Цифровая медицина в кардиологии. 10 интересных устройств в помощь кардиологам

Цифровая медицина наступает по всем фронтам - буквально каждый день мы слышим о новых разработках в этой сфере. Появляются все новые системы на базе искусственного интеллекта, "умные" медицинские портативные и носимые устройства, технологии обмена информации, медицинские программы и многое другое. Но если мы заглянем в любую поликлинику или больницу, то мы вряд ли заметим значительные изменения и не увидим все эти прекрасные технологические разработки.

Здравоохранение включает в себя пациентов - людей, которые зависят от врачей, системы здравоохранения и качества обслуживания. Это означает, что инновации должны быть тщательно проверены и признаны безопасными и эффективными до их внедрения. Кроме того, здравоохранение имеет сложное устройство, системы многогранны, и рабочая нагрузка на медиков настолько высока, что они с трудом соглашаются на изменения, даже на те, которые предназначены для облегчения их деятельности. Учитывая эти факторы, доступность цифровых решений в области здравоохранения сама по себе не приведет к внедрению новых технологий или преобразованию системы оказания медицинской помощи.

Для внедрения цифровых решений в области здравоохранения требуются доказательства, в том числе крупномасштабные исследования, демонстрирующие, что эти новые решения действительно могут улучшить результаты.

Учитывая большую рабочую нагрузку большинства врачей, существует потребность в новых цифровых системах, которые должны быть интегрированы в существующие клинические решения. Например, существует большая необходимость в системах для поддержки принятия решений, а также электронных консультаций, позволяющих наладить сотрудничество и поддержку между врачами первичной медицинской помощи и специалистами. Такие системы уже появляются и постепенно внедряются в передовых клиниках, но пока это не стало тенденцией.

Другим направлением является создание различного рода устройств, предназначенных для диагностики заболеваний и мониторинга параметров здоровья. Это направление бурно развивается, но весь этот поток останавливается на пороге организаций здравоохранения. Причина простая - подобные системы генерируют огромные массивы полезной информации, которые пока система здравоохранения не научилась обрабатывать. Особенно учитывая тот факт, что эти данные генерируются "разноплеменными" устройствами, как правило не совместимыми друг с другом, а в отрасли явно чувствуется недостаток систем, которые способны создавать полезную для врачей информацию, полученную путем интеграции и анализа всего этого потока.

Несмотря на то, что кардиология находится на переднем крае терапевтических и процедурных технологий, в этой области наблюдается отставание в принятии цифровых инструментов в сфере оказания медицинской помощи. Тем не менее исследования показали, что, например, в кардиологии цифровые решения для поддержки жизни и лечения людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы, очень востребованы и потенциал самоуправления факторами риска для сердечно-сосудистой системы огромен.

В этом обзоре мы хотим представить вам несколько систем и устройств, которые могут быть очень полезны как врачам-кардиологам, таки и их подопечным - людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями. Некоторые из этих устройств уже доступны на рынке, другие только готовятся - проходят тестирование и сертификацию в органах, регулирующих сферу здравоохранения.

Система непрерывного контроля давления крови

Ученые из австралийского университета Монаша разрабатывают портативное беспроводное устройство для контроля артериального давления, которое обеспечивает непрерывное считывание показаний в течение 24 часов.

Для проведения непрерывных измерений артериального давления исследователи использовали радарный сенсор непрерывного излучения, размещенный на грудине человека и фотоплетизмографический датчик, закрепленный на левой мочке уха.

С помощью радара исследователи рассчитывают период изоволюмического сокращения - механическую задержку, связанную с движениями сердца, выбрасывающего кровь, - и время прохождения пульса для оценки артериального давления у пациентов во время сидения, лежания или выполнения упражнений. Тесты показали, что при измерениях в спокойном состоянии точность составляла 93%, а при физических упражнениях - 83%.

Технология позволяет обеспечить доступ к данным в режиме реального времени и дать врачам обзор того, как изменяется артериальное давление их пациентов в течение дня, а не только во время тестирования в кабинете врача.

В ближайшее время начнутся испытания прототипа устройства на базе этой технологии и разработка коммерческого прибора.

Часы для мониторинга давления, сердцебиения и оксигенации

YHE BP Doctor - это "умные" часы, которые способны измерять артериальное давление, а также уровень насыщенности крови кислородом и вариабельность сердечного ритма. Последний параметр может быть использован для количественной оценки уровня стресса. Кроме того, с помощью этого прибора можно анализировать характер сна и параметры активности пользователя.

Устройство выглядит как типичные "умные" часы и в своей работе использует запатентованный метод с применением автонадувающейся манжеты, который позволяет обеспечить, по словам разработчиков, медицинскую точность измерений.

Конструкция устройства основана на использовании более 30 новых патентов, касающихся миниатюрных насосов, клапанов и чипов, и, несмотря на миниатюрные компоненты для традиционного осциллометрического измерения, BP Doctor способен с помощью надувной манжеты внутри часового ремешка снимать показания кровяного давления точно так же, как обычный манжетный аппарат для верхней части рук.

Часы пока не сертифицированы и в настоящее время позиционируются как немедицинское устройство.

По своей конструкции это устройство очень напоминает аналогичный прибор компании Omron, который также выполнен в форм-факторе "умных" часов.

Часы Omron HeartGuide предназначены для измерения давления крови с точностью традиционного манжетного тонометра и выполняют при этом ряд функций "умных" часов. Это устройство, в отличие от продукта компании YHE, уже сертифицировано в ряде стран и доступно потребителям.

Omron HeartGuide измеряет давление по тому же принципу, что и обычный манжетный тонометр. Под внешним декоративным ремешком часов скрывается надувная манжета, которая накачивается через определенные промежутки времени. Это ключевой отличительный признак, отличающий HeartGuide от других носимых аппаратов, использующих сенсорную технологию, которая позволяет оценить только артериальное давление.

Устройство также отслеживает частоту сердцебиения и качество сна пациента в течение ночи, причем оно может также быть запрограммировано на считывание показаний кровяного давления во время сна. И, естественно, часы Omron могут измерять показатели активности своего пользователя и получать уведомления о звонках и сообщениях из смартфона.

Пассивный кардиомонитор, встроенный в унитаз

Компания Heart Health Intelligence разработала систему в виде сиденья унитаза, предназначенного для обнаружения сердечной недостаточности путем измерения биометрических параметров пациента во время "естественных" процессов. Сиденье, получившее название The Heart Seat, оборудовано монитором частоты сердечных сокращений, артериального давления, уровня оксигенации крови, веса пациента и систолического объема (количество крови, выкачиваемой из сердца при каждом ударе). Устройство может встраиваться в любое стандартное сиденье для унитаза и после сбора необходимых данных подключается к облачной системе, что позволяет медицинской организации удаленно осуществлять мониторинг здоровья пользователя.

Компания предназначает свой продукт для больниц, предполагая, что они будут покупать подобные сиденья и выдавать их пациентам с сердечной недостаточностью после выписки с целью снижения уровня повторных госпитализаций.

Сертификацию прибора Heart Health Intelligence планирует провести в ближайшее время после тестирования в клинических условиях, хотя пандемия может замедлить этот процесс.

Носимый дефибриллятор

Компания Element Science разработала Jewel Patch Wearable Cardioverter Defibrillator - низкопрофильный персональный дефибриллятор, предназначенный для обнаружения и лечения опасных для жизни аритмий. Этот носимый прибор, использующий программное обеспечение на базе алгоритмов машинного обучения, разработан таким образом, чтобы быть незаметным и простым в использовании.

Потенциальные пользователи - это пациенты с временно повышенным риском внезапной сердечной смерти, например, те, кто недавно проходил лечение от сердечной недостаточности или других сердечных заболеваний.

Платформа Jewel поддерживает как терапевтические, так и диагностические возможности, и обеспечивает удобство ношения, что способствует высокому уровню эффективности.

Недавно компания получила дополнительные инвестиции, которые помогут этому продукту пройти через все необходимые для сертификации клинические испытания и обеспечит его производство и коммерческий запуск.

ЭКГ-система клинического уровня для домашнего использования

Компания QT Medical недавно предоставила 12-электродную систему PCA 500, которая позволяет пациентам самим проводить комплексные ЭКГ-обследования. Точность поведения обследования такая же, как у больничных ЭКГ-аппаратов, и поэтому система может использоваться кардиологами. Пациенты также могут самостоятельно проводить обследования на дому, а данные автоматически передаются врачам для тщательного изучения.

Выполнение ЭКГ с PCA 500 занимает всего 3 минуты.  По сравнению с обычными ЭКГ использование системы PCA 500 позволяет сэкономить до 70% времени.

PCA 500 - это прибор, соответствующий по медицинским стандартам клинической системе для ЭКГ с 12 отведениями. При этом медицинским рекомендациям соответствует не только метод размещения электродов, но и электродные датчики и материалы, используемые в системе.

В настоящее время пользователям предоставляется предварительная интерпретация ЭКГ компьютерными алгоритмами на основе облачных вычислений. Как только ЭКГ выполнена, сигналы посылаются в облачную систему, где алгоритмы обрабатывают сигналы, отфильтровывают шумы, затем измеряют и анализируют структуру ЭКГ. Текущие алгоритмы могут обнаруживать аритмии, а также структурные изменения, такие как гипертрофия или элевации сегмента ST.

Бюстгалтер, способный регистрировать электрокардиограмму

Разработчики молодой компании Bloomer создали новое носимое "устройство" - бюстгалтер, со встроенными электрокардиографическими датчиками и системой на базе алгоритмов машинного обучения. Технология способна отслеживать данные о здоровье женщины в течение длительного времени. В дополнение к ЭКГ этот прибор измеряет пульс, частоту дыхания и сердечные ритмы. При этом бюстгалтер будет моющимся и гибким.

Устройство может беспроводным образом подключаться к телефону, планшетному или настольному компьютеру, где можно в удобной форме просматривать данные, характеризующие здоровье сердечно-сосудистой системы.

В настоящее время технология все еще находится в стадии тестирования и в этом году пройдет несколько пилотных исследований, необходимых для сертификации.

Мышечный стимулятор для предотвращения венозной тромбоэмболии

Британская фирма Sky Medical Technology разработала устройство под названием geko, которое в прошлом году было сертифицировано FDA (U.S. Food and Drug Administration, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) и предназначено для стимуляции мышц икры, что, в свою очередь, увеличивает кровообращение и помогает предотвратить венозную тромбоэмболию*.

Это неинвазивное, простое в использовании, питающееся от батареи, одноразовое терапевтическое устройство. Прибор носится под коленом и мягко стимулирует общий малоберцовый нерв, активизируя мышцы икры и стопы, что приводит к увеличению кровотока в глубоких венах икры. Устройство geko работает без внешнего давления на ногу и обеспечивает полную мобильность.

Ранее устройство было разрешено к использованию только сразу после хирургической операции, но теперь врачи могут предлагать этот мышечный активатор всем пациентам, подверженными риску развития венозной тромбоэмболии.

Цифровой стетоскоп

Компания Eko Devices в конце прошлого года выпустила новую версию своего популярного цифрового стетоскопа Core. Это универсальный цифровой стетоскоп или как насадка к большинству существующих стетоскопов. Прибор предоставляет медсестрам и врачам возможность пользоваться новым стетоскопом Eko или оставаться со своим привычным инструментом, пользуясь при этом расширенными возможностями Eko в области усиления и обработки сигналов.

Новая версия Core обеспечивает до 40-кратное усиление звука, улучшенное шумоподавление, возможность переключения между акустическим и цифровым режимами, а также беспроводное соединение по Bluetooth. Встроенный аккумулятор гарантирует до 10 часов работы, что может хватить на неделю работы для многих врачей.

Сопутствующее приложение позволяет сохранять записи звуковой информации и обмениваться ими с другими пользователями. Звуки могут воспроизводиться и визуализироваться и, кроме того, они могут записываться на портале пациента или в его электронной медицинской карте. Это же приложение дает возможность исследования формы волн и фонокардиограмм.

Кроме того, данные могут передаваться в телемедицинском приложении в виде живого аудио-потока, что позволяет врачу-кардиологу проводить диагностику пациента, который находится, например, в удаленной клинике с недостатком персонала или даже у себя дома в условиях самоизоляции.

Устройство непрерывного мониторинга кислорода в тканях

Компания Profusa сертифицировала и в ближайшее время начинает продажи своей системы Wireless Lumee Oxygen Platform, предназначенной для непрерывного мониторинга уровня кислорода в тканях в режиме реального времени у пациентов с потенциальными острыми и/или хроническими изменениями уровня кислорода в тканях. Такие состояния возникают при болезни периферических артерий и критической ишемии конечностей. Оба состояния являются результатом сужения кровеносных сосудов и уменьшения притока крови к конечностям. 

Это устройство, работающее с интегрированными в тело биосенсором  длиной в 3-5 мм и примерно в 50 микрон диаметром, а также интеллектуальной платформой данных, позволяет осуществлять мониторинг того, обеспечиваются ли ткани в определенных местах или в зоне после хирургической коррекции сосудов достаточным количеством кислорода во время лечения и восстановления. Такой биосенсор полностью интегрируются в ткани организма человека, не оказывая влияния на точность измерения и работая в течение примерно 2 лет. Каждый сенсор состоит из так называемого "умного гидрогеля", содержащего излучающие свет молекулы, которые в непрерывном режиме сигнализируют о присутствии кислорода в теле человека.

Низкопрофильный, легкий беспроводной патч, который прилипает к коже, "считывает" флуоресцентный сигнал от биосенсора, помещенного в плечо, руку или ногу. Затем патч беспроводным способом передает данные на планшет, который визуально отображает данные в режиме реального времени.

* Венозный тромбоэмболизм – заболевание, объединяющее в себе два патологических процесса: 1) воспаление глубоких вен нижних конечностей и малого таза с формированием тромбов на стенке; 2) фрагментация тромбов и перемещение его фрагментов дистальнее кровотока – тромбоэмболия (в частности, тромбоэмболия ветвей легочной артерии).

Обзор подготовлен с использованием материалов Cardiology, Medical News, Vator, Medgadget.com, Karger, MobiHealth News, HIT Consultant.