Медицина 4.0

Интернет вещей, анализ больших данных и телемедицина открывают новые перспективы для лечения людей
Медицина 4.0
Комплект гаджетов для медицинского интернета вещей, которым должен пользоваться пациент, находящийся под наблюдением
Фото: Дмитрий Лыков

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.

magnifier.png 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

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.

magnifier.png 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

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». 

МЕД ДЫЛОВ.png
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.

magnifier.png «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»

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.

МЕД ЛАКОНЦЕВ.png
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».

magnifier.png «Телемедицина 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»

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». 

МЕД РЯБОВ.png
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.

magnifier.png 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

«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.

МЕД РЫКОВ.png
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»  


Еще по теме