previous up index search
Previous: 4.7.16 Компьютерная аналитика    UP: 4.7 Прикладные сети Интернет

4.7.17 Цифровая медицина

Семенов Ю.А. (ИТЭФ-МФТИ)
Yu. Semenov (ITEP-MIPT)

Важным направлением цифровой экономики является цифровая медицина. Речь идет не только о переводе в цифру историй болезней и включении персонального геномного кода пациента. Смотри статью в журнале Chip 05/2017 стр14.

Обработка историй болезней во всемирном масштабе позволит контролировать эффективность методик лечения, определять начало эпидемий и т.д.

Все чаще роботы используются в хирургии (напр. система da Vinci, ассистируя врачу, обеспечивает точное перемещение хирургических инструментов), в перспективе они могут полностью вытеснить из этой области людей. Так робот Smart issue Autonomous Robot (STAR) под наблюдением сшивает мягкие ткани с миллиметровой точностью. Только в Германии в клиниках установлено более 60 роботов. Врачу хирургу все чаще достается вспомогательная роль. Роботы выполняют роль сиделок для тяжелобольных и для детей.

В ИТ-медицине реализуется пять основных процессов:

Врачебная диагностика также постепенно переходит к компьютерным программам, вспомним раковую диагностику компьютера Watson (IBM). Рак кожи уже можно диагностировать с помощью смартфона, а ранняя диагностика болезни Паркинсона и шизофрении может быть выполнена с помощью анализа коротких записей голоса пациента.

В самое ближайшее время ваш смартфон может вам порекомендовать, - "надо обратиться к врачу, ваше сердце ведет себя достаточно странно".

На подходе средства, которые после того как будут проглочены, способны исследовать кишечник человека на предмет наличия биомаркеров раковых опухолей и, при их наличии, отправить уведомление на смартфон владельца.

В феврале 2013 года машина Watson сдала экзамены в медицинском университете, приобретя юридическое право лечить людей. Watson осуществляет первичный прием пациентов в 30 госпиталях США, проводя, кроме опроса пациентов, анализ любых видов медицинских данных. Компьютер является консультантом в области онкологии в США. Watson может обрабатывать 500 гигабайт в секунду (что эквивалентно миллиону книг в сек.). Человек же может прочитать за всю жизнь не более 12-14 тысяч книг. Этот компьютер способен понимать человеческую речь, что делает его еще более привлекательным, так как не каждый врач может непринужденно общаться с вычислительной машиной. Тем не менее компания IBM говорит, что Watson не пытается заменить врачей, а помогает им избежать ошибок и уточнить диагноз. При этом вероятность ошибки диагноза падает с 20-40% до 2-3%.

Компьютер Watson осуществляет первичный прием пациентов в 30 госпиталях США, проводя кроме опроса пациентов анализ всех видов медицинских данных. Watson является ведушим консультантом в области онкологии в США.

Внедрение роботов в хирургию сопряжено с проблемой ответственности в случае гибели пациента. Кто виноват? В первую очередь это волнует страховые компании. Невезение, ошибка в программе робота, механический дефект, загрязнения отдельных частей робота или что-то еще? В первую очередь это волнует страховые компании. Юридические аспекты использования различного оборудования в ИТ-медицине выходят на лидирующие позиции.

Удаленный анализ томограмм и удаленная диагностика также завоевывает все более широкое применение, понижая стоимость лечения.

Роботы уже способны самостоятельно использовать рентгенограммы и томограммы, создавая трехмерную модель пациента.

Во всем мире идут разработки лекарств, подогнанных под индивидуальный геном человека, что исключит аллергические реакции, невосприимчивость и неэффективность определенного лекарства по отношению к конкретному человеку и болезни. Ведется компьютерное моделирование поведения микробов и вирусов и на основе полученных данных создаются лекарства, которые способны блокировать проникновение вредоносных агентов в клетки человека.

Начаты разработки нанороботов, способных перемещаться по кровеносной системе человека и находить и уничтожать, например, раковые клетки.

Быстро развивается промышленное производство носимых модулей диагностики состояния здоровья (постоянный круглосуточный контроль кровяного давления, температуры, содержания сахара в крови, насыщения крови кислородом, кардиограммы и т.д.), которые в критические моменты могут произвести инъекцию нужного лекарства или вызвать скорую помощь.

Но широкое внедрение ИТ в медицину сопряжено с ростом уязвимостей и угроз. При создании индивидуально подогнанных лекарств важно понимать, что ошибка в геномном коде пациента может сделать это лекарство губительным.

Создаются компьютерные модели функционирования отдельных органов человека, а в перспективе и всего человека.

Все чаще используется компьютерная аналитика для выявления неизвестных ранее симптомов или даже болезней.

Использование техники 3D-печати для воспроизведения кожи и, в перспективе, других органов пациента. Так как за основу берутся клетки самого пациента, то проблемы несовместимости тканей можно избежать.

В практическую плоскость переходит задача производства различных человеческих органов. В сущности речь идет о лечении, адаптированном к пациенту, индивидуальных лекарствах и индивидуальных технологиях лечения. Такая техника позволяет реализовать лечение с минимальным числом побочных эффектов, исключая аллергию на лекарства.

Ведутся разработки технологии редактирования генома человека (метод CRISPR/Cas), которая отличается низкими затратами и пригодностьтю для массового использования. Эта техника может использоваться для модификации генного материала возбудителей болезней.

Осуществляется протезирование различных органов, включая органы зрения и слуха. Разрабатываются различные элементы экзоскелета.

Создаются интерфейсы мозг-компьютер, со временем возможно будет подключать к человеку устройства памяти в дополнение к традиционной человеческой. При этом процедуры обучения будут проходить на порядок быстрее.

Применение методик ИТ-медицины в спорте и оздоровлении населения, появляются в продаже мониторы здоровья и смарт-часы для контроля пульса, температуры, давления и пр..

Литература


Previous: 4.7.16 Компьютерная аналитика    UP: 4.7 Прикладные сети Интернет