Носимые технологии в здравоохранении: настоящее и будущее

Достижения в области сенсоров и искусственного интеллекта помогают миллионам людей контролировать свое здоровье и избегать серьезных заболеваний с помощью устройств, достаточно маленьких для ношения на запястье, или патчей размером с монету. По прогнозам Deloitte Global, в 2022 году в мире будет продано 320 млн потребительских носимых устройств для поддержания здоровья. К 2024 году эта цифра, вероятно, достигнет почти 440 млн единиц, поскольку на рынке появятся новые предложения, и все больше медицинских работников будут готовы к их использованию. Эти цифры включают как смарт-часы, так и медицинские носимые устройства - обычно называемые "умными патчами", - которые часто назначаются медицинскими работниками, но и все чаще становятся доступными в свободной продаже.

Умные часы и патчи становятся все умнее - и ими все более широко пользуются

Хотя сегодня на рынке присутствуют различные носимые устройства разного назначения и разного форм-фактора, здесь мы будем рассматривать смарт-часы и "умные" патчи, которые стремительно набирают популярность среди потребителей.

По данным исследования компании Deloitte "Тенденции в области коммуникаций и мобильной связи в 2021 году", 39% респондентов являются владельцами смарт-часов. Их наиболее распространенное применение исторически заключалось в том, чтобы помочь людям привести себя в форму, сбросить вес и побить свой личный рекорд в следующем забеге. Но все чаще люди используют смарт-часы для мониторинга своего здоровья, поскольку новая техника, программное обеспечение и приложения превратили их в персонализированные медицинские клиники. Мониторы сердечного ритма теперь являются стандартной комплектацией большинства смарт-часов, а некоторые из них получили одобрение FDA для выявления таких нарушений, как фибрилляция предсердий, которая является одной из основных причин инсульта. По мере совершенствования этих устройств процент потребителей, использующих их для контроля хронических болезней и обнаружения симптомов серьезных заболеваний, будет расти.

Пандемия показала ценность смарт-часов для мониторинга состояния здоровья. По мере распространения COVID-19 смарт-часы, измеряющие насыщение крови кислородом (SpO2), стали широко доступны, предупреждая людей об угрожающем жизни симптоме, который трудно обнаружить без посторонней помощи. Более 10% американских потребителей, владеющих смарт-часами, в настоящее время используют их для обнаружения симптомов COVID-19. Пандемия, возможно, даже стимулировала продажи смарт-часов: 15% американских потребителей, имеющих смарт-часы, приобрели их после начала COVID-19.

Ключевые факторы повышения спроса на носимые устройства, кроме пандемии, это:

• Растущее число гериатрического населения.
• Растущая распространенность хронических заболеваний, требующих постоянного мониторинга для достижения лучших результатов.
• Фокус на персонализированном уходе за пациентами.
• Технологические достижения в области носимых медицинских устройств.

Инновации в области умных часов быстро развиваются благодаря достижениям в технологиях сенсоров, полупроводников и искусственного интеллекта. Например, некоторые смарт-часы оснащены оптическими датчиками, которые непрерывно измеряют изменения объема и состава крови с помощью технологии, называемой фотоплетизмографией. Алгоритмы, созданные и постоянно совершенствующиеся с помощью машинного обучения, используют данные с этих датчиков для получения информации об уровне активности пользователей, стрессе, аномалиях сердечного ритма и многом другом.

В качестве еще одного примера можно привести компании, которые приближаются к возможности использования смарт-часов для мониторинга артериального давления с помощью фотоплетизмографии и других технологий, таких как рамановская спектроскопия и инфракраснаяе спектрофотометрия. Измерять артериальное давление с помощью манжеты неудобно и некомфортно. Самое главное, периодические измерения артериального давления могут пропустить признаки хронической гипертонии, которая может стать причиной сердечных заболеваний, инфарктов и инсультов. Точное, непрерывное, ненавязчивое измерение артериального давления может расширить рынок смарт-часов, поскольку около 1,3 млрд взрослых людей во всем мире страдают от гипертонии.

Конечно, возможности современных сенсоров ограничены, если их не прикреплять к коже человека или не проникать под нее. Именно здесь на помощь приходят "умные" патчи (пластыри).

Такие патчи, обычно маленькие и незаметные, крепятся прямо на кожу человека. В некоторых "минимально инвазивных" патчах используются микроскопические иглы, которые безболезненно проникают в кожу и служат биосенсорами, а иногда и доставляют лекарства.

В отличие от смарт-часов, которые предоставляют широкий спектр данных о состоянии здоровья, "умные" патчи, как правило, предназначены для одного показания, например, для лечения диабета, мониторинга состояния пациента и доставки лекарств. В патчах также используется более широкий спектр технологий. Например, такие устройства, измеряющие вариабельность сердечного ритма, часто используют технологию электрокардиограммы, которая отслеживает электрическую активность сердца напрямую и более точно, чем "умные" часы.

Умные часы и смартфоны по-прежнему играют важную роль. Данные с сенсорных патчей интегрируются с приложениями для смарт-часов и смартфонов, отправляя данные на эти устройства для отображения и анализа. При наличии соответствующей технологии, включая возможности взаимодействия, врачи смогут видеть данные о здоровье носимых устройств в медицинской карте пациента, получая доступ к более полной информации для диагностики и лечения.

Основные сферы применения носимых медицинских устройств - это:

• Мониторинг состояния здоровья
• Проведение терапии для пациентов
• Реабилитация пациентов
• Ранняя диагностика заболеваний
• Отслеживание активности

Что имеем на данный момент?

Сегодня компании всех видов разрабатывают новые функции для удовлетворения растущего спроса на носимые устройства для здравоохранения. Однако широкое признание со стороны потребителей и медицинских учреждений может происходить медленно, поскольку носимые устройства появились относительно недавно.

Основными проблемами являются:

Скептицизм врачей

Медицинские работники, использующие носимые технологии для мониторинга хронических заболеваний и отслеживания показателей жизнедеятельности, качества сна и приема лекарств, считают технологию полезной. Однако они также отмечают три основных недостатка:

1. Невозможность использования данных. Последний опрос американских врачей, проведенный компанией Deloitte, показал, что, если технология не повышает эффективность и не включена в рабочий процесс, врачи не заинтересованы в ее использовании. Лишь 10% опрошенных американских врачей заявили, что интегрировали данные с носимых устройств пациентов в свои электронные медицинские карты. Но ситуация постепенно меняется - крупнейшие поставщики систем электронных карт теперь позволяют потребителям обмениваться данными из своих медицинских приложений с врачами. Однако пока большинство врачей либо не имеют доступа к данным из носимых устройств, либо должны вводить их вручную.
2. Точность данных. Некоторые врачи не доверяют данным потребительских носимых устройств. Например, те, у кого уже диагностирована фибрилляция предсердий, могут получать предупреждения об эпизодах заболевания с помощью различных смарт-часов, что одобрено регулирующими органами по всему миру. Но эта возможность смарт-часов менее полезна в качестве инструмента массового скрининга, поскольку дает много ложноположительных результатов и отправляет здоровых пациентов на ненужные дополнительные анализы, подвергая стрессу и пациента, и систему здравоохранения.
3. Ошибки пользователя и вызванное этим беспокойство. При неправильном применении носимых устройств они могут быть неточными. Некоторые люди, использующие носимые устройства для мониторинга своего здоровья, также становятся жертвами беспокойства и навязчивого поведения. Например, слишком пристальное внимание к частоте пульса и сердечному ритму может вызвать физические реакции, имитирующие симптомы серьезных заболеваний, таких как фибрилляция предсердий, что приводит к ненужным госпитализациям и страданиям пациентов.

Проблемы конфиденциальности данных

После начала пандемии COVID-19 потребители стали охотнее делиться данными о состоянии здоровья. Однако сложность обеспечения конфиденциальности данных остается препятствием. По данным исследования компании Deloitte, 40% владельцев смарт-часов или фитнес-трекеров обеспокоены конфиденциальностью данных, которые собирают эти устройства. Эта цифра увеличивается до 60% среди владельцев смарт-часов, которые используют их исключительно для отслеживания состояния своего здоровья.

Угрозы кибербезопасности

Как и все подключенные к Интернет устройства, носимые устройства уязвимы к угрозам кибербезопасности. Последствия для пользователей могут быть серьезными. Поддельные оповещения смарт-часов могут привести к передозировке лекарств. Медицинские устройства, такие как помпы для ввода лекарств и кардиостимуляторы, также подвергались взлому. По мере того, как все больше "умных" патчей будут управлять лекарствами, миллионы людей могут стать уязвимыми к угрозам. В случае с носимыми устройствами для контроля здоровья крайне важно, чтобы компании интегрировали кибербезопасность в разработку продуктов, программного обеспечения и организации облачных вычислений.

Усиление регулирования

В настоящее время технологические компании могут принять решение не классифицировать смарт-часы как медицинские устройства, чтобы избежать таких правил, как закон HIPAA, который требует явного ведома и согласия людей для обмена конфиденциальной медицинской информацией. Но по мере интеграции этих устройств и их результатов в электронные медицинские карты, а также по мере того, как их оповещения направляют все больше пациентов в систему здравоохранения, регулирующие органы могут потребовать от компаний придерживаться более жестких правил.

Эти препятствия не являются непреодолимыми и, скорее всего, не остановят рост использования потребительских носимых устройств для контроля здоровья в ближайшие два года. Устройства станут более точными, а приложения - более умными, что позволит людям отслеживать более широкий спектр показателей и состояний здоровья. Также представляется вероятным, что регулирующие органы утвердят носимые устройства в качестве источников дополнительных показаний. По этим причинам крупные технологические и медицинские компании, а также легион стартапов считают, что рынок таких носимых устройств является сильным, а их инвестиции и инновации не пропадут даром.

По материалам Deloitte, HIMSS, Business Insider, Forbes, ScienceSoft.