Наука и техника

Здоровый интерес. Технологии уже помогают спасать миллионы жизней. Какой станет медицина будущего?

Футурологи предсказывают, что мы живем на пороге технологической сингулярности — эпохи, когда развитие технологий становится настолько неудержимым, что оно кардинальным образом меняет человеческую цивилизацию. Изменится и медицина, поскольку она целиком и полностью зависит от технического развития, новых изобретений и научных открытий. О будущих переменах — в совместном проекте «Ленты.ру» и Сбера.

Через 30 лет человек, проснувшись, как обычно, пойдет принимать душ. Но душевая кабина по сути будет роботом, оборудованным компьютерным томографом и датчиками, отслеживающими десятки показателей здоровья. Эти данные проанализирует искусственный интеллект и затем проверит специалист. После этого человек получит инъекцию специально подобранного для него лекарственного «коктейля» противовоспалительных препаратов. Когда включается душ, пользователь уже чувствует положительный эффект…

Так описывает недалекое будущее Майлз Ромни, один из основателей компании eVisit, занимающейся разработкой медицинского программного обеспечения. Ромни уверен: медицину ждут колоссальные перемены. Она объединится с информационными технологиями, искусственным интеллектом и робототехникой.

Пациенту больше не нужно будет лично приезжать в больницу и ждать очереди в кабинет врача, чтобы посоветоваться со специалистом и узнать диагноз. И все это станет возможным в том числе благодаря телемедицине.

В ее важности человечество убедилось в 2020 году, когда вся планета столкнулась с пандемией COVID-19. Она сыграла свою роль в обеспечении безопасности как пациентов, так и врачей.

По подсчетам специалистов, онлайн-консилиумы позволили не только сэкономить время, но и значительно сократить расходы на транспортировку тяжелобольных пациентов. В одной только Великобритании, по данным NHS, за год удалось сэкономить более полумиллиарда фунтов.

Но путь человечества к телемедицине был долгим.

На расстоянии

Зарождением телемедицины можно считать конец XIX века, когда появилась проводная связь. В 1897 году врач поставил диагноз ребенку посреди ночи по телефону. Журнал Lancet, написавший об этом, тогда впервые поднял вопрос о возможности удаленного наблюдения за пациентами.

Спустя несколько десятилетий — в 1925 году — изобретатель Хьюго Гернсбек, издатель журнала Science and Invention, предсказал, что в будущем врачи смогут лечить пациентов дистанционно с помощью устройства, которое он назвал «теледактиль». Этот хитроумный агрегат представлял собой длинные и тонкие пальцы-манипуляторы, которые связаны с другими такими же манипуляторами на расстоянии и повторяют их движение. С их помощью врач мог дистанционно ощупывать пациента, наблюдая за ним через огромный экран. По замыслу Гернсбека, теледактиль мог измерять температуру тела, пульс, прослушивать легкие и почти мгновенно передавать данные врачу. Доктор мог выписать рецепт, попросив пациента вложить ручку в пальцы теледактиля.

Гернсбек буквально предвосхитил современные технологии. Он понимал, что телефоны, радио и телевидение совершенно изменят многие аспекты повседневной жизни человека. Его теледактиль — тот же самый уже существующий хирургический робот, с помощью которого врач может проводить операцию, не находясь при этом в операционной рядом с пациентом.

Роботизированная хирургия начала развиваться в 1980-х годах, спустя 55 лет после предсказания Гернсбека. Одной из самых успешных хирургических систем стал аппарат Da Vinci, разработка которого была профинансирована армией США.

Изначально планировалась, что такая система будет проводить операции в горячих точках, фактически прямо на поле боя, сокращая тем самым боевые потери, пока оператор-хирург, управляющий роботом с помощью телемедицинских элементов, находится в другом месте. Был создан прототип — мобильное средство с роботизированным хирургическим оборудованием, куда помещали раненого солдата. Врач мог проводить операции, находясь при этом в соседнем мобильном госпитале. Разработка была успешно испытана на животных, но ее широкое внедрение остается делом будущего.

Однако роботические операции уже стали реальностью: первая была проведена еще в 2001 году с помощью той самой системы Da Vinci. К 2012 году было сделано более 200 тысяч хирургических операций, а к 2020 году в мире насчитывалось около 5 тысяч работающих хирургических роботов Da Vinci.

Список возможных операций, которые уже сейчас проводят роботы, ошеломляет: от восстановления тканей сердца и лечения межпозвонковых грыж до удаления опухолей и открытых операций на головном мозге.

Однако роботы не обязательно должны быть хирургами. Они могут стать своего рода «теледактилями на колесах», то есть помогать врачам осматривать пациентов дистанционно. Автономные роботы будут перемещаться из одной палаты в другую, а при необходимости автоматически возвращаться на док-станцию для зарядки, экономя время врача или медсестры. Такие роботы должны обладать искусственным интеллектом (ИИ) и зрением, что позволит распознавать возможные препятствия и прокладывать маршруты по коридорам больницы.

Один из таких роботов дистанционного присутствия — Dr Rho, разработанный индийской компанией Vyas Labs. Он состоит из мобильного корпуса и экрана для связи между пациентом и врачом. Устройство снабжено зрительной системой, отслеживающей жесты и движения врача, набором манипуляторов и медицинскими инструментами: электронным стетоскопом, тонометром, термометром, ЭКГ и пульсоксиметром.

Еще один робот — Stevie — помогает ухаживать за пожилыми людьми, играя и общаясь с ними. Оборудованный автономной навигацией Стиви может без посторонней помощи перемещаться по коридорам дома престарелых. Он способен распознавать простые голосовые команды — например, «Помоги мне» — и оповещать персонал о необходимости неотложной помощи.

Всегда на связи

Человечество вступает в эру сверхбыстрого интернета и облачных технологий. Связь становится более надежной и безопасной, вместе с этим повышается и качество телемедицинского обслуживания.

Искусственный интеллект помогает врачу при выявлении патологий, постановке диагноза, анализе снимков и результатов исследований, он может освободить врачей от рутинных процессов и в целом повысить качество медицинских услуг.

Например, если ИИ выявит, что показатели отличаются от нормы, он может обратить на это внимание лечащего врача, сэкономив драгоценное время. Кроме того, ИИ может помочь еще в одном важном аспекте лечения — приеме лекарств. В будущем он будет отслеживать режим лечения и снижать вероятность несоблюдения рекомендаций врача.

Впрочем, по словам вице-президента, руководителя индустрии здравоохранения Сбербанка Юрия Крестинского, уже сегодня разработки Сбера помогают врачам и медицинскому персоналу в ежедневной работе, снимая и оптимизируя рутинные процессы.

«Компания СберМедИИ совместно с Лабораторией по искусственному интеллекту Сбера создала сервис "КТ Легких", — приводит еще один пример Крестинский. — Сервис нацелен на поиск патологий, в том числе вызванных COVID-19, а также сегментацию участков пораженной ткани легких с указанием объема поражения: он дает возможность на основе компьютерной томографии выделить пациентов с изменениями в легких при вирусной пневмонии, позволяет за несколько секунд оценить объем и степень этих изменений».

Впрочем, на этом уникальные разработки Сбера не заканчиваются. В частности, Юрий Крестинский рассказывает про сервис «КТ Инсульт»:

«На основе алгоритмов ИИ, он автоматически размечает КТ-снимки и позволяет быстро и точно оценить как тип инсульта, так и степень повреждения. Это помогает врачам, независимо от их опыта и знаний, принимать быстрые и последовательные решения о лечении. Эти и еще многие другие продукты и решения СберМедИИ, а также других компаний экосистемы Сбера и партнеров объединены на единой платформе – Медицинский цифровой диагностический центр (MDDC). Платформа создана для помощи врачам в постановке диагнозов и принятии врачебных решений на основании данных первичного приема, инструментальной и лабораторной диагностики. Во многих регионах России в больницах уже сегодня используется еще один продукт искусственного интеллекта – Voice2Med (разработка группы ЦРТ), который позволяет в режиме реального времени заполнять медицинские документы, преобразуя голос врача в текст. Во время исследования врач с помощью специального микрофона надиктовывает информацию, которая моментально расшифровывается и автоматически переносится в открытый протокол медицинской информационной системы», — поясняет Крестинский.

Решение Voice2Med от группы компаний ЦРТ успешно применяется в медицинских учреждениях в 30 регионах России, им могут пользоваться врачи разных направлений. Активнее всего Voice2Med используют врачи лучевой диагностики – радиологи. Центр диагностики и телемедицины зафиксировал в медицинских организациях Департамента здравоохранения Москвы сокращение времени на подготовку медицинских протоколов на 22 процента. Врачи-рентгенологи Москвы с помощью технологии распознавания речи подготовили более 95 тысяч протоколов. А с этого года добавлены два новых словаря медицинских терминов: словарь хирурга, используемый при заполнении дневников больных, протоколов операций, в экстренном приемном покое, и словарь кардиолога.

Еще один голосовой робот — от группы компаний ЦРТ — помогает оптимизировать работу медицинских учреждений, сэкономить время врача и сфокусироваться на подробном осмотре пациента, коммуникации с ним. Виртуальный ассистент может напомнить о приеме к врачу — сэкономит время отмененных или перенесенных приемов для других пациентов и повысит эффективность загрузки лечебных учреждений, что сегодня особо актуально. Во время звонка с напоминанием о записи робот может проконсультировать по подготовке к процедуре и собрать симптомы.

Некоторые алгоритмы в мире могут проводить обследования и помогать врачу ставить диагнозы. Например, ИИ анализирует медицинские карты пациента и предлагает лечение в соответствии с ними. Причем это не прогноз на будущее, а реально существующая разработка. IBM Watson Health уже используется для составления планов лечения онкологических больных в больнице города Джупитер во Флориде. Watson способен изучать истории болезни пациентов и предлагать варианты терапии, а еще анализировать эффективность текущего лечения, чтобы в итоге определить ту терапию, которая даст наилучшие результаты.

Подобная персонализация станет ключевой особенностью медицины будущего.

Телемедицина — это одна из перспективных технологий, которая активно внедряется в России, помогает большому количеству пациентов получать качественный и удобный сервис не выходя из дома.

Телемедицинский сервис СберЗдоровье ежемесячно проводит более 60 тысяч консультаций.

Платформа для дистанционного наблюдения внедрена в более 38 регионах России и обеспечивает более 50 тысяч пациентов дистанционным мониторингом COVID-19 и хронических неинфекционных заболеваний. Ее запуск пришелся на первую волну пандемии COVID-19, поэтому многие пациенты смогли получить помощь в то время, когда нагрузка на врачей сильно возросла и специалисты не могли уделять много времени каждому больному. С апреля 2020 года врачи телемедицины в режиме онлайн следили за состоянием здоровья десятков тысяч человек. За это время было выявлено почти пять тысяч пациентов с ухудшением самочувствия. Общее количество консультаций превысило 20 тысяч, а средняя продолжительность «приема» составила около 15 минут.

Силой мысли

Пациент не всегда способен свободно передвигаться. Он может страдать от множества серьезных нервно-мышечных расстройств, быть парализованным и не иметь возможности сообщить врачу, что его беспокоит. Чтобы улучшить уровень жизни таких больных, разрабатываются нейроинтерфейсы, которые позволят человеку обмениваться информацией непосредственно с компьютером и другими устройствами, такими как протез или даже экзоскелет, позволяющий двигаться.

Нейроинтерфейсы вместе с технологиями виртуальной реальности могут служить для реабилитации больных, переживших инсульт и потерявших способность к нормальному передвижению. Устройство считывает сигналы мозга, когда человек хочет, например, поднять руку, и с помощью электрической стимуляции мышц заставляет конечность перемещаться в нужном направлении. При этом пациент может находиться внутри VR-среды, в которой должен выполнять определенные задачи — например, взять виртуальный мячик или выполнить простейшие упражнения.

В настоящее время интерфейсы мозг — компьютер находятся на начальной стадии развития, но уже можно представить сети, объединяющие мозг сразу нескольких людей для обмена информацией буквально силой мысли. Такие приложения могут стать прорывом в лечении расстройств аутического спектра, когда человек испытывает затруднения в общении с другими людьми вплоть до полной неспособности к социальным контактам.

Уже существуют искусственные органы восприятия — например, кохлеарный имплантат, который подведен к слуховому нерву и позволяет компенсировать тяжелую потерю слуха, если обычные слуховые аппараты оказываются бессильны.

По оценкам специалистов, только в США живут около 2,2 миллиона человек с ампутациями. Вернуть полноценную жизнь людям, потерявшим конечности, помогают протезы. Однако искусственные руки или ноги могут быть неудобными, ненадежными или причинять боль, из-за чего пациентам приходится от них отказываться. В то же время в научной и футуристической фантастике протезы почти ничем не отличаются от реальных конечностей и даже предоставляют пользователям дополнительные возможности.

Одна из важных задач — дать пациенту полный контроль над протезом и возможность обратной связи с ним. Эта проблема лежит в той же области, что и нейроинтерфейсы. Уже существуют прототипы нейропротезов, которые имеют сетки электродов, размещаемых в нервах, мышцах и головном мозге. Когда пациент с тетраплегией (паралич рук и ног) пытается пошевелить рукой или представляет, как двигает ею, в моторной коре возникает нейронная активность, соответствующая этому движению. Нейропротез может считывать эту активность, расшифровывать ее и выполнять требуемое действие.

В 2016 году ученые впервые испытали прототип продвинутого нейропротеза, называемого массивом Юта, на 28-летнем пациенте с тетраплегией Натане Коупленде. Он был парализован после автомобильной аварии и сохранил лишь способность двигать предплечьем. Коупленд стал первым в мире человеком, которому вживили электроды в моторную и соматосенсорную кору, в результате чего он мог не только двигать протезом, но и в какой-то степени чувствовать его. Натан сумел ощутить прикосновения к различным пальцам робототехнического устройства как к своей собственной конечности. Этот интерфейс был двунаправленным, то есть сигналы шли как от протеза к мозгу (осязание), так и от мозга к протезу (движение рукой).

В самую глубь

Возможно, через несколько десятилетий медицина достигнет таких высот, что конец XX века мы будем сравнивать с темными веками.

И тогда футуристические душевые кабины Майлза Ромни будут не только брать простые анализы и давать лекарственные коктейли, но и определять генетические особенности пользователя. Не исключено, что они смогут проводить и простейшую генную терапию, а еще бороться с мутировавшими клетками и опухолями.

А телемедицина в будущем не только уменьшит контакты пациентов друг с другом в больницах и клинических центрах, но и приведет к полному исчезновению некоторых инфекций. Осталось только дождаться.

Будущее уже здесь