אנדרס ינרמן: המחשה של התפוצצות מידע רפואי

אני אתחיל על ידי הצבת אתגר קטן, האתגר של התמודדות עם נתונים, נתונים איתם צריך להתמודד במצבים רפואיים. זה באמת אתגר אדיר עבורנו. וזוהי בהמת המשא שלנו. זוהי מכונת הטומוגרפיה הממוחשבת -- מכונת ה-סי-טי. זהו מכשיר מדהים. הוא משתמש באלומות של קרני רנטגן, שמסתובבות מאד מהר מסביב לגוף האדם. לוקח בערך 30 שניות לעבור דרך כל המכונה והיא מייצרת כמויות עצומות של מידע שיוצא מהמכונה. אז זוהי מכונה מדהימה שאנחנו יכולים להשתמש כדי לשפר את הטיפול הרפואי. אך כפי שאמרתי, זה גם מהווה אתגר עבורנו. והאתגר נמצא באמת בתמונה הזאת כאן. זוהי התפוצצות של הנתונים הרפואיים שיש לנו עכשיו. אנו מתמודדים עם הבעיה הזאת. הרשו לי לחזור בזמן.

בואו נחזור מספר שנים ונראה מה קרה אז. המכונות האלה שיצאו -- הם התחילו לצאת בשנות ה-70 -- הם סרקו את גוף האדם, והם יצרו בערך 100 תמונות של גוף האדם. הרשיתי לעצמי, לצרכי בהירות, לתרגם את זה לחתכים של נתונים. זה מתרגם לבערך 50 מגה בייט של נתונים, שזה מעט כאשר אתם חושבים על הנתונים שאנחנו מסוגלים לטפל היום אפילו במכשיר נייד נורמלי. אם אתם מתרגמים את זה לספר טלפונים, זה בערך מטר של ספרי טלפונים בערימה. אם תביטו מה אנחנו עושים היום בעזרת המכונות האלה שיש לנו, אנחנו יכולים, אפילו בשניות ספורות, לקבל 24,000 תמונות מתוך הגוף. וזה מתרגם לבערך 20 ג'יגה בייט של נתונים, או 800 ספרי טלפונים. והערימה תהיה אז 200 מטר של ספרי טלפונים. מה שעומד לקרות -- ואנחנו רואים את זה, זה מתחיל -- מגמה טכנולוגית שמתרחשת ממש עכשיו היא שאנחנו מתחילים לראות מצבים של תוצאות זמן גם כן. אז אנחנו מקבלים את הדינמיקה של הגוף גם כן. ורק נניח שאנחנו אוספים נתונים במשך 5 שניות, זה יתורגם לטרה בייט של נתונים. שהם 800,000 ספרים ו-16 ק"מ של ספרי טלפונים. וזה רק חולה אחד, רק קבוצת נתונים אחת. ועם זה אנחנו צריכים להתמודד.

אז יש לנו באמת אתגר אדיר. וכבר היום -- זה 25,000 תמונות. דמיינו את הימים שהיו לנו רדיולוגים שעושים את זה. הם היו שמים 25,000 תמונות, הם היו אומרים משהו כמו, "25,000, בסדר, בסדר. הנה הבעיה." הם לא יכולים לעשות את זה יותר, זה בלתי אפשרי. אז אנחנו צריכים לעשות משהו קצת יותר אינטלגנטי מאשר לעשות את זה. אז אנחנו שמים את כל החתכים ביחד. דמיינו שאתם חותכים את הגוף שלכם בכל הכיוונים האלה, ואז אתם מנסים לשים את החתכים ביחד בחזרה שוב לתוך ערימה של נתונים, לתוך בלוק של נתונים. אז זה באמת מה שאנחנו עושים. אז הג'יגה בייט או הטרה בייט של נתונים, אנחנו שמים אותם לתוך הבלוק הזה. אבל כמובן, הבלוק של הנתונים רק כולל את הכמות של קרני הרנטגן שנספגו בכל נקודה בגוף האדם. אז מה שאנחנו צריכים לעשות זה למצוא דרך להסתכל בדברים שאנחנו רוצים לראות ולגרום לדברים שאנחנו לא רוצים לראות להיות שקופים. אז לשנות את קבוצת הנתונים למשהו שנראה כמו זה. וזהו אתגר. זה אתגר עצום בשבילנו.

שימוש במחשבים, אפילו שהם נעשים מהירים וטובים יותר כל הזמן, זה אתגר לעבד ג'יגות בייט של נתונים, טרות בייט של נתונים ולחלץ את המידע הרלוונטי. אני רוצה להסתכל על הלב, אני רוצה להסתכל על עורקי הדם, אני רוצה להסתכל על הכבד, אולי אפילו למצוא גידול במקרים מסויימים. אז זה המקום שהדבר הקטן והיקר הזה נכנס למשחק. זוהי הבת שלי. זוהי בשעה 9 בבוקר היום. היא משחקת משחק מחשב. היא רק בת שנתיים, והיא מאד נהנית. אז היא הכוח המוביל מאחורי הפיתוח של יחידות העיבוד הגראפיות. כל עוד ילדים משחקים משחקי מחשב, הגראפיקה נעשית טובה יותר ויותר ויותר. אז אימרו בבקשה לילדכם לשחק יותר משחקים, כי זה מה שאני צריך.

אז מה שיש בתוך המכונה הזאת מאפשר לי לעשות את הדברים שאני עושה עם הנתונים הרפואיים. אז אני משתמש במכשירים הקטנים והפנטסטים האלה. ואתם יודעים, בעבר לפני אולי 10 שנים כאשר קיבלתי את המימון לקנות את המחשב הגראפי הראשון שלי. זו היתה מכונה ענקית. ארונות של מעבדים, ואיחסון והכל. שילמתי בערך מיליון דולר עבורה. המכונה הזאת, היום, היא מהירה כמו האייפון שלי. אז כל חודש יוצאים כרטיסים גראפיים חדשים. והנה כמה מהאחרונים מהיצרנים -- NVIDA, ATI ויש גם לאינטל. ואתם יודעים, בעבור כמו מאות דולרים אתם יכולים לשים את הדברים האלה בתוך המחשב שלכם, ואתם יכולים לעשות דברים פנטסטיים בעזרתם. אז זה באמת מה שמאפשר לנו להתמודד עם התפוצצות הנתונים ברפואה, ביחד עם כמה עבודות ממש איכותיות במונחים של אלגוריתמים -- דחיסת נתונים, חילוץ המידע הרלוונטי שאנשים חוקרים.

אז אני הולך להראות לכם מספר דוגמאות של מה שאנחנו יכולים לעשות. זאת קבוצת נתונים שנוצרה בעזרת סורק סי-טי. אתם יכולים לראות שאלו נתונים מלאים. זוהי אישה. אתם יכולים לראות את השיער. אתם יכולים לראות את החלקים השונים של האישה. אתם יכולים לראות את ההתפזרות של קרני הרנטגן בשניים, המתכת בתוך השן. זהו המקור לההפרעות האלה. אבל בצורה אינטראקטיבית לחלוטין בעזרת כרטיס גראפי סטנדרטי של מחשב רגיל, אני יכול להכניס משטח. וכמובן כל הנתונים בתוכו, ואז אני יכול לסובב, אני יכול להסתכל על זה מזוויות שונות, ואני יכול לראות שלאישה הזאת היתה בעיה. היה לה דימום במוח, וזה תוקן בעזרת סטנט קטן, אטב מתכת שמכווץ את כלי הדם. ובעזרת שינוי הפונקציות בלבד, אני יכול לקבוע מה יהיה שקוף ומה יראה. אני יכול להסתכל במבנה הגולגולת, ואני יכול לראות היכן הם פתחו את הגולגולת של האישה הזאת, והיכן הם נכנסו. אז אלו הם תמונות פנטסטיות. הן ברזולוציה גבוהה, והן ממש מראות לנו מה אנחנו יכולים לעשות בעזרת כרטיסים גראפיים סטנדרטים היום.

אנחנו באמת ניצלנו את זה, וניסינו לדחוף הרבה נתונים לתוך המערכת. ואחד הישומים שאנחנו עובדים עליו -- שזכה לקצת הדים בעולם -- הוא הישום של נתיחת גופות וירטואלית. בהסתכלות על קבוצות נתונים מאד גדולות, וראיתם את סקירות הגוף המלאות שאנחנו מסוגלים לעשות. אנחנו פשוט מעבירים את הגוף דרך כל סורק ה-סי-טי, ובתוך מספר שניות אנחנו מקבלים נתונים עבור כל הגוף. וזה מתוך נתיחת גופה וירטואלית. ואתם יכולים לראות איך אני מסיר שכבות בהדרגה. ראשית אתם רואים את שק הגופות שהגופה הגיעה בו, ואז אני מסיר את שכבת העור -- אתם יכולים לראות את השרירים -- ולבסוף אתם יכולים לראות את מבנה העצמות של האישה הזאת.

בנקודה זאת אני רוצה להדגיש שעם כל הכבוד לאנשים שאני אראה עכשיו -- אני אראה לכם מספר מקרים של נתיחת גופות וירטואליות -- אז עם כל הכבוד לאנשים שמתו בנסיבות אלימות אני מציג לכם את התמונות האלה. בחקירת פשעים -- שזה משהו שהיו בערך 400 מקרים עד עתה רק בחלק של שבדיה שאני בא ממנו שעברו נתיחת גופות וירטואלית במהלך 4 השנים האחרונות. אז הנה תהליך העבודה הטיפוסי. המשטרה מחליטה -- בערב כאשר המקרה מגיע -- שזהו מקרה שדורש נתיחת גופה. אז בבוקר, בין שש ושבע בבוקר, הגופה מועברת בתוך שק גופות למרכז שלנו ונסרקת בתוך אחד מסורקי ה-סי-טי. ואז הרדיולוג, ביחד עם הפתולוג ולפעמים חוקר הפשעים המדעי, מסתכלים בנתונים שיוצאים, והם מקיימים דיון משותף. ואז הם מחליטים מה לעשות בנתיחה הפיסית לאחר מכן.

מהסתכלות במספר מקרים, הנה אחד המקרים הראשונים שהיו לנו. אתם ממש יכולים לראות את הפרטים של קבוצת הנתונים, זה ברזולוציה מאד גבוהה. ואלו האלגוריתמים שלנו שמאפשרים לנו להתמקד בכל הפרטים. ושוב זה אינטרקטיבי לחלוטין, אתם יכולים לסובב ואתם יכולים להביט בדברים בזמן אמיתי במערכות האלה כאן. בלי להגיד יותר מדי על המקרה הזה, זוהי תאונת דרכים, נהג שיכור פגע באישה. וזה מאד מאד קל לראות את הנזקים במבנה העצמות. וסיבת המוות היא צוואר שבור. והאישה הזאת גם נמצאה מתחת למכונית, כך שהיא נחבטה בצורה חמורה בפגיעה הזאת.

הנה מקרה נוסף, דקירת סכין. וזה שוב מראה מה אנחנו מסוגלים לעשות. זה מאד קל לראות את חלקי המתכת שאנחנו יכולים להציג בתוך הגוף. אתם יכולים גם לראות חתיכות מהשיניים -- אלו באמת המילוי של השיניים -- אבל זה בגלל שכיוונו את הפונקציה להראות מתכת ולהראות את כל השאר כשקוף. הנה עוד מקרה אלים. זה באמת לא הרג את האיש. האיש נרצח על ידי דקירות בלב, אבל הם נעצו את הסכין בגלגל העין. הנה מקרה נוסף. זה מאד מעניין אותנו להיות מסוגלים להביט בדברים כמו דקירות סכינים. כאן אתם יכולים לראות שהסכין עברה דרך הלב. מאד קל לראות איך האוויר התפזר מחלק אחד לחלק אחר, דבר שהוא קשה לעשות בנתיחה פיזית רגילה וסטנדרטית. אז זה ממש ממש עוזר לחקירות פשעים לקבוע את סיבת המוות, ובמקרים מסוימים לכוון את החקירה לכיוון הנכון לגלות מי באמת היה הרוצח.

הנה עוד מקרה שאני חושב שהוא מעניין. כאן אתם יכולים לראות קליע שנמצא ממש ליד עמוד השדרה של האיש הזה. ומה שעשינו היה להפוך את הקליע למקור אור, כך שהקליע ממש זורח, וזה מקל על מציאת החלקיקים האלה. במהלך נתיחה פיזית, אם אתם צריכים ממש לחפור בגוף כדי למצוא את החלקיקים האלה, זה באמת די קשה.

אחד הדברים שממש ממש משמח אותי להראות לכם כיום הוא שולחן הנתיחות הוירטואלי שלנו. זה מכשיר מגע שפיתחנו בהתבסס על האלגוריתמים האלה, בעזרת מעבדים גראפיים סטנדרטים. זה באמת נראה כך, רק כדי לתת לכם את התחושה איך זה נראה. זה עובד כמו אי-פון ענק. אנחנו ישמנו את כל המחוות שאתם יכולים לעשות על השולחן, ואתם יכולים לחשוב על זה כמו ממשק מגע ענקי. אז אם חשבתם לקנות אי-פד, תשכחו מזה, זה מה שאתם רוצים במקום. סטיב, אני מקווה שאתה מקשיב לזה. אז זהו מכשיר קטן ומאד נחמד. אז אם יש לכם הזדמנות, אנא נסו אותו. זוהי ממש חווית מגע. אז זה מתחיל לצבור תאוצה, ואנחנו מנסים לשווק את זה ומנסים להשתמש בזה לצרכים חינוכיים, אבל גם, אולי בעתיד, במצבים יותר קליניים. יש סרטון יו-טיוב שאתם יכולים להוריד ולראות את זה, אם אתם רוצים להעביר את המידע לאנשים אחרים לגבי נתיחות וירטואליות.

כאשר אנחנו מדברים על מגע, בואו ממש ניגע בנתונים. וזה קצת מדע בדיוני עכשיו, ואנחנו עוברים באמת לעתיד. הרופאים לא באמת משתמשים בזה עכשיו, אבל אני מקווה שהם יעשו זאת בעתיד. אז מה שאנחנו רואים בצד שמאל הוא מכשיר מגע. זהו עט מכני קטן שיש לו מנועי צעד מאד מאד מהירים בתוכו. כך שאני יכול ליצר משוב של לחיצה. כך שכשאני נוגע בנתונים בצורה וירטואלית, זה ייצר כוחות מגע בעט, כך שאני מקבל משוב. מצב מסוים זה, הוא סריקה של אדם חי. יש לי את העט, ואני מביט בנתונים, ואני מזיז את העט לכיוון הראש, ופתאום אני מרגיש התנגדות. כך שאני יכול להרגיש את העור. אם אני לוחץ קצת יותר חזק, אני אחדור את העור, ואני יכול לחוש את מבנה העצמות בפנים. אם אני לוחץ יותר חזק, אני אחדור את מבנה העצמות, ביחוד ליד האוזן בו העצם היא מאד רכה. ואז אני יכול לחוש את המוח בפנים, וזה יהיה רכרוכי.

אז זה ממש נחמד. וכדי לקחת את זה יותר רחוק, זהו הלב. וגם זה בעזרת הסורקים החדשים הפנטסטיים, תוך 0.3 שניות, אני יכול לסרוק את כל הלב, ואני יכול לעשות את זה ברזולוציה של זמן. ורק באמצעות הסתכלות על הלב הזה, אני יכול לנגן את הוידאו אחורה. וזהו קרליואן, אחד התלמידים שלי, שעבד על הפרויקט הזה. והוא יושב לפני מכשיר המגע הזה, מערכת משוב הכוח, והוא מזיז את העט לכיוון הלב, והלב עכשיו פועם מולו, והוא יכול לראות כיצד הלב פועם. הוא לוקח את העט, ומקרב אותו ללב, והוא מניח אותו על הלב, ואז הוא מרגיש את פעימות הלב של חולה אמיתי. ואז הוא יכול לבדוק כיצד הלב זז. הוא יכול להכנס פנימה, לתוך הלב, וממש לחוש כיצד המסתמים זזים. וזהו, אני חושב, העתיד של נתוחי הלב. זהו כנראה החלום הרטוב של מנתחי הלב להיות מסוגלים לחדור לתוך הלב של החולה לפני שהם ממש עושים את הניתוח, ולעשות את זה עם נתונים ברזולוציה גבוהה. אז זה ממש מגניב.

עכשיו נלך אפילו יותר רחוק לתוך המדע הבדיוני. אנחנו שומעים קצת על אמ-אר-אי פונקציונלי. זהו באמת פרויקט מעניין. אמ-אר-אי משתמש בשדות מגנטיים וגלי רדיו כדי לסרוק את המוח, או כל חלק אחר בגוף. מה שאנחנו באמת מקבלים זהו מידע על המבנה של המוח, אבל אנחנו גם יכולים למדוד את ההבדלים בתכונות המגנטיות של הדם המחומצן והדם שיצא ממנו החמצן. זה אומר שניתן למפות את פעילות המוח. אז זהו דבר שאנחנו עובדים עליו. ובדיוק ראיתם את מוטס, מהנדס המחקר שם נכנס לתוך מערכת האמ-אר-אי, והוא לבש משקפיים. כך שהוא יכול לראות דברים במשקפיים. אני יכול להציג לו דברים כאשר הוא בתוך הסורק. וזה קצת מפחיד, בגלל שמה שמוטס רואה זה בעצם את זה. הוא רואה את המוח שלו. מוטס עושה כאן משהו. והוא עושה כך בידו הימנית, בגלל שהצד השמאלי מופעל בקורטקס המוטורי. ואז הוא יכול לראות את זה באותו הזמן. המחשות אלו הן חדשות לחלוטין. זה משהו שאנחנו חוקרים כבר זמן מה.

זהו רצף נוסף של מוחו של מוטס. כאן ביקשנו ממוטס לחשב אחורנית מ-100. הוא סופר "100, 97, 94." והוא ממשיך אחורה. ואתם יכולים לראות כיצד המעבד החשבוני עובד כאן במוח שלו והוא מאיר את כל המוח. זה פנטסטי. אנחנו יכולים לעשות זאת בזמן אמיתי. אפשר לחקור דברים. אפשר לומר לו לעשות דברים. אפשר לראות שהקורטקס הויזואלי שלו מופעל בחלק האחורי של הראש, בגלל ששם הוא רואה, הוא רואה את המוח שלו עצמו. והוא גם שומע את ההוראות שלנו כשאנחנו אומרים לו לעשות דברים. האות הוא ממש עמוק בתוך המוח, אבל הוא זורח החוצה, מאחר וכל הנתונים הם בתוך החלק הזה. ובתוך שניה אתם תוכלו לראות -- אוקי, כאן. מוטס, הזז את הרגל השמאלית שלך. אז הוא עושה כך. במשך 20 שניות הוא עושה זאת, ופתאום זה נדלק כאן. אז יש לנו פעילות באזור המוטורי למעלה שם. זה ממש ממש נחמד. ואני חושב שזה כלי נהדר. ומתקשר גם לשיחה הקודמת כאן, זהו דבר שנוכל להשתמש ככלי כדי להבין באמת איך העצבים עובדים, איך המוח עובד, ואנחנו יכולים לעשות זאת באיכות חזותית מאד מאד גבוהה ורזולוציה מאד מהירה.

אנחנו גם קצת מבלים במרכז. אז זוהי סריקת קאט - מיפוי בעזרת מחשב. אז זוהי לביאה מגן החיות המקומי מחוץ לנורקופינג בקולמרדן, באזור אלזה. אז היא הגיעה למרכז, והם סיממו אותה ואז הכניסו אותה ישר לתוך הסורק. ואז, כמובן, קיבלתי את כל הנתונים מהאריה. ואני יכול לעשות תמונות מאד יפות כמו זאת. אני יכול לקלף את השכבות של האריה. אני יכול להביט לתוכו. ואנחנו עושים ניסויים עם זה. ואני חושב שזה ישום נהדר לעתיד של הטכנולוגיה הזאת. בגלל שאנחנו יודעים מעט מאד על האנטומיה של החיות. מה שהוטרינרים יודעים זה מידע בסיסי בלבד. אנחנו יכולים לסרוק כל מיני דברים, כל מיני חיות. הבעיה היחידה היא להכניס אותם לתוך המכונה. אז הנה דב. זה היה די קשה להכניס אותו פנימה. והדב הוא חיה ידידותית. הנה הוא כאן. זהו האף של הדב. ואתם אולי תרצו לחבק את הדב הזה, עד שתשנו את הפונקציות כך. אז תזהרו מהדב.

וכך אני רוצה להודות לכל האנשים שעזרו לי ליצור את התמונות האלה. זהו מאמץ אדיר שמושקע בזה, איסוף הנתונים ופיתוח האלגוריתמים, וכתיבת כל התוכנה. אנשים מאד מוכשרים. המוטו שלי הוא תמיד, אני תמיד מגייס אנשים שיותר חכמים ממני ורוב האנשים האלה הם חכמים יותר ממני.

אז תודה רבה לכם.

(מחיאות כפיים)