρισαν ότι για την επιτυχή υιοθέτηση της ΤΝ καθοριστική θα είναι η συμβολή των στοχευμένων επενδύσεων και των κατάλληλων ρυθμιστικών πλαισίων με στόχο τη μετάβαση από τα πρωτότυπα ερευνητικά αποτελέσματα σε εμπορικά προϊόντα και υπηρεσίες.

Γενικότερα, η μετατροπή καινοτόμων τεχνολογιών σε εμπορικές διατάξεις και υπηρεσίες με σημαντικό κοινωνικό-οικονομικό αποτύπωμα στον τομέα της υγείας αποτέλεσε κεντρικό άξονα του προγράμματος. Συνεχίζοντας την παράδοση της ημερίδας σύνδεσης του κλάδου με τη βιομηχανία, το φετινό συνέδριο φιλοξένησε εκπροσώπους εταιρειών του τομέα, που παρουσίασαν και συζήτησαν έργα και προϊόντα στον τομέα της βιοϊατρικής απεικόνισης. Στην ημερίδα συμμετείχαν εκπρόσωποι φορέων που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην καινοτομία σε τεχνολογίες ΤΝ και διαχείρισης δεδομένων, όπως η Google και η AWS. Στο πλαίσιο της ημερίδας επιχειρηματικότητας πραγματοποιήθηκε διαγωνισμός καινοτομίας, όπου βραβεύθηκαν τέσσερις νεοφυείς επιχειρήσεις που ξεχώρισαν παρουσιάζοντας πρωτότυπες λύσεις βασισμένες στην ιατρική απεικόνιση και την ΤΝ.

Για πρώτη φορά, το ISBI 2024 φιλοξένησε την εκδήλωση Pharma–Meets–Imaging, όπου εκπρόσωποι φαρμακευτικών εταιρειών συναντήθηκαν με κορυφαίους επιστήμονες στον τομέα της απεικόνισης και εξερεύνησαν νέες δυνατότητες συνεργασίας. Διακεκριμένοι ομιλητές από το χώρο της βιομηχανίας συζήτησαν για τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στην ανακάλυψη φαρμάκων και την τεχνολογία απεικόνισης, τονίζοντας τον καθοριστικό ρόλο της ΤΝ, που εκτιμάται ότι μέχρι το 2050 θα αξιοποιείται στην ανάπτυξη του 50% των νέων φαρμάκων. Η ΤΝ αναμένεται να συμβάλει στο σχεδιασμό φαρμάκων που θα χαρακτηρίζονται από υψηλή αποτελεσματικότητα και χαμηλότερη τοξικότητα μέσα από την αξιοποίηση πληθώρας δεδομένων. Όπως σχολίασαν οι συμμετέχοντες του Pharma-Meets-Imaging, ρόλο κλειδί θα διαδραματίσει η παραγωγική ΤΝ με την ικανότητά της να συνδυάζει τα διαθέσιμα δομημένα και μη δομημένα δεδομένα προς τη σύνθεση κατάλληλων μοριακών δομών.

Οι κεντρικοί ομιλητές του συνεδρίου, κορυφαίοι επιστήμονες από το παγκόσμιο επιστημονικό στερέωμα, μοιράστηκαν την ανεκτίμητη τεχνογνωσία και το όραμά τους με τους συμμετέχοντες. Ο Dr. Anant Madabhushi (Robert W Woodruff Professor of Biomedical Engineering, Emory University, ΗΠΑ ) αναφέρθηκε στις προκλήσεις και τις ευκαιρίες για τη μελλοντική ανάπτυξη και αξιολόγηση αλγορίθμων ΤΝ στον τομέα της ογκολογίας ακριβείας. Το σύστημα ΑΙ που έχει αναπτύξει ενσωματώνει πλήθος, γενετικών, κυτταρικών και μοριακών παραμέτρων και επιτρέπει μέσα από μια απλή βιοψία να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με την εξέλιξη της πορείας της νόσου, την επιλογή κατάλληλης θεραπείας και την ανταπόκριση του ασθενούς σε αυτήν, αποτρέποντας την τοξικότητα των χημειοθεραπειών σε ασθενείς που δεν τις έχουν ανάγκη.

Ο Καθηγητής Ιωσήφ Σηφάκης (βραβείο Τuring 2007 – Emeritus Research Director at Verimag, Γαλλία) στην ομιλία του τόνισε τη συμπληρωματικότητα μεταξύ της ανθρώπινης και της μηχανικής νοημοσύνης και σχολίασε τους κινδύνους και τις προκλήσεις που σχετίζονται με την υιοθέτηση της ΤΝ, την αξιολόγηση και τη ρύθμισή τους. Εξέφρασε την ικανοποίησή του για την υιοθέτηση του αυστηρότερου νομοθετικού πλαισίου EU AI Act στην ΕΕ σε σχέση με τις ΗΠΑ, αλλά και την αγωνία του για το αν θα μπορέσει η ΕΕ να εφαρμόσει το πλαίσιο αυτό.

Η Dr. Katherine Ferrara (Professor and Division Chief, Molecular Imaging Program at Stanford, ΗΠΑ) επικεντρώθηκε στις σημαντικές εξελίξεις στον τομέα της βιολογίας και της μηχανικής που ενισχύουν την εξατομικευμένη θεραπευτική με έμφαση στη μοριακά ειδική θεραπεία του καρκίνου. Μεταξύ άλλων, μίλησε για τα νέα δεδομένα που δημιουργεί ο συνδυασμός των theranostics με τεχνολογίες υπερήχων για τη διάνοιξη του αιματοεγκεφαλικού φραγμού με στόχο την προαγωγή εντοπισμένων αλλαγών στην έκφραση των γονιδίων.

Ο Dr. Francis Bach (Machine learning Group leader, Inria, Ecole Normale Supérieure, Γαλλία) εστίασε στη χρήση των μοντέλων διάχυσης προς την ανάπτυξη αποδοτικών μοντέλων παραγωγικής ΤΝ, ικανών να συμβάλουν στην αντιμετώπιση του προβλήματος έλλειψης αξιόπιστων δεδομένων, που αποτελεί ένα από τα κρίσιμα εμπόδια στη μετάφραση της ερευνητικής προόδου σε εργαλεία χρήσιμα στην κλινική πράξη.

Tο ISBI 2024 επιχείρησε για πρώτη φορά να συνδυάσει την επιστήμη και τις τεχνολογίες της βιοϊατρικής απεικόνισης με την καλλιτεχνική έμπνευση και δημιουργία, στο πλαίσιο μιας σειράς δράσεων με τίτλο Art-in-Biomedical-Imaging. Μεταξύ των δράσεων, έλαβε χώρα διαγωνισμός καλλιτεχνικής δημιουργίας με θέματα εμπνευσμένα από την απεικόνιση εσωτερικών δομών και διεργασιών του ανθρώπινου σώματος. Ο γνωστός street artist Soteur δημιούργησε σε καμβά μεγάλων διαστάσεων έργο εμπνευσμένο από τις εργασίες στον φυσικό χώρο του συνεδρίου και το φαινόμενο του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, μέσα από μια στοχαστική διαδικασία στην οποία εμπλέκονταν οι συμμετέχοντες στο συνέδριο. Το έργο προσφέρθηκε στην ΕΛΕΠΑΠ, κατά την τελετή ολοκλήρωσης του συνεδρίου, για την υποστήριξη του έργου της.

Η υποδοχή των συνέδρων πραγματοποιήθηκε σε μια εντυπωσιακή και ζεστή εκδήλωση στον εμβληματικό χώρο του Περιστυλίου του Ζαππείου Μεγάρου, όπου οι συμμετέχοντες είχαν την ευκαιρία να μοιραστούν μια μοναδική κοινή εμπειρία σε μια ατμόσφαιρα γεμάτη με ιστορία, ενέργεια και ενθουσιασμό. Επιπλέον, οι σύνεδροι είχαν τη δυνατότητα να εξερευνήσουν τη σύγχρονη Αθήνα και την πλούσια ιστορία της μέσω κοινωνικών εκδηλώσεων, όπως ο συμβολικός μαραθώνιος στο ιστορικό Παναθηναϊκό Στάδιο, η επίσκεψη στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο, και ο οργανωμένος περίπατος διαμέσου επιλεγμένων τοποθεσιών της πόλης με ιστορικό και πολιτιστικό ενδιαφέρον.

Οι ζωντανές συζητήσεις και αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συνέδρων αποτέλεσαν βασικό χαρακτηριστικό της φετινής διοργάνωσης, εμπλουτίζοντας το επιστημονικό πρόγραμμα του συνεδρίου και ενισχύοντας τους δεσμούς μεταξύ των μελών της ISBI κοινότητας, συμβάλλοντας έτσι στην προώθηση μιας κουλτούρας συνεργασίας και συνεχούς μάθησης.