Цифровая медицина и гаджеты здоровья

ЦИФРОВАЯ
МЕДИЦИНА

И ГАДЖЕТЫ
ЗДОРОВЬЯ

начать

ЦИФРОВАЯ МЕДИЦИНА И ГАДЖЕТЫ ЗДОРОВЬЯ

Борьба с COVID-19 стала драйвером развития технологий здравоохранения. У разных стран появилась возможность для беспрецедентной консолидации усилий по развитию медицинских продуктов и сервисов, основанных на технологиях четвертой промышленной революции.

Как работают сквозные технологии

индустрия 4.0

Искусственный интеллект

Благодаря накоплению огромных массивов данных и прогрессу в области методов машинного обучения революцию в нашей жизни способно произвести развитие искусственного интеллекта (ИИ). Современным информационным системам уже по силам выполнение сложных задач, требующих гибкого и даже творческого подхода. В медицине искусственному интеллекту обещают великое будущее. Разработки крупных IT-корпораций и инновационных стартапов уже демонстрируют определенные успехи.

Диагностика

Искусственный интеллект во многих случаях способен диагностировать болезнь быстрее и точнее, чем человек. В прошлом году компания Google заявила о том, что их разработка превосходит человеческие возможности в диагностике рака легких. Команда разработчиков из «Газпром нефти» создала алгоритм для поиска скрытых залежей нефти, который также может быть использован медиками и адаптирован для распознавания ранних стадий онкологии по томографическим снимкам. Эта разработка победила на международном хакатоне в Бахрейне, где российские дата-сайентисты обошли команды из Microsoft, Saudi Aramco и других технологических компаний.

Создание лекарств

ИИ способен существенно ускорить разработку новых лекарственных препаратов. Дело в том, что умный алгоритм может гораздо быстрее перебирать варианты молекул и предсказывать их потенциальные свойства по структуре. В этом году ИИ привлекли к поиску лекарств и вакцины от COVID-19. Анализируя большие объемы данных о здоровье и ходе лечения людей, ИИ способен выявлять важные закономерности, которые помогут оптимизировать методы лечения в будущем.

Помощь парализованным

Neuralink, одна из компаний Илона Маска, создала технологию вживления в мозг электронных чипов, с помощью которых осуществляется беспроводная связь человека с компьютером. Маск надеется расширить возможности человеческого мозга, соединив его с искусственным интеллектом, но на первых порах речь идет именно о медицинском применении: ожидается, что Neuralink даст возможность парализованным людям напрямую управлять конечностями.

Интернет вещей

Подключенные к интернету и способные «общаться» друг с другом устройства давно уже стали неотъемлемой частью нашей жизни. С их помощью мы бесконтактно оплачиваем покупки, узнаём лучший маршрут поездки, контролируем интенсивность тренировок и многое другое. По аналогии с интернетом вещей (Internet of Things, IoT) существует понятие интернета медицинских вещей (IoMT). В первую очередь речь идёт о датчиках, которые позволяют врачам удаленно отслеживать состояние пациентов вне зависимости от того, находятся те дома или в больничной палате.

IOT за Полярным кругом

Смартфоны и часы следят, чтобы мы побольше двигались, не забывали про суточную норму воды и контролировали режим сна. Но возможности биотелеметрии шагнули вперед, и технологии помогают справляться с экстремальными нагрузками. На своих нефтепромыслах в Арктике «Газпром нефть» тестирует специальные гаджеты, которые считывают пульс и температуру сотрудника в течение дня — система сама оповещает дежурного врача в случае отклонений. В портативные гаджеты нефтяников также встроены датчики местоположения, акселерометр и гироскоп, которые отследят, если владелец устройства поскользнется или упадет, и передают сигнал вызова помощи.

Неинвазивный глюкометр

В 2019 году был представлен измеритель сахара в крови, которому для анализа не требуется прокалывать кожу. Этот портативный прибор весом чуть более 100 грамм измеряет сахар косвенным образом, анализируя световой сигнал, пропускаемый через кончик пальца. Устройство способно изменить к лучшему жизнь миллионов людей, страдающих диабетом. Глюкометр оснащен беспроводными технологиями передачи данных и отсылает их в мобильное приложение.

Умный пластырь

Специализирующаяся на производстве медицинских пластырей компания Band-Aid в 2017 году представила «умный» пластырь размером с монету, оснащенный комплектом сенсоров. Он считывает и передает по беспроводной связи данные о движении и дыхании, об электрической активности сердца, мышц, глаз и мозга в приложение на смартфоне.

Роботы

Фантасты XX века рисовали нам будущее, наполненное человекоподобными роботами. Развитие робототехники идет не так быстро, как мечтали, однако это перспективная область, прогресс в которой не останавливается. Больше всего роботов сегодня трудится в промышленности, особенно в автомобилестроении. Но есть и полезные примеры их применения в медицине и смежных областях.

Беспилотники

Роботов-беспилотников начали применять для поиска пропавших людей. Проект реализует компания МТС совместно с поисковым отрядом «Лиза Алерт». Беспилотник не устает и способен преодолевать большие расстояния. А установленные на нем системы видеоаналитики помогают отыскивать людей с проблемами памяти или, к примеру, заблудившихся в лесу детей.

Дезинфекторы

Уже сегодня роботам вполне по силам заменить медицинский персонал там, где требуется выполнение рутинных и однотипных действий, например, проверка температуры или дезинфекция помещений. Замена людей роботами еще и снижает риск распространения инфекций. В этом году по понятным причинам спрос на рободезинфекторов вырос, в том числе в России. Лаборатория робототехники Сбербанка представила дезинфектора, разработанного на базе робота-курьера. Другого робота-дезинфектора тестируют в офисах «Газпром нефти» – в перспективе на его платформе также планируют создать офисного робота-курьера.

Робот-хирург

Полноценный робот-врач – все еще фантастика, но робот-ассистированная хирургия – уже реальность. Самая знаменитая разработка в этой области – четырехрукий робот-хирург Da Vinci, который используется в сотнях клиник по всему миру, в том числе в России. Две его руки в режиме реального времени воспроизводят совершаемые хирургом движения, третья держит видеокамеру, которая передает хирургу изображение оперируемого участка, а четвёртая выполняет функции ассистента.

3д печать

3D-принтеры подарили нам возможность печатать объемные объекты, как типовые, так и уникальные. Трехмерную печать уже достаточно широко используют при создании моделей и прототипов, объектов со сложной геометрией. В автомобилестроении и аэрокосмической отрасли она позволяет сократить число деталей, тем самым повысив надежность самолетов и ракет. Пытаются применять 3D-печать и в строительстве. Но, пожалуй, самые удивительные возможности применения этой технологии открываются именно в медицине.

Печать средств защиты

Весной по всему миру владельцы 3D-принтеров стали объединяться в движение «Мейкеры против COVID», которое помогало врачам печатать дефицитные на тот момент средства индивидуальной защиты. Помимо лицевых щитков и креплений для масок они начали печатать респираторы и даже переходники для подключения дыхательных фильтров. В России участники проекта передали врачам более 170 тысяч различных изделий. К движению мейкеров присоединялись не только энтузиасты-одиночки, но и целые подразделения компаний – в их числе сотрудники центра аддитивных технологий «Газпром нефти», которые помогали медикам Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Печать протезов

3D-принтер способен на основе цифровой модели, полученной в ходе сканирования той или иной части тела пациента, напечатать индивидуальный и идеально подходящий пациенту протез. Эта возможность все шире применяется в стоматологии: существуют специализированные дентальные сканеры и принтеры для печати коронок. Помимо прочих достоинств, данная технология по мере ее распространения позволит снизить стоимость протезов фактически до стоимости расходных материалов.

Печать тканей и органов

Медицинская школа Уэйк Форест разработала принтер, который спасает людей с большими ожогами: непосредственно на ране он печатает клетки кожи, выращенные из тканей пациента. Авторы рассчитывают, что эта технология будет широко доступна уже через несколько лет.

VR/AR

Виртуальная реальность (VR) ассоциируется в основном с компьютерными играми, а дополненная (AR) – с корпоративным гаджетом Microsoft HoloLens и не вполне удачным проектом Google Glass. Однако обе технологии постепенно дозревают и находят себе все больше применений, в том числе в медицине.

Обучение и отработка навыков

Любой пациент предпочтет опытного врача неопытному: последний, может, хорошо знает теорию, но практики не имеет. Эту вечную проблему можно решить с помощью технологий виртуальной и дополненной реальности, которые позволяют врачам осваивать практические навыки без риска для жизни пациента. Особенно это важно для хирургов. Основанный хирургом стартап Osso VR создал платформу виртуального обучения, которую уже используют более 20 больниц и 11 компаний-производителей медицинского оборудования в 20 странах.

Телемедицина

В период локдаунов и перегрузки системы здравоохранения начало появляться все больше стартапов в области технологий телемедицины. И если районные поликлиники под телемедициной пока понимают только консультацию по видеосвязи, то крупные клиники или медицинские подразделения крупных компаний шагнули гораздо дальше. В момент обследования врач может транслировать данные пациента, например, УЗИ в медицинские центры из любого города и даже страны. А в момент операции – получать на дисплей своей AR-гарнитуры информацию и рекомендации от коллег-врачей из других медицинских центров. Это особенно актуально на производствах, удаленных от больших городов – например, на морских нефтяных платформах.

Лечение

На первый взгляд, это может показаться странным, но технологии VR/AR применяются и непосредственно для лечения пациентов. Их используют в неврологии для реабилитации после повреждений мозга, в психотерапии для лечения от фобий, для снятия посттравматических расстройств, для социальной адаптации аутистов и в других случаях.

ИНДУСТРИЯ 4.0

Этим летом компания «Газпром нефть» выпустила технологический обзор, в котором обобщила успешные инициативы по борьбе с COVID-19 от Google, MIT, Boston Dynamics и других разработчиков. Авторы исследования отобрали 65 лучших идей Индустрии 4.0. со всего мира.

По словам аналитиков «Газпром нефти», результаты проекта позволяют подобно радару отслеживать цифровые тренды и быстрее адаптировать лучшие практики в России. Нефтяники уже внедрили у себя роботов-дезинфекторов, системы «умной» телеметрии для контроля температуры сотрудников и выпустили собственное мобильное приложение «Градусник» для мониторинга здоровья – оно даже вошло в топ-10 App Store в категории LifeStyle.

Также «Газпром нефть» создала в Санкт-Петербурге девять лабораторий цифровой трансформации, в которых разместились более 300 программистов и инженеров. Они собирают роботов, программируют беспилотники, создают изделия и детали на 3D-принтерах, обучают нейросети управлять видеоаналитикой, работают с технологией блокчейн, беспроводными сетями, датчиками телеметрии и промышленными гаджетами.

Именно «Газпром нефть» начала добывать первую в мире нефть, найденную с помощью искусственного интеллекта. Алгоритм, который для этого используется, создан на открытом коде — так что любой разработчик теперь может использовать его для других областей. Например, в медицине, где нейросети учат распознавать рак легких и другие болезни на основе данных томографии.