Медицина 4.0

Те, кто, как автор этих строк, страдает гипертонией, знает, что приступы этой болезни часто непредсказуемы. Тем более это относится к сердечникам. Чувствуешь, что-то не так, — таблетку под язык и побежал дальше. Через неделю приходишь к врачу, а предъявить нечего, кроме путаного рассказа: вот здесь стреляло, а тут кололо. Врач послушает сердце, измерит давление, повторит, какие таблетки глотать. А хорошо бы, чтобы врач был рядом именно в тот момент, когда стреляет и колет.

Наши пожелания начинают сбываться. И позволяет это сделать активное внедрение интернета вещей и других цифровых технологий, которое радикально меняет здравоохранение во всем мире. Россия тоже присоединяется к этому тренду. 

Подключить все к интернету

Если сказать попросту, то интернет вещей (Internet of Things, IoT) — это сеть устройств, которые подключены к интернету, управляются через него и могут обмениваться данными друг с другом. Это и пользовательская электроника — гаджеты (фитнес-браслеты) и домашние устройства (веб-камеры, голосовые помощники, холодильники, кофеварки и стиральные машины), и промышленная — станки, роботы, датчики и сенсоры. Энтузиасты интернета вещей заявляют: все, что может быть подключено к интернету, будет подключено. Даже зубная щетка. Затронула эта тенденция и здравоохранение.

Появление интернета вещей стало возможным, когда целый набор технологий дорос до уровня, позволяющего глобально и дешево объединять в единую систему множество различных устройств и сенсоров. Сенсоры существуют давно, передача информации по проводам или беспроводная по радио — тоже, равно как и обработка данных. Но совокупность всех этих факторов именно сейчас стала приносить мощный экономический эффект. Кроме того, вся необходимая электроника стала очень дешевой и доступной, серьезно выросли емкость и долговечность источников питания, резко подешевела связь, и она есть практически всюду, ведь интернет глобален. Это открывает путь к массовому применению IoT.

Вся цепочка интернета вещей выглядит довольно просто: в ее начале — сенсорные устройства, которые генерируют информацию. Дальше идет инфраструктура передачи данных. Следующее звено — хранение и обработка данных, представление результатов.

Подключенные устройства дают возможность собирать и анализировать множество данных. Дома это может помочь оптимально расходовать ресурсы — тепло, воду, свет — или, например, настроить автоматический заказ продуктов, когда они закончились в холодильнике. На производстве собранные данные позволяют лучше отслеживать и понимать происходящие процессы, оптимизировать и автоматизировать управление ими.

Количество устройств, включенных в IoT в мире, в 2017 году достигло 8,4 млрд; по оценкам, к 2020 году к нему будет подключено 30 млрд устройств, а мировая рыночная стоимость IoT достигнет 7,1 трлн долларов. 

В здравоохранении IoT может принести пользу как врачам, так и пациентам, особенно тяжелобольным и хроникам — ведь очень важно постоянно наблюдать за ними, отслеживать их местоположение и состояние (контролировать давление, пульс, температуру и другие физические показатели). Даже если человек будет ходить к врачу каждый день, все равно это короткий визит, остальное время он остается без наблюдения. Значительный рост числа устройств носимой электроники, включенных в сеть IoT для контроля состояния организма, приводит к тому, что врачам становится проще как ставить первичный диагноз, так и отслеживать состояние пациента.

Как дела в России

В России тоже начали заниматься медицинским интернетом вещей, хотя и несколько позже, чем в остальных развитых странах. В частности, в Сколковском институте науки и технологий (Сколтех) и в Национальном медицинском центре онкологии имени Н. Н. Блохина (Центр Блохина), куда мы обратились, чтобы понять, что несут с собой эти изменения в медицине и что делается в России в этом направлении. 

В Сколтехе биомедицинским направлением лаборатории интернета вещей руководит Дмитрий Дылов, выпускник МФТИ, после учебы в Принстонском университете и работы GE Global Research (подразделении General Electric, которое как раз и занимается интернетом вещей) вернувшийся в Россию. «В России сейчас самый интересный период — предстоит решить проблемы цифровизации здравоохранения. — объясняет Дмитрий причины своего возвращения. — Медицинского интернета вещей еще не существует. Даже обычная цифровизация медицинских документов — это дело последних лет. В регионах многие больницы и поликлиники до сих пор ведут истории болезни на бумаге. Я вижу здесь ту же тенденцию, что и в Соединенных Штатах, когда там переходили от бумажных историй болезни к электронным. А в итоге сделали централизованную систему, которая поддерживает все данные в масштабе всей страны». 

Руководитель биомедицинским направлением лаборатории Интернета вещей Сколтеха Дмитрий Дылов

Фото: Дмитрий Лыков

Сейчас, отмечает Дмитрий Дылов, и в России начался повсеместный переход на электронные записи. В Москве, например, появилось множество компаний, которые занялись сбором и анализом медицинских данных, внедряя для этого аппарат искусственного интеллекта. Эту работу поощряет правительство, потому что появилось понимание, что это важно делать. «Видно, что именно пока не работает, видно, в каком направлении нужно двигаться, и есть возможность сделать все это своими руками. И это очень увлекательно», — говорит г-н Дылов.

В наш разговор включается директор лаборатории интернета вещей Сколтеха Дмитрий Лаконцев. По его словам, актуальность применения технологий IoT в здравоохранении обусловлена различными факторами, в том числе увеличением продолжительности жизни, а значит, появлением большего числа пожилых людей, среди которых немало пациентов с тяжелыми хроническими заболеваниями, такими как сердечная недостаточность, гипертония, диабет, обструктивная болезнь легких.

«Самое главное, что принес интернет вещей в медицину, — это возможность наблюдать онлайн необходимые параметры состояния пациента удаленно, в непрерывном режиме и постоянно обрабатывать эту информацию», — говорит Дмитрий Лаконцев. Делать это можно с помощью датчиков, подключенных к в IoT, а затем передающих информацию в облако для хранения, обработки и анализа. Точно так же с помощью этой системы можно в непрерывном режиме оценивать физическое состояние спортсменов и военных.

В комплекте носимых гаджетов, закрепляемых на пациенте, могут быть датчики для снятия ЭКГ и измерения давления, сенсоры для мониторинга дыхания, устройства для измерения количества сахара в крови, акселерометры для определения положения тела.

Сегодня, поясняет Дмитрий Дылов, нас уже не удивить умными часами, которые умеют одновременно регистрировать пульс и движения руки, позволяя анализировать активность человека. Вдобавок сейчас ведутся работы по интеграции сенсоров артериального давления и анализа пота в такие часы. Объединенные вместе, эти сенсоры могут давать комплексную картину состояния здоровья человека, используя один компактный носимый прибор. И если собрать такие данные с множества пациентов, можно построить математические модели детектирования заболеваний. Когда кардиограмма покажет какие-то проблемы, врач сможет с их помощью дать рекомендации. Если система видит что-то подозрительное, она может сразу же, например, послать СМС лечащему врачу. И врач тут же перезвонит: «А сейчас вы что делаете, что с вами сейчас происходит?» И человек может тут же ответить. Все это позволяет очень сильно ускорить решение проблем.

Директор лаборатории Интернета вещей Сколтеха Дмитрий Лаконцев

Фотография: Дмитрий Лыков

Применение медицинского интернета вещей полезно и на уровне клиник, для управления многими процессами в лечебной практике. Всё – от сложных МРТ и КТ-аппаратов до простого учета больничных коек — может и должно быть дополнено умными цифровыми технологиями. «С помощью наших гаджетов, — поясняет директор НИИ детской онкологии и гематологии Центра Блохина Андрей Рябов, — можно создавать, например, программы инфузионной терапии, которые умеют корректировать скорость подачи лекарственных средств пациенту, подстраиваясь под текущие показатели». 

«Необходимым дополнением к интернету вещей, рассказывает заместитель директора НИИ детской онкологии и гематологии Центра Блохина Максим Рыков, является телемедицина, когда лечащий врач или сам пациент, проживающие в отдаленных или труднодоступных регионах, при необходимости могут связываться со специалистами ведущих федеральных медицинских центров для получения консультации».

Опыт такого взаимодействия в мире уже накоплен. Например, в ведущих американских клиниках пациентов не вызывают на follow-up (послеоперационное контрольное обследование), а связываются с ними по скайпу. Пациенту не надо ехать за тысячи километров, чтобы пройти обследования и пообщаться с врачом. 

Телемедицина уже стала постоянной практикой и в Центре Блохина. «Телемедицина, — поясняет Андрей Рябов, — предоставляет нам возможность увидеть пациента онлайн, но главное, это возможность увидеть онлайн и снимки КТ или МРТ, и гистологические препараты с большим увеличением, пригласить к монитору всех специалистов, чтобы консилиум принял решение, что делать дальше». 

Как быть с данными

Накопление через интернет вещей больших объемов разнообразной информации о состоянии здоровья и ходе течения заболеваний позволяет использовать для их анализа системы управления крупными базами данных, которые могут быть подсказчиками в работе врача, предлагать ему алгоритмы действия, даже ставить предварительные диагнозы. 

«Например, сколько снимков может посмотреть врач за всю свою жизнь?» — спрашивает автора этих строк Дмитрий Лаконцев. И сам отвечает: «Максимум несколько тысяч, может быть, десятков тысяч. А облачные системы концептуально такого ограничения не имеют, давая возможность посмотреть на весь накопленный в медицинском сообществе опыт. И обобщить полученные данные в масштабах страны, а может быть, при дальнейшем развитии системы, и в планетарном масштабе». 

Директор НИИ детской онкологии и гематологии Национального медицинского центра онкологии имени Н.Н. Блохина Андрей Рябов

Фотография: Алексей Таранин

Система, как подчеркнули все наши респонденты, может, что называется, глаз набить на таких снимках гораздо лучше, чем человек, и научиться распознавать типичные для заболевания закономерности гораздо лучше, чем любой врач, даже самый опытный. Это преимущество особенно хорошо заметно при сочетании разных данных — рентгена, томографии, УЗИ, биохимических анализов крови, мониторинга кардиограммы. Обученная таким образом система может точно и своевременно подсказать врачу, на что надо обратить внимание. 

«При этом, — подчеркивает Дмитрий Дылов, — важно понимать пределы применимости методов искусственного интеллекта. Человек — сложнейшее существо, в котором протекает множество динамических процессов, не поддающихся моделированию»

Поэтому пока окончательное решение всегда принимает врач. Тем не менее во всем мире ведутся разработки систем поддержки принятия врачебных решений, и понятно, что и в России нужно грамотно наладить повсеместный сбор и хранение медицинских данных для создания диагностических помощников.

«Мы, — рассказывает Максим Рыков, — проводим клиническую апробацию внедрения такой системы отечественной разработки. В нее вносятся оцифрованные результаты обследования больных детей, и таким образом накапливается гигантская база данных о ходе протекания заболевания». Такой регистр, как и клинические рекомендации, которые уже разработаны в мире, используются для того, чтобы подсказать врачу алгоритмы решения тех или иных проблем, возникающих у пациента в конкретной клинической ситуации. Разработки, естественно, идут с учетом мирового опыта и основываются на всех накопленных данных, на медицинской литературе и научных публикациях.

Конечно, система не принимает решение за врача, но она ему рекомендует разные возможности, включая курсы химиотерапии и дозировки препаратов, которые можно выполнить на том или ином этапе лечения. И даже молодому врачу, как подчеркнули наши собеседники, становится легче вести своих пациентов. А в базу данных, включенную в облачную систему медицинского интернета вещей, смогут обращаться врачи из любой точки страны.

Заместитель директора НИИ детской онкологии и гематологии Национального медицинского центра онкологии имени Н.Н. Блохина Максим Рыков

Фотография: Алексей Таранин

Для того чтобы разумно пользоваться этой информацией, конечно, нужно быть хорошо подготовленным и образованным специалистом, ведь можно использовать весь предлагаемый системой арсенал средств и тем не менее принять неправильное решение. Поэтому, внедряя медицинский интернет вещей в России, важно с самого начала обеспечить непрерывное общение представителей всех дисциплин: врачей, разработчиков баз данных, инженеров медицинского оборудования и математиков.

Наши собеседники неоднократно подчеркивали, что Министерство здравоохранения и лично министр Вероника Скворцова, равно как и московское правительство, уделяют большое внимание развитию телемедицины и медицинского интернета вещей. 

В перспективе такая система должна охватывать все лечебные учреждения страны, чтобы не дублировалась информация о пациентах, когда они переходят из одного учреждения в другое, чтобы они не выпадали из поля зрения, когда достигают 18-летия и переходят во взрослую клинику. «В идеале, — говорит Андрей Рябов, — мы все стремимся к тому, чтобы была единая база данных, одна для взрослых пациентов и для детей, и чтобы все возможности медицинского интернета вещей были доступны для всех пациентов, которые в этом нуждаются»