Для чего нужны технологии в медицине
10 главных достоинств цифровых медицинских технологий
1. Ранняя диагностика
Современные цифровые медицинские технологии очень полезны для ранней диагностики заболеваний. Алгоритмы искусственного интеллекта (artificial intelligence, AI) и анализ данных используются для анализа ДНК и обнаружения предупреждающих признаков рака, а достижения в области технологии МРТ и обработка изображения с помощью AI позволяют получать изображения более высокого качества для выявления целого ряда заболеваний.
2. Упрощенная возможность общения с врачом
3. Удаленная и роботизированная хирургия
Хирургические роботы, например, как известный робот Da Vinci, позволяют хирургам выполнять точные, минимально инвазивные операции, которые они могут делать прямо с консоли, а не стоя у хирургического стола. Прорабатываются и технологии, позволяющие проводить удаленные роботизированные операции через Интернет, которые, по-видимому, станут более популярными с появлением высокоскоростных каналов связи, в частности, стандарта 5G.
4. Поддержание связи
Пандемия КОВИД-19 привела к тому, что технологии, облегчающие видеосвязь, стали широко внедряться в медицинских учреждениях. С помощью смарт-телевизоров или планшетов, в больницах и других учреждениях по уходу за больными были найдены способы, позволяющие их пациентам оставаться на связи с семьей и друзьями.
5. Снижение расходов
Цифровые медицинские технологии могут обеспечить раннюю диагностику и виртуальную сортировку пациентов, что приведет к экономии средств как для пациентов, так и для системы здравоохранения. Исследования показали, что 70 процентов решений в области здравоохранения принимаются с использованием диагностических устройств, поэтому раннее обнаружение приводит к лучшим результатам и, следовательно, к снижению расходов.
6. Уменьшение времени ожидания
Программные инструменты прогнозирования, использующие такие технологии, как искусственный интеллект, используются медицинскими приложениями и другими медицинскими платформами для определения того, нуждается ли пациент в посещении врача или он может лечиться дома. Это помогает сократить время ожидания и это особенно важно во время нынешней пандемии.
7. Исследования
8. Удаленный мониторинг здоровья
Подобно телемедицине, технология, позволяющая осуществлять дистанционное наблюдение за пациентами, с начала пандемии достигла огромных успехов в связи с необходимостью защиты персонала от возможного заражения. Сюда входят смартфоны, которые отслеживают сердцебиение человека, приложения для мобильных устройств, которые контролируют качество сна, и цифровые инструменты в больницах, которые предупреждают персонал о важных изменениях в жизненных показателях пациентов.
9. Безлекарственное лечение
Технология виртуальной реальности и искусственный интеллект становятся важными инструментами лечения, которые помогают избежать использования лекарств, таких как антидепрессанты. Это особенно полезно для таких заболеваний, как депрессия и тревожность. Одним из примеров подобного лечения является имитация с помощью технологии виртуальной реальности ситуаций, которые помогают людям учиться работать в рамках сценария, который обычно вызывает у них беспокойство.
10. Цифровизация медицинских записей
Переход к безбумажным технологиям в медицинских организациях путем оцифровки медицинских карт пациентов доказал, что это позволяет ускорить и упростить доступ к данным, уменьшить потребность в хранении и лучше подходит для окружающей среды.
По материалам Medical Futurist, Healthcare Global, Healthcare IT News.
Компьютерные технологии в медицине: история связи, значение и перспективы. Часть I
Ни для кого не секрет, что компьютерные технологии проникли практически во все аспекты современного общества: политика, оборона, развлечения, образование и многое другое. Медицина не стала исключением. Сейчас это не секрет, однако 60 лет назад все это казалось научной фантастикой.
Сегодня мы затронем прошлое, настоящее и будущее партнерства этих столь разных отраслей, медицины и компьютерных технологий. Узнаем какие революционные открытия были сделаны, какие недостатки и опасности несет в себе данное партнерство и, наконец, какое будущее медицины нас ждет.
Применение компьютерных технологий в медицине
На данный момент компьютеры приобрели широкое распространение во многих ветвях медицины. Начиная с CPOE (computerized physician order entry) — компьютеризованной системы предписаний врача (назначение анализов и/или медикаментов), заканчивая роботами-интернами, помогающими хирургам во время операций. Также не малое значение компьютеры играют и в работе клиник в целом, помогая планировать и выполнять различные административные задачи, отслеживать финансы, проводить инвентаризации и т.д.
Далеко не второстепенную роль сыграл и Интернет. Благодаря ему появилось новое направление в медицинской диагностике — телерадиология (проще говоря передача через всемирную паутину изображений и данных медицинского характера). Это новшество дало возможность анализировать данные пациента и принимать решения касательно его лечения, находясь в дали от него, тем самым экономя драгоценное время. Также врачи получили возможность быстро консультироваться со своими коллегами со всего мира. Огромная база медицинских знаний, хранимая в Интернете, доступна и пациентам, давая им возможность ознакомится со своим заболеванием, распознать симптомы, узнать нужную информацию о враче и/или клинике, о препаратах и т.д. Касательно использования Интернета пациентом ходит не мало споров. Дело в том, что доверять самому пациенту устанавливать себе диагноз и назначать лечение — крайне опасно для него самого. С другой стороны, если пациент совмещает использование информации из Интернета с посещением реального врача, это может улучшить качество его лечения.
И, возможно, самое необычное применение компьютерных технологий в медицине это видеоигры. Они используются для тренировки хирургов, которые в дальнейшем будут выполнять лапароскопические операции (когда в области проведения операции делаются небольшие надрезы для проведения операции внутри, вместо большого надреза и «открытой» операции). Исследования 2004 года показали, что хирурги, играющие в видеоигры примерно по 3 часа в неделю, допускают во время подобных операций на 37% меньше ошибок.
Хронологическая шкала взаимосвязи компьютерных технологий и медицины (1954-2006)
| Год | Событие | Описание |
|---|---|---|
| 1954 | Компьютеризированный цитоанализатор | Электронное оптическое устройство для скрининга клеток, подозреваемых в злокачественности. |
| 1960 | “Brains” | IBM 650 под названием «Brains» (Мозги) — сканирование медицинских записей для выявления тонких аномалий. |
| 1960 | Опрос пациента компьютером | Компьютеризированный анамнез пациента |
| 1961 | Административные и фискальные функции | Внедрение компьютеров для выполнения административных и фискальных функций |
| 1962 | Анализ электрокардиограммы | Электрические импульсы от сердца передавались по телефону на центральный компьютер, который создавал кривую и анализировал ее. |
| 1963 | Первая система поддержки принятия решений | Внедрен компьютерный подход к реабилитации. Например, компьютер использовался для определения оптимального времени ношения гипса при хирургическом вмешательстве. |
| 1964 | IBM System/360 | Выход в свет компьютеров S/360 |
| 1964 | DEC PDP-8 | Презентация «мини»-компьютера PDP-8 |
| 1964 | MEDLARS | MEDLARS — компьютеризированная система баз данных для индексации и извлечения медицинских цитат из Национальной библиотеке медицины (NLM). |
| 1965 | Идея EMR | Развитие идеи электронной медицинской записи |
| 1966 | MUMPS (Massachusetts General Hospital Utility Multi-Programming System) | Мульти-программная система Общеклинической больницы Массачусетса (MUMPS) — также называемая «M» — была языком программирования для отрасли здравоохранения. |
| 1968 | IMIA | Международная ассоциация медицинской информатики (IMIA) была создана во Франции. |
| 1970 | Компьютеризация обработки данных из лабораторий | ИСпользование компьютеров для проведения лабораторных расчетов, таких как определение химических состава околоплодной жидкости. |
| 1971 | Компьютеризированная обработка записей | IBM System/3 Модель 6 был использован для обработки результатов анализов пациентов |
| 1971 | COSTAR | База амбулаторных записей пациентов, написанная на языке MUMPS |
| 1971 | MEDLINE | MEDLINE вышел в он-лайн |
| 1972 | MYCIN | MYCIN — интерактивная экспертная система диагностики и лечения инфекционных заболеваний. Разработана в Стэнфордской медицинской школе на базе DEC PDP-10. |
| 1972 | HELP | Оценка состояния здоровья посредством логического процесса — Health Evaluation through Logical Process (HELP) была разработана в больнице LDS |
| 1974 | Компьютерная томография | Сканер компьютерной томографии был изобретен Хаунсфилдом и Кормаком в 1972 году (только для головы). В 1976 году — для всего тела. |
| 1974 | Компьютеризированный гамма-нож | Внедрение первой компьютерной программы планирования дозы обучения для гамма-ножа (способ радиохирургического удаления опухолей головного мозга). |
| 1974 | Internist-1 | Компьютерная диагностическая система, разработанная в Университете Питтсбурга. |
| 1977 | Медицинская информатика | Определен термин «медицинская информатика» |
| 1978 | Fileman | Набор утилит, написанный на языке MUMPS, внедривший функции метаданных |
| 1981 | IBM PC | Персональный компьютер от IBM вышел в свет |
| 1983 | Сети | Представление общественности нетворкинга |
| 1984 | ACMI (American College of Medical Informatics) | Был создан Американский колледж медицинской информатики (ACMI). |
| 1987 | HL7 | Health Level Seven, Inc. (HL7) была основана в качестве стандарта для обмена клиническими данными. |
| 1988 | MUMPS и IBM | MUMPS становится языком, поддерживаемым на IBM |
| 1989 | WWW (World Wide Web) | Изобретение «Всемирной паутины» |
| 1992 | Windows 3.1 | Выпуск Windows 3.1 |
| 1996 | Palm Pilot | Выпуск Palm Pilot (карманного персонального компьютера) |
| 1996 | HIPAA (Health Insurance Portability and Accountability Act) | Конгресс принял Закон о переносимости и подотчетности медицинского страхования. |
| 1999 | Хирургическая система da Vinci | Эта роботизированная хирургическая система была разработана Intuitive Surgical. Прототип был появился еще в конце 1980-х годов в Стэнфордском исследовательском институте по контракту с армией США. |
| 2000 | Передача изображений | Клиники начала передавать электронные копии изображений диагностического характера (рентгеновские снимки, снимки МРТ) |
| 2001 | Широкое распространение КПК | В начале 2000-х годов работники здравоохранения широко использовали карманные устройства для выполнения таких задач, как доступ к медицинской литературе и электронной фармакопеи. |
| 2003 | Виртуальная колоноскопия | Виртуальная колоноскопия использует комбинацию технологии КТ-сканирования и компьютерной графики. |
| 2004 | WCG | IBM запустила этот проект для поиска генетических маркеров различных заболеваний. |
| 2004 | Многоточечный КТ-сканер | Эта новая технология сканирования сердца может в значительной степени заменить ангиограммы. |
| 2004 | Указ №13335 | Президент Буш издал этот указ под названием «Стимулы для использования медицинских информационных технологий» |
| 2005 | Penelope | Был представлен миру робот-интерн |
| 2006 | Microsoft покупает Azyxxi | Microsoft купила клиническое медицинское программное обеспечение, которое может извлекать и отображать различные виды данных пациента. |
Электронные медицинские записи (EMR)
Еще в далеком 1960 году в газете New York Times была опубликована статья, в которой один врач из Тулейнского университета высказывал интересную мысль о «медицинских записях, хранимых на пленке, или другим подходящим для компьютера способом, которые могут полностью вытеснить письменные записи пациентов». В 1967 году в другой статье упоминалось следующее видение будущего — «каждый мужчина, женщина или ребенок могут иметь все свои медицинские данные, электронно записанные в огромной системе памяти в Вашингтоне». Пошли обсуждения преимуществ такой системы. Если, к примеру, у человека случился сердечный приступ, а он находится в другом городе. В статье дан ответ: «назначенному врачу достаточно будет позвонить в Вашингтон, и спустя секунды перед ним будут все данные этого пациента». Сейчас, спустя более полвека, мы видим как такие системы стали реальностью и широко распространились в различных медицинских учреждениях всего мира.
В добавок к преимуществу удаленного доступа к данным, EMR обладает и другими, о которых мы поговорим далее. Исходя из этих преимуществ и того факта, что идея электронных записей существует уже много десятилетий, можно подумать, что EMR используются абсолютно везде. Однако это не совсем так. К примеру, в США EMR используется только в 17% клиник.
В конце 1960-х годов был разработан язык программирования, называемый Мульти-программная система Общеклинической больницы Массачусетса — Massachusetts General Hospital Utility Multi-Programming System(MUMPS) для использования в системах здравоохранения. Он не получил широкого распространения до 1970-х годов, когда начал использоваться для создания многих клинических программ. И по сей день многие старые системы работаю с ПО на базе MUMPS. Несмотря на свое изначально медицинское направление, MUMPS широко используется и в других отраслях, требующих большого числа одновременных подключений к базе данных (банки, фондовые биржи, туристические агенства).
В 1978 году Джозеф (Тед) О’Нил и Марти Джонсон вместе со своей командой разработали Fileman, используя язык MUMPS. Fileman представлял собой набор обобщенных процедур, специально упрощенных для пользователей не разбирающихся в MUMPS и в программировании в целом. В период с поздних 1970-ых по ранние 80-е на базе Fileman было спроектирована множество утилит. Позднее министерство по делам ветеранов США начало использовать Fileman как свою официальную медицинскую программу.
В 1981 году во Флориде Микки Сингер основал компанию программного обеспечения под названием Personalized Programming Inc., которая стала одной из многих, сформировавших в дальнейшем компанию Medical Manager Inc. Она предоставляла клиникам и частным практикующим врачам программное обеспечение, популярность которого была настолько велика, что уже к 1997 году более 24000 клиник и 110000 практикующих врачей пользовались им. Однако далее следовало лишь падение. Взамен Medical Manager Inc. пришла Open Public Public License (GPL), предоставляющая своим пользователям исходный код программного обеспечения, давая им возможность проводить необходимую кастомизацию.
На данный момент количество компаний, предоставляющих решения для EMR, варьируется от 250 до 500. Некоторые их них сосредоточены на малых системах, вроде выписки рецептов или истории болезни. Другие же предлагают пакетные решения.
Основными пользователями EMR являются врачи и другой мед.персонал. Стандартная EMR дает им доступ к электронной версии медицинской истории пациента, которая ранее, в течении многих лет, хранилась на бумаге. Так зачем менять то, что так долго работало?
Несмотря на весьма внушительные преимущества EMR, их скорость распространение не впечатляет. Сейчас мы рассмотрим почему.
В этом разделе мы обсудим историю систем поддержки принятия клинических решений (CDSS), текущие исследования, коммерческую направленность и потенциально интересные области для будущих исследований.
Компьютерные технологии сделали справочную информацию доступной для любого врача или пациента. Сегодня практически каждый человек имеет ПК или карманное устройство (планшет, смартфон, КПК), что дают ему доступ к необходимой медицинской информации.
Неожиданные последствия компьютеризации здравоохранения
Как мы уже поняли, компьютеризация медицинской сферы крайне важна и должна развиваться. Этот процесс сталкивается с множеством трудностей. Не все хотят тратиться на внедрение новых систем, обучение персонала. Кто-то боится юридических последствий, в случае обмена данными между клиниками. Также стоит вопрос и о конфедициальности информации. Все это — факторы, сдерживающие прогресс. Но есть мнения, утверждающие, что это не стоит форсировать, поскольку могут возникнуть непредвиденные последствия.
Доктор Гейл Томпсон, практикующий с 60-ых годов, заявил, что компьютеризация приводит к тому, что мы забываем что есть забота о пациенте. Врачи забыли как по зрачкам определить состояние больного, все больше полагаясь на диаграммы и графики на мониторах компьютеров. С этим мнение полностью согласен и Стивен Анджело, врач из Коннектикута. Он рассказал, как однажды в его больнице «легла» система мониторинга пациентов. Врачи были растеряны, не знали что делать.
Конечно, все больше и больше полагаясь на современные технологии, мы забываем о старых добрых методах. Но, если компьютеризация здравоохранения снизит число смертей среди больных, я готов отказаться от персонализации, как таковой.
Ошибки, связанные с препаратами
Некоторые врачи утверждают, что электронные системы, хоть и помогают уменьшить число ошибок, но не избавляют от них полностью. Все потому, что человек, как источник ошибки, управляет этой электронной системой.
Это неоспоримо, но проблема все равно остается в человеческом факторе, а не в системе, как таковой. Для решения данного затруднения необходимо более внимательно отнестись к обучению мед. персонала. Если персонал не умеет пользоваться системой, то, конечно, все ее преимущества теряют свой смысл. Пока в отрасли есть хоть один человек, будут и ошибки.
Неверная информация в Интернете
В сети можно найти множество статей о различных заболеваниях, препаратах и т.д. Многие из нас пользовались подобным контентом для проведения самодиагностики и даже самолечения. Конечно, информация это сила, но только тогда, когда она верна.
Очень много медицинской информации во всемирной паутине содержит ошибки. А это может привести к тому, что пациент начнет неправильное лечение либо просто проигнорирует потенциально опасное заболевание. Эту проблему можно решить лишь внедрением стандартов достоверности информации и методов ее проверки и контроля публикаций.
Поиск нужной информации
Хранение всей истории пациента в одной электронной папке позволяет врачу быстро получить к ней доступ. Но так ли быстро он сможет найти то, что ему нужно в данном конкретном случае? Огромный поток информации, который необходимо не просто просмотреть, но и проанализировать, может задержать формирование анамнеза и установление диагноза.
Мир не стоит на месте. Компьютерные технологии все глубже врезаются в другие сферы нашей жизни, привнося много нового, хорошего или плохого, порой сложно сказать. Но прогресс нельзя остановить, опираясь лишь на страх чего-то нового. Это касается и медицины. Многие болезни остались бы неизлечимыми, если бы какие-то смельчаки не решили лечить их по-другом, не так как раньше. Главное помнить, что человек создает технологию, человек ее совершенствует и только он может нести за нее ответственность.
Сегодня множество клиник переходят на удаленное хранение и обработку информации. Мы предлагаем решения и для такого типа клиентов, вплоть до решений с применением новейших NVMe-накопителей, позволяющих «моментально» обрабатывать запросы в больших базах. Дата-центры, в которых размещается оборудование, соответствуют необходимым уровням сертификации в сфере безопасности данных. А географическая распределенность и изолированность модулей даже в пределах одной локации позволяет организовывать наиболее отказоуйстойчивые системы для клиентов такого рода.
Как современные технологии помогают медицине
Об эксперте: Инна Фридман, основатель федеральной сети офтальмологических клиник «3Z», врач-офтальмолог, к.м.н.
Биотехнологии: что это такое и зачем это нужно
Система наук в XXI веке стала кластерной. Это значит, что сегодня в науке происходит диффузия различных специальностей. Например, биотехнологии объединили биологию, генную инженерию и генетику.
Биотехнологии — это использование живых организмов, их отдельных составляющих (ДНК, микроорганизмов, клеток и их частей) или продуктов их жизнедеятельности для производства продуктов и решения технических задач.
Сегодня существуют три главных вектора работы биотехнологов:
сельское хозяйство, в частности создание ГМО
энергетика и промышленность, например получение биотоплива или производство веществ, способных к деградации токсических отходов
медицина — специалисты в области биотехнологий работают над созданием препаратов для лечения тяжелых и неизлечимых заболеваний
Продукты и препараты, которые изобретают биотехнологи, маркируются разными цветами:
Биотехнологии для здоровья
Ключевое направление в биотехнологиях — биомедицина. Биомедики занимаются разработкой новых лекарственных средств, выделением и культивацией стволовых клеток для клеточной терапии и восстановления поврежденных тканей и даже органов, изучением процессов старения и злокачественной трансформации клеток. Более глубокое молекулярное понимание механизмов, лежащих в основе болезни, позволяет развиваться генной терапии и клеточной инженерии.
Что конкретно происходит в биомедицинской отрасли?
Универсальная вакцина против гриппа. В конце 2018 года первая универсальная вакцина против гриппа, разработанная израильской компанией BiondVax, получившей финансирование от официального банка Евросоюза и правительства Израиля, вышла на завершающую фазу клинических испытаний. В основе вакцины — части антигенов, которые «узнают» клетки иммунной системы (эпитопов). Всего в вакцину входит девять самых распространенных эпитопов. По словам представителей компании, универсальная вакцина способна защитить как от ежегодного, сезонного гриппа, так и в случае возникновения пандемий.
Редактирование генов. Сегодня проводятся эксперименты по редактированию генов в самом теле человека. В сентябре 2018 года Sangamo Therapeutics из Ричмонда, обнародовали информацию о введении редактирующих гены ферментов пациенту, организм которого не справляется с расщеплением сложных сахаров. Как врач не могу давать оценку исследованию, пока не будет установлено, что это безопасно для жизни и здоровья пациентов.
Компьютеры внутри человека. Человечество постепенно входит в эпоху квантовых технологий. Компания Илона Маска Neuralink уже вовсю производит миниатюрные нейрокомпьютерные интерфейсы. Имплантируемые в мозг частицы могут связать организм человека с Интернетом. В «пучке» из шести нейронитей содержатся 192 электрода, которые вживляются в мозг при помощи робота-хирурга. Если буквально, то человеческий мозг подключают к компьютерной системе.
Лекарство против рака. Изучение влияния бактериальных культур на процесс онкологии подтолкнуло специалистов к работе над препаратом, приостанавливающим развитие злокачественных образований в организме. Таким лекарством является Блеомицин. Он создан на основе микроорганизма Streptomyces verticilliis, имеющего гликопептидную природу. Активные вещества препарата проникают внутрь опухолевых клеток и приводят в беспорядок процесс изменения РНК и ДНК.
Другие препараты. К биотехнологическим знаниям можно отнести открытие десятков тысяч противогрибковых, антибактериальных, гормоносодержащих лекарственных средств, выведенных учеными за несколько десятилетий. Антибиотики не просто борются с инфекциями, они разрушают весь процесс, не вызывая формирования резистентности микроорганизмов к веществам препаратов. Биотехнологи подумали и о заболеваниях печени, разработав препарат на основе аминокислот, глутамата и аспартата. А комбинаторные свойства препарата с натрием и калием положительно влияют на функции сердца, поджелудочной железы.
Согласно стратегии развития медицинской науки в РФ на период до 2025 года сейчас идет стадия «биологизации», когда молекулярная и клеточная биология, а также тканевая инженерия предлагают использовать продукты на основе выращенных вне организма или модифицированных клеток человека. А это означает, что медицина добралась до восстановления жизненно важных тканей и органов: сердечной мышцы, печени, нервных клеток и др. Не обошли и стороной область медицины, изучающую анатомию, физиологию и болезни глаза.
Биоинженерия в офтальмологии
За последние 20 лет в секторе произошли важные для пациентов изменения: появились генно-инженерные, клеточные, тканевые, иммунобиологические и цифровые технологии.
Новаторские разработки в области офтальмологии:
Биопротезирование и бионический глаз
Фемтосекундная методика коррекции близорукости и астигматизма за 25 секунд ReLEx SMILE (англ. Small Incision Lenticule Extraction)
Сверхточные микроскопы с 3D-визуализацией и ультратонкие инструменты, которые повышают точность и эргономику работы хирурга
Доставка лекарств внутрь полостей и клеток тканей глаза
Спектральные томографы, создающие точную визуализацию структур высокого качества за кратчайшее время
Биологические ткани — выращенные или напечатанные. В будущем они смогут заменять изношенные ткани
Мультифокальные искусственные хрусталики, которые освобождают человека от ношения очков, возвращая контраст и остроту зрению
Электронный глаз, сохраняющий остаточное зрение и поддерживающий функцию ориентирования в пространстве
Наиболее интересная современная разработка — бионический протез глаза. Он может справиться со слепотой, полностью воссоздав настоящие процессы передачи электрических сигналов. Первый ретинальный протез назывался Argus — это американский проект, который удалось коммерциализировать. В 2012 году Argus II получил разрешение для коммерческого использования в Европе, годом позже в 2013 году — в США. В России разрешения на использование протеза пока нет.
Что еще почитать по теме:
Подписывайтесь и читайте нас в Яндекс.Дзене — технологии, инновации, эко-номика, образование и шеринг в одном канале.