Разговарала: Снежана Радусиновић
За Портал РТЦГ-а говори млади црногорски научник, др Иван Мартиновић, који је у свом докторском раду дао пионирски допринос примјени вјештачке интелигенције у анализи ефикасности гутања, досада готово нетакнутој научној области. За своје докторско истраживање добио је награду Црногорског удружења за вјештачку интелигенцију, а од јесени ће се као Фулбрајтов стипендиста наћи на престижном Универзитету Стенфорд гдје ће радити постдокторска истраживања.
Сједио је на каменом гувну на Ивановим коритима. Имао је пар сати слободног времена. Млади таленти, полазници Љетње школе науке Фондације ПРОНА којима је ментор, добили су задатак, па је остао насамо са питањем које је мјесецима свуда носио са собом. Поглед му је пао на Ловћен, на маузолеј. Мисли су летјеле на све стране док одједном, готово ниоткуда, није заискрила једна идеја.
„Био је то прави Еурека тренутак. Одмах сам испробао решење које ми је пало на памет и било је назнака да ће систем да ради. Ухватило ме неописиво усхићење и осјетио сам велико олакшање. И радост што сам проблем ријешио баш на том мјесту.“, присјећа се Иван. “ Ја сам, иначе, из Бајица, подловћенско сам дијете.“
Био је ово кључни тренутак у вишегодишњем процесу рада на докторским истраживањима која су се дијелом одвијала и на чувеном Универзитету у Торонту. Тема доктората је примјена вјештачке интелигенције у дијагностици поремећаја гутања.
„Процес гутања је веома сложен, то је неуромишићни процес који се дешава чак 700 пута на дан, а у њега је укључено око 26 мишића. Уз то гутање је сложено и зато што је у директној корелацији са процесом дисања. Уколико дође до поремећаја у процесу гутања, храна може ући у дисајне путеве, што се назива аспирација. Она изазива низ посљедица, од блажих као што је кијање, па све до озбиљнијих као што је упала плућа. Љекари покушавају да утврде да ли храна улази у дисајне путеве, то јесте да ли има поремећаја у гутању. Предмет анализа је сигурност гутања. Уз то, анализира се још један аспект који се назива ефикасност гутања. Ако сва храна коју смо узели заврши у желуцу, гутање је ефикасно. А неће бити ефикасно уколико остане у одређеним анатомским структурама у ждријелу. Мој фокус је био на анализи рендгенских снимака процеса гутања са циљем да се овај процес аутоматизује. Вјештачка интелигенција тако помаже љекарима да што лакше и тачније поставе дијагнозу и оцијене процес гутања.
Зашто је анализа гутања толико захтјевна за клиничаре?
Зато што се за анализу процеса гутања користе флуороскопски рендгенски снимци који нису стандардни рендгенски снимци. Стандардни рендгенски снимак би, на примјер, био рендгенски снимак плућа. То је једна слика. Овдје није у питању једна слика, него 30 слика у секунди које тачно прате пут хране од уста кроз једњак до желуца. Када се храна узима, уз храну се пацијенту даје баријум, то је контрасно средство које обоји ту храну и омогућава љекару да на рендгенском снимку, то је видео секвенца, тачно прати како се храна креће. Анализа тих снимака се спроводи, како се то стручно каже, фрејм по фрејм, значи обрађује се слика по слика, и то је веома захтјевно зато што је циљ да се тачно види који пут храна има. Истраживање сам радио на Универзитету у Торонту у групи научника које предводи др Ервин Сејдић који се преко 15 година бави овом облашћу.
Што је био истраживачки помак у односу на претходне радове?
Ефикасност гутања углавном није истражена. Мени је др Џејмс Коил са Универзитета Питсбург сугерисао да анализа ефикасности гутања уопште није аутоматизована и рекао да би то њему било изузетно корисно. Тако сам ушао у скоро нетакнуто истраживачко поље. Због заштите приватности података није било једноставно обезбиједити медицинске снимке. А с друге стране, није их лако означити, то је посао клиничара. Треба прецизно обиљежити област која припада храни, област која припада остатку хране, треба да се јасно види да ли је нешто ткиво, да ли кост и тако даље. Код анализе ефикасности гутања, идеја клиничара јесте да квантификује колико је хране негдје успут остало. Љекари су током времена развили више метода којима се то може одредити. Ми смо одлучили да аутоматизујемо методу која тачно мјери постотак хране који је остао. У томе смо успјели, па данас љекар само прослиједи снимак АИ систему и добије на излазу податак колики је остатак те хране.
Ако је остатак изнад 3%, онда постоји вјероватноћа да ће се десити аспирација. Истраживања показују да се преко 56% аспирација, то јесте улазака хране у дисајне путеве, дешава баш због поремећаја у ефикасности гутања. Ми смо се фокусирали на дијагностику. А на љекарима је да на основу информација које даје АИ систем даље пропишу терапију.
Колико су чести поремећаји у гутању?
Статистика каже да 8% свјетске популације има ово обољење. Очекује се да ће тај проценат да расте јер свјетска популација стари. Овај проблем може генерално да погоди све старосне групе, али је карактеристичан за старије пацијенте јер се повезује са Алцхајмеровим обољењем, са посљедицама можданог удара, повезује се са карциномом главе, врата и тако даље. Истраживања показују да је чак 50% особа које су корисници туђе његе као и домова за бригу о старијим особама, погођено овим обољењем. Др Иван Мартиновић истиче да је била велика привилагија радити докторско истраживање на Универзитету у Торонту који је један од 20 најбољих свјетских универзитета и академски центар у коме је такорећи рођена вјештачка интелигенција.
„За то је највише заслужан професор Џефри Хинтон који се на Универзитету у Торонту бавио истраживањима у вријеме када се чак и у научним круговима говорило да је то што он ради узалудан посао. Почетком XXИ вијека, на конференцијама о вјештачкој интелигенцији окупило би се по једва петнаестак истраживача, а 2023. на конференцији гдје је он наступио као главни говорник било је чак 40 000 учесника.
Занимљиво је да су истраживачи са Стенфорда формирали један велики скуп података како би се подстакао развој нових АИ система јер је недостатак база података дуго био највећа препрека развоју вјештачке интелигенције. Зато су научници са Стенфорда креирали скуп података назван ИмагеНет и дали га истраживачима. Сваке године су организовали такмичење на којем су стручњаци наступали са својим АИ алатима. Ко би постигао највећу тачност, добио би награду. Професор Џефри Хинтон је деценијама тврдио да рачунари треба да уче као људски мозак – путем вјештачких, неуронских мрежа. Да су принципи такозваног „дубоког учења“ заиста дјелотворни први пут доказује 2012. када значајно спушта ниво грешке у односу на претходну годину. Од те године ниво грешке експоненцијално пада све до 2016. када АИ гријеши испод нивоа грешке коју праве људи.
То је био почетак нове ере. Велики дио тих истраживања реализован је на Универзитету у Торонту, а професор Џефри Хинтон је 2024. добио Нобелову награду за истраживања у области вјештачке интелигенције. Имао сам среће да радим са научницима који су поникли из његове истраживачке групе.“
Ко је највише утицао на Ваш истраживачки рад током боравка у Канади?
„У Торонту сам много научио од свог ментора проф. др Ервина Сејдића. Иначе, моје докторско истраживање стипендирало је Министарство науке. Кад сам аплицирао за стипендију, требало је дефинисати тему којом ћу да се бавим. Мене је интересовала и медицинска електроника, али сам 2019. кроз разговор са професором Сејдићем схватио да је вјештачка интелигенција врло актуелна. Да ће се примјењивати свуда, данас у медицини, сјутра у финансијама, прекосјутра у аутономним возилима.
Рад са њим је био веома значајан за мој истраживачки пут. Ријеч је о изузетном научнику. Сејдић је 2016. у САД-у награђен за изванредан допринос у области биоинжињеринга и употребе информационих технологија у здравству. У питању је највеће признање америчке владе за истраживаче на почетку каријере. Амерички предсједник Барак Обама именовао је те године 105 младих научника којима је додијељена ‘Предсједничка награда за младе научнике и инжењере’. Сејдић је био међу њима.“
Др Иван Мартиновић истиче да је у Торонту увидио колико је важно да инжењери који се баве примјеном вјештачке интелигенције у здравству разговарају са љекарима, да их слушају, да препознају проблеме којима је потребно решење.
Тешко је ријешити проблем којег нема
„У Канади сам видио како функционишу ти велики истраживачки центри, како научници сарађују са љекарима. У суштини љекари треба да делегирају проблем који имају, а инжењери да га решавају, а не обрнуто, да инжењери размишљају о решењима па да их нуде љекарима. Инжењерима се често нешто учини интересантним, али ако то нема никакву примјену у медицини, то је изгубљено вријеме. Инжењери треба да решавају проблеме који стварно постоје. Дакле, кључно је ићи од проблема ка решењу, а не од решења ка проблему.”
Наведите нам неки примјер инжењерских решења у здравству који вам је у Канади био упечатљив.
„Посебан утисак на мене је оставила једна конференција коју је организовао Медицински факултет Теметри. На конференцији је представљен рад који се тиче примјене вјештачке интелигенције у роботици, конкретно код минимално инвазивних операција гдје се користи роботски систем Да Винчи, који је у употреби још од 90-их година прошлог вијека. Он функционише на принципу да има конзола са џојистицима гдје љекар управља роботом, а робот се налази изнад пацијента. Мени је то била јединствена прилика да видим тај систем, па сам у разговору са једним студентом докторских студија питао да ли могу да дођем да посјетим њихову истраживачку групу која ради при дјечијој болници.
Тамо сам најприје видио стари систем Да Винчи. Они га користе у истраживачке сврхе за аутоматизацију процеса. Љекар управља системом, а вјештачка интелигенција се тренутно користи тако што врши мониторинг покрета руке хирурга. Уколико он направи нагли покрет, то се амортизује да се не би пренијело на пацијента и повриједило га. За потребе истраживања раде се и модели органа у 3Д формату. У питању је најбоља истраживачка група на америчком континенту када је ријеч о принтању органа помоћу 3Д штампача што се прије свега користи за едукацију љекарског кадра. Пошто у дјечијој болници раде операције на отвореном срцу, а дјечија срца су мања него код одраслих, они то користе за обуке младих љекара који вјежбају на моделима органа стварних пацијената, а старије колеге им преносе знање.
Пацијента најприје пошаљу на магнетну резонанцу, сниме му срце, а затим одраде 3Д реконструкцију и одштампају орган, па конзилијум прије операције има испред себе то срце. То су све технолошка достигнућа која доприносе да се оперативни захват реализује што боље и да се значајно смањи могућност грешки.
Награда Црногорског удружења за вјештачку интелигенцију
Иванов пионирски рад у области аутоматизације дијагностике ефикасности гутања добио је прошле године награду Црногорског удружења за вјештачку интелигенцију. Одлуку о награди донијела је комисија од 19 чланова, углавном евалуатора из иностранства, стручњака из компанија Мета, ДеепМинд и слично. Наш млади научник добио је у међувремену Фулбрајтову стипендију и радиће постдокторско истраживање на Стенфорд универзитету у САД-у. Крајем прошле године боравио на Архус универзитету у Данској јер се нашао на листи младих научника којима је омогућено да раде у водећим истраживачким центрима у Европи. Добитник је престижног WСИС Цхампион Призе признања које додјелјује Међународна унија за телекомуникације. А недавно је био кандидован за овогодишњу Тринаестојулску награду.
И поред свих својих успјеха Иван истиче да фокус научника никада није на признањима.
„Мог истраживања не би било да Рендген није открио X зраке који су омогућили успостављање потпуно нове области у медицини – радиологије. Уређаји који снимају процес гутања раде на принципу јонизујућег зрачења или X зрака. Рендген је за то добио прву Нобелову награду из физике 1901. А 2024. године професор Џефри Хинтон добија Нобелову награду, исто из физике, за област вјештачке интелигенције. Ни без његовог истраживања не би било мог доктората. Сви ми данас стварамо на трагу нечијих достигнућа. Награде су важне, али је још важније нешто друго. Често ми је на уму оно што је Рендген рекао када су му уручили Нобелову награду: ‘Свако спољашње признање безначајно је наспрам унутрашњег задовољства које истраживач осјећа када ријеши неки до тада нерјешиви проблем’. У том смислу моје највеће задовољсто је живо сјећање на чаробни Еурека тренутак који сам искусио подно Ловћена.“
Извор: РТЦГ
