Как технологии меняют медицину
И что разработчику нужно знать об этом
В медицине изменения происходят очень осторожно. На кону стоит здоровье и даже жизнь человека, так что переход к новым технологиям сопровождается постоянными тестами и исследованиями.

Тем не менее, тектонический сдвиг в сфере здравоохранения заметен уже сейчас. Различные технологии помогают врачам принимать верные решения при лечении, пациентам – получать доступ к качественной диагностике еще на ранних стадиях болезни и жить полноценной жизнью даже с серьезными заболеваниями. Над инновационными медицинскими проектами работают и украинские инженеры.
Автор:
Дмитрий Демченко

Материал подготовлен при поддержке GlobalLogic
Что это значит?

Этот материал подготовлен журналистами AIN.UA по редакционным стандартам и опубликован при поддержке рекламодателя.
В Украине и других странах для вывода нового медицинского оборудования нужно пройти сертификацию. Устройства группируют по классам в зависимости от степени риска. Всего существует три класса — первый отвечает за аппараты с наименьшей степенью риска, например, зубная нить, а третий — за аппараты с наивысшей — дефибрилляторы и похожее оборудование.
Носимые устройства
Самым распространенным применением новых технологий в медицине являются носимые устройства. В эту категорию входят входят фитнес-трекеры, «умные» часы, анализаторы параметров человека и другие подобные девайсы. Для вывода таких устройств на рынок не нужно долгих тестов и исследований, поэтому гаджеты этой категории все активнее получают распространение у потребителей.

В этой сфере работают как небольшие компании, так и гиганты рынка, среди которых Fitbit, Apple, Samsung и Xiaomi. Отрасль активно развивается — в 2016 году было продано более 100 млн носимых устройств, что на 29% больше показателя 2015 года. Согласно данным компании Cisco, всего в 2016 году рынок насчитывал более 300 млн подобных гаджетов, а к 2021 эта цифра увеличится почти втрое.

Один из примеров применения таких устройств в медицине — гаджет LIVE компании EarlySense. Он помогает удаленно отслеживать сон и важные показатели лежачего больного. Устройство устанавливается под матрасом пациента. С помощью мобильного приложения врач или человек, которых ухаживает за больным, может контролировать его состояние.
Для некоторых целей носимые устройства могут стать полезными при уходе за здоровьем. Так, группа исследователей из Медицинской школы Стэнфордского университета выяснила, что самые популярные «умные» часы и фитнес-трекеры хорошо справляются с измерением частоты сердцебиения. Ученые определили, что погрешность таких устройств не превышает 5%.

Над носимыми устройствами для ухода за здоровьем работают и украинские предприниматели. Например, стартап Mevics разрабатывает гаджет для здоровой осанки. Устройство прикрепляется к одежде владельца и синхронизируется со смартфоном. Когда человек сутулится, гаджет вибрирует, сигнализируя, что нужно выпрямиться.

Другая украинская команда работает над «умной» футболкой HeartIn, которая делает электрокардиограмму в реальном времени. В паре с мобильным приложением она позволяет отслеживать параметры организма во время занятий спортом и определять аномалии в работе сердца. Создатели HeartIn заявляют, что точность футболки составляет 99%, что намного выше, чем аналоги на рынке.
<5%
погрешность в измерении сердцебиение у фитнес-трекеров
Сложные устройства
Намного сложнее производить и выводить на рынок устройства высшего класса — аппараты, чья работа непосредственно влияет на здоровье и жизнь человека. Среди такого оборудования — дефибрилляторы, кардиостимуляторы, инсулиновые помпы и так далее. Но активное развитие происходит и в этой сфере.

В 2016 году журнал Time назвал одним из самых значимых изобретений года девайс MiniMed 670G, предназначенный для людей, страдающих от диабета первого типа. Устройство, способное заменить поджелудочную железу, по размеру и форме напоминает iPod и подключается к телу пациента через пару пластиковых катетеров. Через один из них устройство каждые пять минут определяет уровень сахара в крови, а через второй — вводит необходимое количество инсулина. Владельцам аппарата пока что нужно самостоятельно совершать дополнительные инъекции после приема пищи, но в компании-производителе Medtronic планируют автоматизировать этот процесс в будущем.

MiniMed 670G уже прошел сертификацию специального агентства в США и поступит в продажу в следующем году. Франсис Кауфман, директор медицинского отдела компании, надеется, что устройство поможет людям, страдающим диабетом первой степени, «тратить меньше времени на контроль своей болезни и больше времени на жизнь».
MiniMed 670G
Над программной составляющей подобных устройств работают и украинские специалисты. Один из ярких представителей отрасли — GlobalLogic. Уже на протяжении долгого времени компания занимается разработкой программного обеспечения для медицинских устройств, предназначенных для автоматического ввода лекарств в организм больного человека.

Еще одно приоритетное направление GlobalLogic — ПО для дефибрилляторов, которые используются, в аэропортах Амстердама, Борисполя и многих других городах Европы и США.
Пример дефибрилятора, ПО для которого разрабатывают в GlobalLogic
В GlobalLogic отмечают, что разработка систем для подобных девайсов — серьезный процесс, так как от работы таких аппаратов может зависеть жизнь человека. Для того, чтобы создать качественный продукт в компании выстроен особый процесс разработки и тестирования. Во-первых, GlobalLogic владеет сертификатами по стандартам ISO, которые подтверждают уровень качества разработок компании, а во-вторых, компания ежегодно проходит проверку у внешних аудиторов.
Главные направления в развитии медицины
Среди новых технологий, которые окажут сильное влияние на медицину, — Big Data и искусственный интеллект (ИИ). Уже сейчас клиники и здравоохранительные организации постепенно внедряют их в свою работу. Согласно данным опроса издания Healthcare IT News и некоммерческой организации HIMSS, около 35% больниц США начнут использовать технологии искусственного интеллекта в свой работе в течение двух лет, а половина — в течение пяти.

35%
больниц США начнут использовать ИИ в течение 2 лет
Например, применение искусственного интеллекта несет в себе много преимуществ в фармацевтике и открытии новых лекарств. Уже сейчас компании используют различные решения на основе ИИ, чтобы увеличить эффективность и скорость этих процессов.
Раньше с помощью искусственного интеллекта ученые тестировали различные химические соединения. Но сейчас тренд сместился в другое направление. ИИ применяют для мониторинга биологических систем, чтобы узнать, как лекарство может повлиять на клетки или ткани пациента.

Некоторые фармкомпании уже убедились в пользе искусственного интеллекта. Ученый Хьюго Сеулеманс говорит, что крупная фармацевтическая фирма Janssen использует ИИ в большинстве проектов. По его словам, внедрение технологии позволило «улучшить эффект тестирование лекарств». Компания Merck применяет технологию глубинного обучения, чтобы определять соединения, которые могут стать основой лекарств для лечения неврологических заболеваний.

В диагностике ИИ и Big Data также могут принести пользу. Одно из перспективных направлений в этой сфере — анализ рентгеновских снимков. Уже сейчас доступны результаты исследований, которые показывают, что «умные» алгоритмы могут точно определять туберкулез — болезнь, которая является одной из десяти самых распространенных причин смерти в мире.

В апреле этого года появились итоги исследования, в рамках которого ученые использовали искусственный интеллект для определения этой болезни.
Двое докторов из университета Томаса Джефферсона взяли 150 рентгеновских снимков здоровых и больных туберкулезом людей и проанализировали их с помощью нейросетей AlexNet и GoogLeNet. В результате алгоритмы поставили точный диагноз в 96% случаях.
«В прошлом различные решения, основанные на технологии машинного обучения, ставили правильный диагноз лишь в 80% случаях. Но, как показало исследования, с помощью технологии глубинного обучения можно достичь лучших результатов», — прокомментировал тест один из врачей Парас Лакхани.

Наталия Сиромаха, директор по инжинирингу GlobalLogic, комментирует, что сейчас существуют исследования, которые показывают, что уже к 2020 году клиники и здравоохранительные учреждения станут использовать технологии по классификации рентгеновских изображений в коммерческих целях. «Но важно понимать, что все равно принятие решение пока что остается за доктором. Искусственный интеллект поможет врачам быстрее анализировать снимки и ставить диагнозы», — подчеркивает специалист.

Над передовыми технологиями, которые находятся на стыке IT и медицины, работают и в GlobalLogic. Например, в рамках компании функционирует инновационный инкубатор BrainMade. Здесь консультанты по желанию объединяются для создания интересных для них проектов — к примеру, над похожими решениями по распознаванию и анализу рентгеновских снимков.
В GlobalLogic говорят, что наработки, созданные в BrainMade, компания впоследствии использует при работе с клиентами. «В инкубаторе наши консультанты имеют возможность вырасти профессионально и стать более конкурентоспособными на рынке. Сама же компания получает полезные знания благодаря проектам в BrainMade. Это ситуация, когда выгоду получают обе стороны», — уверена Наталия Сиромаха.

Директор по инжинирингу GlobalLogic Андрей Кунделев отмечает, что также одна из перспективных сфер развития в медицине — это виртуальные консультации. Такая практика уже существует и все больше получает распространение в здравоохранении. «В случаях, когда бригада проводит сложную операцию, новые технологии дают возможность привлекать докторов на расстоянии, соответственно они могут участвовать в этом процессе и предоставлять свою помощь», — комментирует специалист.
Один из проектов, разрабатываемых в BrainMade
Что нужно знать и где учиться
Для того, чтобы работать в сфере, связанной с современными технологиями и здравоохранением, нужно быть не только хорошим разработчиком, но и располагать базовыми знаниями в медицине. Например, в GlobalLogic ищут специалистов основываясь исключительно на их профессиональных навыках, а нюансами сферы обучают уже в самой компании. Консультанты компании системно делятся опытом со своими коллегами, а GlobalLogic регулярно приглашают к себе докторов, которые рассказывают о специфике своей профессии.

Среди самых распространенных языков программирования этой сферы — C, C#, Java и MATLAB. Если говорить о технической составляющей, то разработчикам следует обратить внимание на технологию цифровой обработки сигналов, а также подробнее узнать о моделировании гидродинамики (например, для симуляции кровяных потоков) и методе конечных элементов.

«Для участия в медицинских проектах важна открытость к новым знаниям и желание постоянно учиться, — говорит Андрей Кунделев. — Были даже случаи, когда наши консультанты получали второе высшее образование по биологии и других смежных науках, чтобы повысить свою квалификацию».
© 1999—2017 AIN.UA
[email protected]
Made on
Tilda