Dr Niels Olson menggunakan Mikroskop Augmented Reality.
Departemen Pertahanan AS
Di kantornya di rumah sakit VA di Seattle, Dr. Nadeem Zafar perlu menyelesaikan perdebatan.
Zafar adalah seorang ahli patologi, jenis dokter yang melakukan tes laboratorium klinis pada cairan dan jaringan tubuh untuk mendiagnosis kondisi seperti kanker. Ini adalah spesialisasi yang sering kali dilakukan di belakang layar, namun merupakan tulang punggung penting dalam perawatan medis.
Akhir tahun lalu, rekan Zafar berkonsultasi dengannya tentang kasus kanker prostat. Jelas bahwa pasien tersebut mengidap kanker, namun kedua dokter tersebut tidak sepakat mengenai seberapa parah kanker tersebut. Zafar yakin kankernya lebih agresif dibandingkan rekannya.
Zafar beralih ke mikroskopnya – alat yang sangat disukai dalam bidang patologi yang diandalkan oleh para dokter untuk membantu membuat diagnosis. Namun alat tersebut bukanlah mikroskop biasa. Ini adalah mikroskop bertenaga kecerdasan buatan yang dibuat oleh Google dan Departemen Pertahanan AS.
Pasangan tersebut memeriksa kasus tersebut melalui mikroskop khusus, dan Zafar benar. Dalam hitungan detik, AI menandai bagian tumor yang menurut Zafar lebih agresif. Setelah mesin mendukungnya, Zafar mengatakan rekannya yakin.
“Dia tersenyum dan dia setuju dengan hal itu,” kata Zafar kepada CNBC dalam sebuah wawancara. “Inilah keindahan dari teknologi ini, semacam arbitrator.”
Alat yang ditenagai AI ini disebut Augmented Reality Microscope, atau ARM, dan Google serta Departemen Pertahanan diam-diam telah mengerjakannya selama bertahun-tahun. Teknologi ini masih dalam tahap awal dan belum digunakan secara aktif untuk membantu mendiagnosis pasien, namun penelitian awal cukup menjanjikan, dan para pejabat mengatakan teknologi ini bisa menjadi alat yang berguna bagi ahli patologi tanpa akses mudah ke opini kedua.
Sebuah alat baru untuk ahli patologi
Mikroskop Augmented Reality di Mitre
Ashley Capoot | CNBC
Saat ini terdapat 13 ARM, dan salah satunya berlokasi di fasilitas Mitre di luar Washington, DC Mitre adalah organisasi nirlaba yang bekerja sama dengan lembaga pemerintah untuk mengatasi masalah besar yang melibatkan teknologi. Para peneliti di sana bekerja sama dengan ARM untuk mengidentifikasi kerentanan yang dapat menyebabkan masalah bagi ahli patologi dalam lingkungan klinis.
Sekilas, ARM terlihat sangat mirip dengan mikroskop yang dapat ditemukan di ruang kelas biologi sekolah menengah. Perangkat ini berwarna krem dengan lensa mata besar dan baki untuk memeriksa slide kaca tradisional, tetapi juga terhubung ke menara komputer berbentuk kotak yang menampung model AI.
Ketika kaca objek disiapkan dan dipasang di bawah mikroskop, AI dapat menentukan lokasi kanker. Garis besarnya tampak sebagai garis hijau terang yang dapat dilihat oleh ahli patologi melalui lensa mata dan pada monitor terpisah. AI juga menunjukkan seberapa buruk kanker tersebut, dan menghasilkan peta panas hitam putih di monitor yang menunjukkan batas kanker dalam bentuk piksel.
CNBC mendemonstrasikan ARM dengan para peneliti di fasilitas Mitre pada bulan Agustus.
Lihat apa yang dilihat ahli patologi di layar mereka saat mereka menggunakan ARM.
Ashley Capoot | CNBC
Patrick Minot, seorang insinyur sistem otonom senior di Mitre, mengatakan karena AI dilapiskan langsung ke bidang pandang mikroskop, hal itu tidak mengganggu alur kerja yang telah ditetapkan oleh para ahli patologi.
Utilitas yang mudah adalah pilihan desain yang disengaja. Dalam beberapa tahun terakhir, ahli patologi juga menghadapi kekurangan tenaga kerja banyak lainnya sudut pelayanan kesehatan. Namun jumlah kasus yang ditangani ahli patologi juga meningkat seiring bertambahnya usia masyarakat.
Ini kombinasi yang berbahaya untuk spesialisasinya. Jika ahli patologi terlalu memaksakan diri dan melewatkan sesuatu, hal ini dapat menimbulkan konsekuensi serius bagi pasien.
Beberapa organisasi telah mencoba melakukannya mendigitalkan alur kerja ahli patologi sebagai cara untuk meningkatkan efisiensi, namun patologi digital mempunyai tantangan tersendiri. Mendigitalkan satu slide mungkin memerlukan lebih dari satu gigabyte penyimpanan, sehingga infrastruktur dan biaya yang terkait dengan pengumpulan data skala besar dapat membengkak dengan cepat. Bagi banyak sistem kesehatan yang lebih kecil, digitalisasi masih belum sepadan dengan kerumitannya.
ARM tidak dimaksudkan untuk menggantikan sistem patologi digital, namun Minot mengatakan hal itu dapat membantu organisasi kesehatan mengabaikan kebutuhan akan sistem tersebut. Ahli patologi mempunyai opsi untuk mengambil tangkapan layar slide menggunakan perangkat lunak ARM, misalnya, yang jauh lebih murah untuk disimpan.
ARM biasanya akan membebani sistem kesehatan antara $90.000 hingga $100.000.
Minot menambahkan bahwa ARM memastikan mikroskop fisik, bukan hanya komputer, tetap menjadi bagian integral dari proses ahli patologi. Banyak yang memperingatkan dia untuk tidak main-main dengan mikroskop mereka, candanya.
‘Data besar adalah hal terbaik yang dilakukan Silicon Valley’
Dr Niels Olson menggunakan Mikroskop Augmented Reality.
Sumber: Departemen Pertahanan AS
Hanya sedikit orang yang memahami tantangan yang dihadapi ahli patologi seperti Dr. Niels Olson, kepala petugas medis di Unit Inovasi Pertahanan, atau DIU, di Departemen Pertahanan.
DIU diciptakan pada tahun 2015 sebagai cara bagi militer untuk mengintegrasikan teknologi mutakhir yang dikembangkan oleh dunia komersial. Organisasi ini menegosiasikan kontrak dengan perusahaan sehingga mereka dapat berkolaborasi dan menghindari hambatan birokrasi yang panjang.
Olson adalah seorang ahli patologi, dan sebelum memulai perannya di DIU, dia bertugas di Angkatan Laut AS. Pada tahun 2018, ia dikirim ke Guam, wilayah kepulauan AS di Mikronesia, tempat ia bekerja sebagai direktur medis laboratorium dan direktur bank darah di Rumah Sakit Angkatan Laut.
Selama dua tahun di Guam, Olson adalah salah satu dari dua ahli patologi di pulau itu, dan satu-satunya ahli patologi di Rumah Sakit Angkatan Laut. Ini berarti dia sering kali mengambil keputusan besar dan membuat diagnosis sendiri.
“Bukan hanya tugas Anda untuk mengatakan ‘Ini adalah kanker, ini adalah jenis kanker.’ Salah satu bagiannya adalah mengatakan ‘Ini sama sekali bukan kanker,’ dan itu bisa sangat menegangkan ketika Anda sendirian,” kata Olson kepada CNBC dalam sebuah wawancara. “Saya ingin sekali memiliki Mikroskop Augmented Reality di Guam, supaya ada orang lain yang bisa membantu.”
ARM dimaksudkan sebagai garis pertahanan kedua bagi ahli patologi, dan Olson mengatakan ARM tidak akan menggantikan para dokter itu sendiri. Dia menambahkan bahwa penggunaan awal mikroskop yang jelas adalah di laboratorium yang lebih kecil dan terpencil, dan juga dapat berfungsi sebagai sumber daya bagi ahli patologi dalam pelatihan.
Namun Olson telah memimpikan alat seperti ARM jauh sebelum ia berada di Guam. Pada 10 Agustus 2016, saat bekerja sebagai residen di Naval Medical Center di San Diego, Olson memutuskan untuk mengirim pesan tentang koneksi yang dia miliki di Google. Dalam email yang dilihat oleh CNBC, Olson menjelaskan gambaran kasar tentang seperti apa mikroskop seperti ARM.
Untuk beberapa saat, Olson mengatakan dia tidak mendengar apa pun. Namun beberapa bulan kemudian, dia berdiri di gedung kantor Google di Mountain View, California, berdesakan di ruangan terkunci yang hanya dapat diakses oleh beberapa orang di perusahaan tersebut. Di sana, dia menyaksikan mikroskop awal yang didukung AI berhasil mengidentifikasi kanker pada satu set slide kecil yang dia bawa.
Olson mengatakan ruangan itu panas terik karena semua orang di dalamnya begitu “bersemangat”.
“Saya tidak ingin mengatakan ini seperti melihat anak Anda untuk pertama kalinya, tapi rasanya seperti, ini luar biasa, ini akan menjadi sesuatu,” kata Olson.
Sekitar waktu dia dikirim ke Guam, seorang manajer produk di DIU menemukan penelitian Olson. Pasangan itu menulis sebuah artikel bersama-sama pada tahun 2019 tentang bagaimana Departemen Pertahanan dan Silicon Valley dapat bekerja sama untuk memanfaatkan AI. Mereka mengatakan ada jutaan pasien yang terdaftar dalam sistem layanan kesehatan pemerintah federal, yang berarti sistem ini memiliki “data layanan kesehatan paling komprehensif di dunia.” Data tersebut jelas memiliki kegunaan komersial.
“Data besar adalah hal terbaik yang dilakukan Silicon Valley, dan potensi dampaknya terhadap sistem layanan kesehatan sipil sangat besar,” tulis mereka.
Tak lama kemudian, DIU mulai mencari mitra komersial untuk membantu membangun dan menguji ARM. Organisasi tersebut memilih perusahaan teknologi optik Jenoptik untuk menangani perangkat kerasnya, dan setelah mengevaluasi 39 perusahaan, organisasi tersebut memilih Google untuk mengembangkan perangkat lunaknya.
Aashima Gupta, direktur global strategi dan solusi layanan kesehatan di Google Cloud, mengatakan perusahaannya telah meluncurkan empat algoritma untuk ARM yang dapat mengidentifikasi kanker payudara, kanker serviks, kanker prostat, dan mitosis. Model AI dilatih berdasarkan data dari DIU, dan Gupta mengatakan baik karyawan Google maupun infrastruktur Google tidak memiliki akses ke data tersebut.
“Ini dienkripsi sepenuhnya,” kata Gupta kepada CNBC dalam sebuah wawancara. “Dari cara data dikumpulkan, cara penyimpanannya, cara analisisnya, dan segala sesuatu di antaranya.”
Sejumlah besar pengujian harus dilakukan
Dengan perangkat keras dan perangkat lunak yang lengkap, DIU telah melakukan penelitian awal untuk menguji kemanjuran ARM.
Pada musim gugur tahun 2022, organisasi tersebut menerbitkan a makalah yang ditinjau oleh rekan sejawat dalam Jurnal Patologi Informatika. Makalah ini menemukan bahwa algoritma AI kanker payudara bekerja dengan cukup baik pada domain sampel yang besar, namun ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, kata David Jin, penulis utama makalah tersebut dan wakil direktur penilaian AI di Kepala Digital dan Buatan Departemen Pertahanan. Kantor Intelijen.
Makalah ini secara khusus meneliti seberapa baik kinerja AI ketika mendeteksi metastasis kanker payudara di kelenjar getah bening, dan Jin mengatakan bahwa AI bekerja lebih baik pada jenis sel tertentu dibandingkan yang lain. Dia mengatakan penelitian ini menjanjikan, namun masih ada sejumlah besar pengujian ketat yang harus dilakukan sebelum penelitian ini dapat mendukung ahli patologi dalam memberikan perawatan pasien yang sebenarnya.
“Hal seperti ini memiliki potensi manfaat yang luar biasa, namun juga memiliki banyak risiko,” karena hal ini akan mengubah cara diagnosis kanker dilakukan, kata Jin kepada CNBC dalam sebuah wawancara.
Olson, yang kembali dari Guam dan mulai bekerja di DIU pada tahun 2020, juga terdaftar sebagai penulis di makalah tersebut. Ia mengatakan penilaian independen terhadap tiga model lainnya, untuk kanker prostat, mitosis, dan kanker serviks, belum dilakukan di DIU.
Penelitian dengan ARM sedang berlangsung, dan DIU juga meminta masukan dari organisasi seperti Mitre dan sistem kesehatan seperti Veterans Affairs. Masih ada pekerjaan yang harus dilakukan, namun sejak DIU telah memvalidasi konsep awal, organisasi tersebut mulai memikirkan cara untuk meningkatkan skala teknologi dan berkolaborasi dengan regulator.
DIU merundingkan perjanjian dengan Google dan Jenoptik yang memungkinkan teknologi tersebut didistribusikan melalui militer dan komersial. DIU berharap agar ARM tersedia bagi semua pengguna pemerintah melalui situs web Administrasi Pelayanan Umum pada musim gugur ini.
Zafar dari VA Puget Sound mengatakan bahwa pada akhirnya, meskipun ARM pasti akan membantu ahli patologi, masyarakat umum akan mendapatkan manfaat paling besar dari teknologi ini. Dia mengatakan keakuratan, kecepatan, dan efektivitas biaya ARM akan berkontribusi pada perawatan yang lebih baik.
“AI telah hadir dan akan terus berkembang,” kata Zafar. “Intinya bukan untuk takut terhadap teknologi ini, namun untuk memprioritaskan teknologi tersebut agar dapat digunakan sebaik-baiknya untuk kebutuhan medis dan perawatan kesehatan kita.”
