ІННОВАЦІЙНІ ДВИГУНИ МЕДИЧНОГО ПРОГРЕСУ

“Будь-яку достатньо розвинуту технологію

неможливо відрізнити від магії”.

Артур Кларк

Потреба у розвитку MedTech

Поточна світова ситуація в системі охорони здоров’я і медицини довела її високу вразливість перед ризиками і гостру потребу у розвитку інноваційних технологій в цій сфері (MedTech), які могли б захистити людство від пандемії, а також хвороб, що не мають вірусної природи. Сьогодні середня лікарня щорічно генерує 760 терабайт даних, проте 80% цих цінних відомостей неструктуровані та недоступні для дослідників. Вони мають залишатися під захистом як персональні дані з точки зору етики та фундаментальних прав людини. З іншого боку, величезний масив медичних даних міг би сприяти прискоренню медичного прогресу за допомогою використання штучного інтелекту для їх аналізу та наступних досліджень. Цей розрив стримує прогрес у багатьох аспектах медицини. слідників. Вони мають залишатися під захистом як персональні дані з точки зору етики та фундаментальних прав людини. З іншого боку, величезний масив медичних даних міг би сприяти прискоренню медичного прогресу за допомогою використання штучного інтелекту для їх аналізу та наступних досліджень. Цей розрив стримує прогрес у багатьох аспектах медицини.

Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є застосування технології блокчейну у сфері зберігання даних та її об'єднання із штучним інтелектом. Блокчейн дозволяє зберігати право власності людини на свої персональні дані, і разом з цим надавати можливість науковцям в сфері медицини взаємодіяти з ними у зашифрованій формі, що забезпечує персональну конфіденційність. Таким чином, блокчейн може відіграти важливу роль у науковому прогресі та наданні медичним працівникам більшого доступу до життєво важливих даних. Тому, можливо, із запровадженням блокчейну в медицині, вона вийде на новий шлях розвитку на основі використанням інноваційних цифрових технологій. Дослідження вже свідчать про те, що до 2025 року 55% ​​усіх технологій у сфері охорони здоров’я використовуватимуть блокчейн[1]. Очікується, що обсяг глобального ринку цифрових застосунків для охорони здоров’я досягне 5,61 мільярда доларів на рік. Експерти доводять, що у найближчому майбутньому технології блокчейн стануть основним фактором програм охорони здоров’я[2].

Додатковим напрямком медичного прогресу є розробка інноваційних інструментів для відстеження своїх показників самою людиною.

Яскравим прикладом є унікальний випадок шведського спортсмена-екстремала Арона Андерсона. Прикутий до інвалідного візка, він насправді уособлює безмежну силу волі. Ще у віці 9 років йому було діагностовано саркому в попереку. Операції врятували життя хлопчику, проте призвели до того, що він втратив здатність ходити. Бажаючи бути здоровим та енергійним, а не просто вилікуваним від раку, Арон спробував дослідити власне здоров'я з використанням інноваційних медичних засобів. В результаті довгої, важкої і самовідданої праці, завдяки спробам і помилкам він дійшов висновків, що є дієвим саме для нього. Арон Андерсон використовував наявні у продажу набори тестів ДНК, щоб краще зрозуміти стан свого здоров'я. Також він застосував налобний сканер активності головного мозку, що допомагає медитувати, у поєднанні з кільцем, що містить датчики, для відстеження рухів, пульсу та варіабельності серцевого ритму. Ця інформація дає можливість управляти своїми фізіологічними функціями у будь-який час і за власним вибором. Сьогодні можливості для таких відкриттів значно розширилися: за допомогою технологій, багато з яких застосовуються у фінтех-рішеннях, Арон мав би можливість отримувати дані про стан свого організму та відповідним чином коригувати спосіб життя.

Поєднання інноваційних інструментів відстеження стану здоров’я, технології блокчейн для безпечного і конфіденційного зберігання персональних даних та штучного інтелекту для обробки їх зашифрованих великих масивів може вивести медицину та сферу охорони здоров’я на якісно новий рівень.

Час цифрової медицини

Поява інтернету, інноваційних технологічних проривів у медицині, глибше усвідомлення та впровадження інновацій у сфері охорони здоров'я змінили хід людського життя та його тривалість. За цей час ми стали свідками неймовірної хвилі технологічних інновацій, а з появою таких технологій, як блокчейн і штучний інтелект (АІ), достеменно знаємо, що настають ще радикальніші перетворення, які призведуть до більш здорового і тривалого життя. Це засвідчили виступи і панельні дискусії симпозіуму ВООЗ “Майбутнє цифрових систем охорони здоров’я в європейському регіоні”, що відбувся у Копенгагені.

Наприклад, у Данії цифровізація вже змінює життя людей у багатьох аспектах: від особистої повсякденної взаємодії з технологіями до можливостей, які надає геноміка для персоналізованої медицини.

На Мальті розроблено онлайнову систему MyHealth (Моє здоров'я), що забезпечує цифровий доступ до інформації про пацієнтів. Наразі вона охоплює близько 20% населення, проте найскладніше завдання – спонукати лікарів прийняти цей підхід як частину власної звичайної клінічної практики.

Національні зусилля Ізраїлю з впровадження інновацій у галузі цифрової охорони здоров'я відзначаються сильним управлінням з боку держави. Чого лише варте те, що уряд узяв на себе зобов'язання протягом наступних п'яти років інвестувати в цю сферу $922 млн.

Приклад національних змін у напрямі цифрової охорони здоров'я демонструє Португалія. Нині у країні діє 60 систем інформаційно-комунікаційних технологій різного рівня розвитку, мета яких – змінити парадигму надання медичної допомоги, помістивши людину в центр системи. Цей перехід здійснюється за допомогою впровадження національної електронної медичної картки, що надає можливість пацієнту отримувати інформацію з різних медичних установ, з якими той взаємодіє у різні періоди життя. Інформація також доступна фізичним особам через портативний «гаманець здоров'я», що містить дані лікарських призначень, попередження про час прийому ліків та багато іншого.

У Фінляндії діє національна стратегія електронної соціальної підтримки та охорони здоров'я. З 2017 року у країні обов'язковою вимогою для медичних закладів та аптек є використання електронної бази даних для рецептурних призначень та фармацевтичних препаратів. З 2011 року також функціонує сховище даних про пацієнтів з обов'язковим внесенням відомостей, куди з часом додаються нові обов'язкові елементи контенту. Також створено сховище даних для соціального забезпечення.

За підсумками роботи, проведеної Національною службою охорони здоров'я Великобританії, сформульовано три принципи використання штучного інтелекту в охороні здоров'я: створення стандартів та нормативів на підтримку використання АІ; розвіювання міфів щодо застосування АІ; інклюзивний підхід до АІ в охороні здоров'я, який передбачає участь медичних працівників, пацієнтів та громадськості.

Наприкінці літа 2021 року влада Індії оприлюднила план ідентифікації у системі цифрової охорони здоров’я, в основі якого – функціональна сумісність, а уряд Китаю прагне подолати неприйняття бази даних з боку лікарень, які бояться втратити пацієнтів.

Приклади і перелік країн, де вагомого поширення дістали технології штучного інтелекту, блокчейн, Big Data, може зайняти не одну сторінку. Тож, недивно, що, приміром, ЄС просуває єдиний електронний стандарт для медичної документації, а компанія Apple, котра має солідну репутацію у сфері захисту персональних даних, підтримує впровадження таких стандартів.

Слово – за новими системами

Зазвичай серед різних інноваційних пропозицій можуть бути й ті, що необхідно буде відкинути після ретельної перевірки. Проте навіть скептики стверджують, що підстави для захоплення цифровою охороною здоров’я є. Так, технології на кшталт сенсорних пристроїв, “хмарних” обчислень та аналізу даних надшвидкими темпами впроваджуються у медицину, оскільки пандемічні ризики роблять їх надто привабливими.

Спеціалізовані компанії Livongo і Onduo виробляють пристрої для постійного контролю за діабетом та іншими хронічними захворюваннями, і вже майже половина американських лікарів, за даними Стенфордського університету, користуються такими гаджетами. Американський некомерційний медичний центр Mayo Clinic, об’єднавшись зі стартапом Medically Home, забезпечує вдома у пацієнтів медичний догляд на рівні клініки – від крапельниць і УЗД до реабілітації. Клінічні дослідження довели, що відтепер Apple Watch можуть заздалегідь виявити миготливу аритмію[3]. А ще є спортивні браслети, окуляри-фільтри, фітнес-трекери, натільні камери, ортопедичні протези, монітори працездатності тощо. Тобто уявіть пристрій, який вимірює серцебиття, стежить за рівнем цукру, рахує кількість вжитого алкоголю і надсилає повідомлення про те, як людина почувається. До речі, до всіх своїх можливостей той самий інноваційний пристрій може ще й оплатити послугу та повідомити, скільки ви витратили і як це позначиться на вашому балансі та заощадженнях. І таких прикладів достатньо, що цілком може засвідчувати початок нової ери у цифровій медицині.

Пандемія виявила величезні провали у цифровізації охорони здоров’я і стала каталізатором необхідних змін. Лікарі дуже швидко почали засвоювати цифрову комунікацію та роботу з Big Data. Пацієнтам стало легше одержувати діагностичні послуги і лікування дистанційно, а до надання життєво необхідних сервісів прагнуть долучитися всі – від медичних стартапів і лікарень з фармацевтичними компаніями до страховиків і технологічних гігантів на кшталт Amazon, Apple і Google. За оцінками Глобального інституту McKinsey, світові доходи від телемедицини, інтернет-аптек, пристроїв, що носить людина, та інших інноваційних інструментів зростуть від $350 млрд в 2019 році до $600 млрд у 2024-му. У третьому кварталі 2020 року приватним компаніям, що опікуються цифровою охороною здоров’я, за даними дослідницької компанії CB Insights, було спрямовано рекордне фінансування у розмірі $8,4 млрд, що вдвічі перевищує показник 2019 року[4].

За словами Памели Спенс з консалтингової компанії Ernst&Young, усі перелічені факти говорять про те, що медицина “з клінічної науки, що підкріплюється даними, перетворюється на науку даних, що підтримується клініцистами”. По суті, цей підхід базується на синергетичному поєднанні блокчейну та штучного інтелекту. Без блокчейна штучному інтелекту не вистачає етично отриманих та захищених біомедичних даних, необхідних для пошуку нових рішень. Без штучного інтелекту великі обсяги даних, захищених блокчейном, залишаються безпечними, але непридатними для дослідження. Прогрес відбувається, коли ці інновації працюють разом.

Як цього досягти – доводять приклади двох унікальних компаній Insilico Medicine та Longenesis, що демонструють, як розвиток АІ в медицині зростав разом із появою медичних додатків із блокчейном.

Управління Big Data і

конфіденційність персональних даних у блокчейні

Біотехнологічна компанія Insilico Medicine при створенні ґрунтувалася на простій, але радикальній передумові – використання штучного інтелекту для прискорення відкриття та розробки ліків. На той час застосування АІ ще тільки починалося. Але, починаючи з 2014 року компанія почала використовувати штучний інтелект для повної трансформації досліджень та розробок у терапевтичному секторі. Оперативність розробки нових методів лікування стала результатом неймовірної кількості даних, які штучний інтелект обробляє у пошуках наступних кращих ліків.

Проте революційний прогрес, досягнутий Insilico, не був безпроблемним. Зазвичай дані в охороні здоров'я є розрізненими, оскільки кожен лікар, медичний центр та лікарня захищають власне сховище даних. Відомості зазвичай передаються відповідно до правил конфіденційності лише у разі потреби для догляду за пацієнтами. Тож, така робота з Big Data виявила проблеми з точки зору централізації та безпеки. Для успішної роботи алгоритмів штучного інтелекту Insilico не вистачало критично важливого доступу до синтезованих даних пацієнтів.

У пошуках вирішення згаданих проблем команда Insilico Medicine почала використовувати технологію блокчейну. Незмінність записів у блокчейні та можливість мати кілька децентралізованих вузлів, що вносять дані до загального реєстру, сприяли розв’язанню складних проблем, пов'язаних із централізацією і безпекою використання відомостей про пацієнтів. Insilico створила спільне підприємство Longenesis з провідною європейською блокчейн-компанією Bitfury (зараз це одна з найбільших технологічних компаній, що розвиваються на континенті).

Мета Longenesis була зрозумілою: створити блокчейн-екосистему охорони здоров'я, яка враховує вимоги конфіденційності персональних даних про здоров'я та прикладні потреби біотехнологічних досліджень. Longenesis розробив середовище на основі блокчейнів для зацікавлених сторін у сфері охорони здоров'я/біотехнології, включаючи організації пацієнтів, біомедичні дослідні групи, а також партнерів та спонсорів із досліджень.

Наразі перший спільний продукт Curator використовується лікарнями та іншими медичними закладами для безпечного і коректного надання даних, доступних дослідникам, без порушення конфіденційності персональних даних пацієнтів. Коли розробник чи компанія зацікавлені у використанні даних, їх надає інший продукт Longenesis – Engage. Він також дозволяє лікарням та дослідникам швидко залучати пацієнтів до участі у нових медичних випробуваннях і дослідженнях, отримуючи згоду пацієнтів. Незалежно від того, чи використовується штучний інтелект для аналізу нових даних медичного дослідження або «старих» відомостей із медичних записів, пацієнти знають про це і можуть ухвалити рішення про згоду у зручний для них час. Longenesis використовує це рішення у державних лікарнях, державних біобанках та інших установах. Це надає можливість компаніям, що займаються АІ, отримувати доступ до величезних обсягів даних, які можна використовувати для машинного навчання штучного інтелекту. Це, у свою чергу, веде до збільшення кількості методів лікування та відкриття нових ліків.

Інноваційні тренди в охороні здоров’я

Мета новітніх технологій у медицині – якомога у повному обсязі вивести технології HealthTech на ринок, аби медична допомога, орієнтована на здоров’я націй і довголіття, була доступна всім.

Одним із найважливіших глобальних трендів є biodata, тобто дані про стан здоров’я людини, які в динамічному режимі збирають різноманітні пристрої. Ці відомості згодом аналізує штучний інтелект, який і надає людині певні рекомендації, прогнозує ймовірність того чи іншого захворювання, передбачає тренди у сфері медицини, аналізує алгоритм дій лікарів.

Ще один тренд, який дістав розквіту за умов пандемії – телемедицина. Так, зростання сегменту медичних послуг онлайн у США, за даними НВ, сягнуло 35% на рік. Розробкою та впровадженням відповідних технологій опікується близько 40 американських компаній. Крім того, телемедицина використовує елементи АІ, що зумовило появу так званих digital humans – віртуальних асистентів, які дозволяють приймати та опрацьовувати звернення пацієнта до лікаря і робити первинну діагностику в автоматичному режимі. У ці технології інвестують такі гіганти, як Amazon та Google.

Також дуже цікавим є тренд розвитку розумних пігулок. Технології доставки ліків до певних ділянок людського організму або проведення хірургічних маніпуляцій вже зараз реалізуються за допомогою robotics – мініроботів, які вміщуються в капсулі, схожій на звичайну капсулу з ліками.

Великий потенціал має такий напрям, як 3D-друк органів людини і необхідних ліків. Завдяки цій технології можна буде друкувати капсули за індивідуальним рецептом, де будуть змішані індивідуально підібрані дозування відразу декількох фармацевтичних інгредієнтів.

Досить близьким до останнього тренду є Biohacking & Gene Editing – технологія, що надає лікарям можливість вивчати, як ті чи інші гени впливають на стан здоров’я людини. З’являється можливість використовувати ДНК для участі в програмах тестування ліків, на підставі яких кожна людина може дізнатися, які саме ліки є найбільш ефективними для неї. А згодом – і можливість коригувати гени.

Великий потенціал має тренд Digiceuticals (digital therapeutics), що застосовується у лікуванні психічних розладів. Він охоплює новітні технології у сфері лікування, зокрема, посттравматичного синдрому, що особливо актуально для України, яка перебуває у стані війни. Вже існують мобільні застосунки, за допомогою яких лікар може відстежувати психічний стан пацієнта та навіть коригувати його.

Розвиток технологій відбувається паралельно з відповідними онлайн-сервісами, тож наразі головним залишається питання доступності і технологій, і пристроїв, але з часом і воно буде вирішене, навіть швидше, ніж нам задається.

[1] https://www.med-technews.com/medtech-insights/how-blockchain-could-revolutionise-health/ [2] Там же [3] The Economist. – грудень’2020. [4] The Economist. – грудень’2020.

Стаття Д.М. Гриджука Інноваційні двигуни медичного прогресу.docx.pdf

Завантажити PDF • 641KB