[論文レビュー] Artificial intelligence in medicine and healthcare: a review and classification of current and near-future applications and their ethical and social Impact

Emilio Gómez-González, Emilia Gómez+8 more|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 2020

Artificial Intelligence in Healthcare and Education被引用数 19

ひとこと要約

本稿は、医療および保健分野における現在および近い将来のAI応用を、倫理的・社会的影響、利点、リスクに基づいて分類するレビューである。『拡張型個人化医療』をフレームワークとして提唱し、AI駆動型バイオハッキングやデジタルヘルス詐欺といった重要な倫理的課題を特定。医療分野におけるAIの規制に向けた一般社会および多分野的議論の必要性を訴え、信頼性、公平性、安全性を確保するものである。

ABSTRACT

This paper provides an overview of the current and near-future applications of Artificial Intelligence (AI) in Medicine and Health Care and presents a classification according to their ethical and societal aspects, potential benefits and pitfalls, and issues that can be considered controversial and are not deeply discussed in the literature. This work is based on an analysis of the state of the art of research and technology, including existing software, personal monitoring devices, genetic tests and editing tools, personalized digital models, online platforms, augmented reality devices, and surgical and companion robotics. Motivated by our review, we present and describe the notion of 'extended personalized medicine', we then review existing applications of AI in medicine and healthcare and explore the public perception of medical AI systems, and how they show, simultaneously, extraordinary opportunities and drawbacks that even question fundamental medical concepts. Many of these topics coincide with urgent priorities recently defined by the World Health Organization for the coming decade. In addition, we study the transformations of the roles of doctors and patients in an age of ubiquitous information, identify the risk of a division of Medicine into 'fake-based', 'patient-generated', and 'scientifically tailored', and draw the attention of some aspects that need further thorough analysis and public debate.

研究の動機と目的

• 医療および保健分野における現在および将来のAI応用を、その倫理的・社会的影響に基づいてレビューおよび分類すること。
• AI、ゲノム研究、デジタルヘルス技術を統合する新しいパラダイムとしての「拡張型個人化医療」の概念を検討すること。
• バイオハッキング、デジタルヘルス詐欺、患者と医師の信頼関係への脅かしなどの、あまり議論されていないAIの医療分野における倫理的・社会的リスクを特定すること。
• WHOが今後10年間において優先すべきと位置づけるグローバルヘルスの13の緊急優先事項（特に技術活用と信頼性）と、本研究の知見を一致させること。
• 核技術の規制に類似した、高リスクAI応用を管理するための、情報に基づいた一般社会の議論と規制フレームワークを提唱すること。

提案手法

• 2016年から2019年までの間の、学術論文、技術報告書、信頼できる出典からのメディア報道を含む、合計588件の参考文献を網羅的レビューした。
• 多様なAI応用分野を分析：画像診断、ゲノム解析、ウェアラブルセンサー、手術用ロボット、拡張現実、デジタルヘルスプラットフォーム、遺伝子編集技術。
• 倫理的・社会的影響に基づいて、AI応用を「科学的に適合された」「フェイクに基づく」「患者が生成する」医療のカテゴリーに分類した。
• 既存の研究およびメディア報道の統合を通じて、一般大衆が医療分野におけるAIをどのように認識しているかを評価した。
• 高リスクAIツールへのアクセス制限を目的とした、核技術規制を模範とする規制フレームワークを提言した。
• WHOの13の緊急優先事項（特に技術、信頼性、公平性、感染症準備）の知見を統合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 医療および保健分野における現在および将来のAI応用は、その倫理的・社会的影響に基づいてどのように分類されるか？
• RQ2 AIの医療分野における主な利点とリスクは何か、特に個人化医療と患者の自己決定権に関連して。
• RQ3 AI駆動型ツールは、医師と患者の関係や医療の専門性といった根本的な医学的概念をどのように脅かすか？
• RQ4 遺伝子編集と組み合わせた場合、ゲノム分野におけるAI、バイオハッキング、生物テロの倫理的・社会的影響は何か？
• RQ5 『デジタルヘルス詐欺師』や『偽の医学』による悪用を防ぐと同時に、AI駆動型医療に対する一般の信頼をどのように維持できるか？

主な発見

• AIの医療分野における応用は、レントゲン診断や手術から、プライマリ・ケアや疫学まで、臨床的および組織的分野すべてにおいて急速に拡大している。
• 『拡張型個人化医療』の概念が、AI、ゲノム、デジタルフェノタイプ、リアルタイムモニタリングを統合する統合的フレームワークとして浮上している。
• 深刻なリスクは、検証されていないAIツールが使用される『フェイクに基づく』および『患者が生成する』医療の拡散にある。これは、患者を誤導し、臨床的信頼を損なう可能性がある。
• 遺伝子編集と組み合わせたAIを介したツールは、検出しがたい低閾値と、密かに展開可能な特性を有するため、バイオハッキングや生物テロの実現可能性を高める脅威をもたらしている。
• 医療分野におけるAIの一般認識はまだ十分に研究されておらず、誤情報に対抗するための透明性が高く、アクセス可能で信頼できる情報の提供が急務である。
• 本研究は、WHOの13の緊急優先事項のうち6つと一致しており、特に新技術の活用、公平性の確保、危険な健康分野の革新から人々を守る点で関連している。