Top 8 самых перспективных технологий в здравоохранении

Мы публикуем в Evercare множество новостей и обзоров о цифровых технологиях здравоохранения, которые позволяют вам ориентироваться в том, что происходит в мире. Многое из того, о чем мы писали, поражает воображение, и мы считаем, что сейчас в конце года пришло время еще раз отметить технологии, которые нас волнуют не только своими возможностями, но и тем, что они уже в ближайшем будущем начнут использоваться на благо всех людей.

1. Автоматический перевод речи в текст: инструмент облегчения работы врачей

Давно известно, что традиционные бумажные медицинские карты являются ненадежным источником медицинской информации, содержащими неполные данных или вовсе не включающие информацию, имеющую решающее значение для истории болезни пациента. В свое время все надеялись, что электронные медицинские карты (ЭМК) улучшат ситуацию, но здесь врачи столкнулись с другими проблемами. 70% врачей не удовлетворены используемыми системами - врачи тратят в среднем половину своего рабочего дня только на ввод данных в ЭМК. При этом согласно исследованиям в США, 37% американских врачей считают, что они только 27% времени проводят со своими пациентами, и именно системы ЭМК являются проблемой номер один. Но теперь появились решения, позволяющие снять с врачей эту нагрузку - это технологии, преобразующие голос в текст, причем размещаемый сразу в электронную медицинскую карту.

Мы уже несколько раз писали о подобных системах - это та же технология, что используется для голосового поиска в Google, когда программа распознает, что вы сказали, и формулирует это в виде текста. Такие решения для голосовой диктовки уже представлены на рынке такими компаниями, как Nuance и M*Modal, к ним недавно присоединились разработки таких технологических гигантов, как Google, Amazon и Microsoft. Еще одна компания, работающая в этой области, Notable, использующая в своем решении "умные" часы и программное обеспечение на основе искусственного интеллекта, также предназначает свой продукт для автоматической записи клинически важной информации, выделяемый из разговора врача с пациентом, непосредственно в электронную медицинскую карту. 

Если эта технология станет более распространенной и заменит существующие ЭМК-системы, врачи получат возможность иметь больше личного общения со своими пациентами и снизить свою нагрузку.

2. Персонализированный чатбот: поговорить и получить информацию

К сожалению, сегодня получить консультацию у врача может быть сложно, особенно если нам нужна консультация узкого специалиста или даже по проблемам, не угрожающим жизни. Система здравоохранения перегружена и неэффективна, и больные люди могут ждать встречи с врачом неделями или месяцами. Чтобы как-то облегчить ситуацию, был придуман чатбот - виртуальный онлайн-консультант, программа-собеседник на основе технологии искусственного интеллекта, которая может в некоторых ситуациях заменить медицинского сотрудника. Такие программы способны анализировать ответы пациентов, задавать уточняющие вопросы и давать конкретные рекомендации. Они помогают найти ответ на беспокоящие нас вопросы и способствуют в принятии решения о том, что все-таки нам необходимо делать дальше. Лучшие из таких систем оказывают помощь врачу: помогают собирать данные, ставят предварительный диагноз. 

Персонализированный чатбот, доступный через смартфон - это виртуальное существо, которое, например, может посоветовать человеку принять его антигистаминные препараты, поскольку концентрация пыльцы в этот день особенно высока. Он даже может порекомендовать, что ему следует употреблять за каждый прием пищи, основываясь на его геномном профиле.

Например, Your.MD представляет собой единственный на сегодня персональный медицинский помощник на базе искусственного интеллекта и чатбота, который работает по всему миру. Система адаптируется к уникальному профилю каждого пользователя, может задавать вопросы о его симптомах и предоставляет ему легко понятную информацию о его заболевании, а также совет, который был разработан при участии профессиональных врачей. Your.MD использует алгоритмы обработки естественного языка для того, чтобы лучше понять введенные пользователем данные, а также алгоритм машинного обучения для анализа большого объема информации в сети для определения диагноза.

Новые разработки стремятся к тому, чтобы прогнозы и предложения, основанные на пользовательских данных, таких как отслеживание сна, частоты сердечных сокращений и активности, собранных с помощью носимых устройств, были максимально точными. С такими возможностями эти боты могут помочь пользователям сделать более здоровый выбор без необходимости обращения к своему врачу.

3. Домашний анализ для диагностики здоровья

Слюна, кровь, моча и фекалии - это лишь некоторые из многих примеров жидкостей, которые вырабатываются нашим организмом, и на основе анализа которых можно судить о нашем здоровье. Образцы крови необходимы для химиотерапии, слюна может быть использована для секвенирования вашего генома, а образцы фекалий могут пролить свет на неизвестную причину потери веса пациента. Анализируя эти жидкости, можно получить много информации о своем теле, которая затем поможет принять правильное решение, касающееся здоровья.

Микробиом кишечника может влиять на работу мозга и поддерживать здоровый микробиом, основанный на индивидуальном плане пробиотиков - это то, что предлагает американская компания Thryve. Образцы слюны являются основой многих геномных тестов, проводимых такими компаниями, как 23andMe и Dante Labs, которые впоследствии также консультируют людей относительно условий, за которыми необходимо следить в зависимости от их геномного профиля. Американская компания EverlyWell предоставляет сервис, который позволяет потребителям заказывать лабораторные тесты крови онлайн, самостоятельно брать и отсылать образцы и получать результаты через Интернет.

Существуют уже устройства, позволяющие сделать анализ мочи на дому, такие как российский прибор Etta или система на базе смартфона компании Healthy.io.

Все эти примеры включают наборы, которые позволяют брать пробы для теста у себя дома и отправляли их или даже уже полученные результаты обратно в компанию для анализа. С такой легкостью профилируя свои физиологические жидкости, которые впоследствии могут быть интерпретированы экспертом, люди могут сделать более здоровый выбор в соответствии с потребностями своего организма.

4. Искусственный интеллект в медицине: точность и быстрота

О будущем искусственного интеллекта в медицине уже говорилось много и сейчас даже трудно представить, какие блестящие перспективы обещает эта технология. Новые возможности стали доступны благодаря разработкам в сфере нейронных сетей и методов машинного обучения, на которых основаны все современные системы искусственного интеллекта в здравоохранении. Это позволило компьютерной программе работать без ограничений когнитивных возможностей человека, вырабатывать собственную стратегию и даже разрабатывать собственные решения, которые озадачивали экспертов.

Сегодня искусственный интеллект уже приносит пользу в специализированных областях медицины, включая радиологию, патологию и фармацевтику. Что касается пациентов, то полезность этих технологий особенно заметна в телемедицине и дистанционном мониторинге пациентов. Искусственный интеллект применяется для поддержки принятия клинических решений и для получения информации из больших массивов данных.

При применении в медицине алгоритм, разработанный на основе глубокого обучения, может обнаружить способы или препараты для лечения заболеваний, с которыми врачи пока не могут справиться. И использование методов на базе этих технологий знаменует наступление новой эпохи в медицине.

5. Экзоскелеты: от помощи парализованным до получения суперсилы

В этом году появилось очень много новостей об экзоскелетах, причем некоторые из них были связаны с прорывными технологиями. Это и сообщение о том, что парализованный человек смог управлять экзоскелетом с помощью своего мозга, которое поразило читателей во всем мире и почти незамеченная новость о первой в Европе операции с помощью экзоскелета. Эти похожие на фантастику технологии уже начинают использоваться, и мы возлагаем на них большие надежды.

В то время как экзоскелеты, такие как HAL, разработанный компанией Cyberdyne, или EksoNR компании Ekso Bionics, уже помогают в лечении парализованных людей или пациентов с ослабляющими состояниями, такими как рассеянный склероз, эти устройства в ближайшем будущем будут доступны для большего количества, если не для всех, пациентов с ограниченными физическими возможностями. Пока основные ограничения здесь связаны с высокой стоимостью этих устройств.

И, прежде чем люди с ограниченными физическими возможностями смогут управлять такими устройствами с помощью своего мозга, эти устройства должны стать более доступными и легкими для практического использования за пределами больницы.

Эти же технологии могут использоваться и здоровыми людьми при тяжелых работах. Например, буквально на днях компания Sarcos Robotics представила серийную версию экзоскелета Guardian XO, позволяющего человеку поднимать груз массой в 90 килограммов, ощущая при этом нагрузку на уровне 4,5 килограммов.

6. Выращенная в лаборатории пища будущего

Поскольку к 2050 году численность населения мира превысит 9 миллиардов человек, развивающиеся страны начнут увеличивать потребление мяса, а земли и ресурсы, необходимые для поддержания этих тенденций, будут сокращаться, то приходит время для альтернативных способов получения пищи.

Действительно, выращиваемое в лабораторных условиях мясо может привести к сокращению выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве на 78-96% при использовании на 99% меньше земли. При такой статистике перспективы инвестирования в лабораторные продукты питания становятся все более интересными и это можно проиллюстрировать на примере все увеличивающегося количества стартапов, использующих такую технологию. Например, компания Mosa Meat уже занимается коммерциализацией выращиваемого в лаборатории мяса, в то время как такие компании, как BlueNalu и Finless Foods, работают над обеспечением устойчивого производства морепродуктов, используя мышечные клетки рыбы для выращивания пищи в лаборатории. И нам не придется долго ждать, прежде чем попробовать свой первый выращенный в лаборатории стейк.

7. CRISPR: возможности, которые трудно представить

Одной из самых последних спорных новостей в медицине, которую мы услышали около года назад, было сообщение о том, что китайский ученый с помощью технологии CRISPR модифицировал генетический состав младенцев, чтобы сделать их устойчивыми к ВИЧ. Этот эксперимент мог бы стать зловещим сигналом о начале антиутопического будущего с непредсказуемыми последствиями. Но если CRISPR может быть использован для этих целей, то его можно использовать и для гораздо более благородных целей.

С некоторыми болезнями, такими как малярия, можно бороться, делая комаров устойчивыми к возбудителям малярии, а редактирование генов можно использовать для того, чтобы модифицировать иммунные клетки для более эффективной борьбы с раком и восстанавливать погибшие фоторецепторы в сетчатке глаз ослепших людей. Достижения в редактировании генов позволяют даже лечить большинство генетических заболеваний, которые приводят к тяжелым состояниям, таким как мышечная дистрофия Дюшенна.

Технология CRISPR и аналогичные более продвинутые методы, о появлении которых мы услышали совсем недавно, обещают многого с точки зрения возможностей редактирования генов. Правда, для того, чтобы двигаться в направлении всеобщего блага, эту технологию необходимо контролировать в соответствии с глобальным этическим и правовым консенсусом.

8. 3D-печать живых тканей и органов

Возможности 3D-печати, когда такие устройства только появились, просто поражали воображение. Сегодня, когда их функционал многократно возрос, они так уже не удивляют, хотя в сфере здравоохранения, например, они уже используются не только для печати протезов, деталей медицинских устройств, но и кровеносных сосудов, живых тканей и многого другого.

Например, ученые из Политехнического института Ренсселера (США) разработали новый метод 3D-печати живой кожи со встроенными кровеносными сосудами. Эта модель живой кожи культивируется in vitro и развивается во взаимосвязанную микрососудистую сеть под многослойным барьером из клеток кожи. При тестировании на мышах трансплантаты соединялись с сосудистой сетью животных и приживаются в течение четырех недель после трансплантации. Аналогичную технологию придумала компания-стартап Prellis Biologics, также используя 3D-печать. Специалистам компании удалось обойти самое главное препятствие для создания в лабораторных условиях функционирующих человеческих тканей – невозможность создание микроциркуляторной части кровеносной системы.

Ученые из польского Фонда исследований и научных разработок разработали метод использования 3D-биопечати для создания бионической поджелудочной железы. Этот метод предусматривает биопечать трехмерных структур с использованием тканей поджелудочной железы или инсулин-производящих клеток для формирования искусственной поджелудочной железы.

Еще дальше пошли специалисты Университета Тель-Авива, которые смогли напечатать уменьшенную копию живого сердца человека на 3D-принтере. Искусственный орган создан из человеческих тканей и сосудов. Сердце, напечатанное израильскими специалистами, состоит из жировых клеток человека, преобразованных в стволовые клетки сердечно-сосудистой системы. Затем их смешали с соединительной тканью и поместили в принтер. По словам специалистов университета, это "первый случай, когда кто-либо в мире успешно разработал и напечатал целое сердце, содержащее клетки сердечной мышцы, кровеносные сосуды, желудочки и камеры".

Возможности уже сейчас таковы, что, возможно, в недалеком будущем мы вправе ожидать революцию в имплантологии и решение проблем многих тысяч людей, ожидающих своей очередь на пересадку органов.