Медицинская экосистема, цифровые двойники и персонализированная медицинская помощь

Профилактический подход в действии

Происходящие в здравоохранении преобразования направлены не только на более глубокое понимание причин заболеваний и того, как лекарства действуют в организме человека, но и на предоставление качественных медицинских услуг по более низкой цене.

Представьте, что вы испытываете общее недомогание, головную боль и дискомфорт в груди, которые предпочитаете игнорировать из-за напряженного рабочего графика. Но через некоторое время получаете сообщение на смартфон с разъяснениями серьезности ситуации и предложением срочно обратиться ко врачу. Вполне может оказаться, что это сообщение спасет вашу жизнь.

Носимые устройства как связующее звено

Некоторые из популярных носимых устройств, такие как фитнес-браслеты и умные часы, в настоящее время используются, в основном, для отслеживания физической активности и уровня физической подготовки. Эти устройства мотивируют владельцев вести здоровый образ жизни, что является профилактикой многих наших болезней.

А в будущем мобильные устройства могут стать прочной связующей нитью между пациентом и врачом: собирать не только безобидную информацию, но и данные, более характерные для состояния здоровья: уровень сахара в крови, частота сердечных сокращений, ЭКГ в одном отведении, AD, сатурация, химический состав крови и другие.

Переход к профилактической модели

Таким образом собирается широкий спектр персональных медицинских данных, который во много раз превышает объём известных сегодня ЭМК. После предварительной обработки этих данных они становятся готовыми и действительно полезными для получения клинической или киной, например коммерческой выгоды.

Модель профилактической помощи на основе цифровых двойников способна изменить подход всей системы здравоохранения к работе с пациентами. Вместо того, чтобы вызывать скорую помощь, система медицинской помощи сама предупредит пациента о надвигающихся проблемах со здоровьем и окажет необходимую медицинскую помощь в нужное время.

Определения и виды цифровых двойников

Сегодня «цифровой двойник» широко известен как ключевой фактор цифровой трансформации во всех сферах деятельности, но не существует единого понимания этого термина. Основываясь на известных определениях, можно выделить общее понимание цифрового двойника как цифрового двойника физического объекта.

Одновременно существуют и другие термины (цифровая модель, цифровая тень), которые часто используются как синонимы, а иногда самостоятельно. Основной причиной является разнообразие областей использования, а также различные уровни сложности, которые применяются к обработке данных цифрового двойника:

• цифровая модель - цифровое представление физического объекта, в котором весь обмен данными осуществляется вручную. Изменение состояния физического объекта не оказывает влияния на цифровой объект, и наоборот;
• цифровая тень - аналогично цифровой модели, но изменение состояния физического объекта приводит к изменению состояния цифрового объекта, но не наоборот;
• цифровой двойник - аналогично цифровой тени, но изменение состояния физического объекта напрямую приводит к изменению состояния цифрового объекта, и наоборот.

Слои технологии цифровых двойников

Современная концепция технологии цифрового двойника основана на взаимодействии нескольких слоев:

• физический — это реальный мир: физические объекты и их действия;
• цифровой — это виртуальное представление физических объектов и/или процессов;
• программный — программные приложения, посредством которых физический и цифровой объекты обмениваются между собой данными и информацией;
• интеллектуальный слой используя алгоритмы машинного обучения, соотносит динамически получаемые данные друг с другом и с ранее сохраненными, позволяя, тем самым, определять не только какие данные необходимы для моделирования, но и как сами эти результаты моделирования могут быть оценены.

Реалистичность создания цифрового двойника пациента

Создание цифрового двойника пациента представляется мало достижимым в ближайшее время перспективе не только из-за сложности человека, как объекта физического мира. Такие факторы, как поддержка семьи, здоровый образ жизни, доступность здоровой пищи, как и повседневная экономическая и физическая безопасность, серьезно влияют на здоровье человека, но учет этих факторов в настоящее время сильно затруднен.

Кроме того, необходимы исследования, позволяющие определить как сбор необходимых данных и сам подход могут быть экономически эффективно интегрированы в деятельность каждой МО экосистемы, чтобы не парализовать ее работу. Таким образом, сегодня мы можем говорить только о цифровой модели и/или цифровой тени пациента.

Платформенная экосистема как решение

В настоящее время сервисы цифрового двойника не могут быть самостоятельными или комплексными сервисами. Главными препятствиями для этого станут: доступность данных, точность данных, возможность и точность объединения данных вокруг уникального пациента и возможность учета влияния окружающей среды и образа жизни.

Для использования технологии предлагается воспользоваться преимуществами платформенной экосистемы, наподобие новых цифровых предприятий Яндекс, Озон, Т-банк, МТС, RuStore, Rutube и других, которые соединяют десятки тысяч поставщиков (продавцов) с миллионами клиентов (покупателей). Здесь под платформой понимается промежуточный ИТ-сервис, который обеспечивает взаимодействие между потребителями и поставщиками медицинских и немедицинских услуг.

Управляющая компания экосистемы

Выстраивание управления для медицинской экосистемы как единого целого требует формирования специального управленческого центра - отдельной управляющей компании (УК). Управляющая компания обеспечивает разработку, согласование, принятие и реализацию общей политики экосистемы, а также управление услугами и коммуникациями между участниками экосистемы.

Основные элементы технологии ЦД в медицинской экосистеме

В цифровой медицинской экосистеме ЭМК каждой МО превращается в один из вариантов виртуальной ЭМК (ВЭМК), обеспечивающей доступность всех имеющихся на момент обращения медицинских данных пациента. То есть, мы получаем динамическую цифровую модель пациента. Добавление для сбора и обработки больших данных технологий ИИ, а также интернета вещей позволяет переходить к рассмотрению цифровой тени пациента.

Основные элементы технологии ЦД в медицинской экосистеме:

• банк клинических данных (БКД);
• личный кабинет пациента (ЛК);
• облако данных персональных мониторов (ОДПМ);
• оперативное хранилище данных (ОХД);
• виртуальная интегрированная ЭМК (иЭМК);
• ИИ-системы анализа и обработки данных;
• ИТ-инфраструктура и технологии.

Преимущества для поставщиков решений

Каждый структурный элемент экосистемы может поставляться отдельным поставщиком решений в виде ИТ-сервисов, в зависимости от наличия ресурсов: инфраструктуры информационно-коммуникационных технологий, сотрудников, материалов и возможностей участников.

Компаниям-поставщикам решений цифровая медицинская экосистема предоставит понимание жизненного цикла продукта - позволит компаниям полностью контролировать свои продукты в цифровом формате от проектирования и разработки до завершения жизненного цикла. Это, в свою очередь, может помочь им понять не только дизайн продукта, но и то, как продукт используется в «полевых» условиях, получить отзывы и рекомендации по использованию продукта от всех заинтересованных сторон.

Революция в системе медицинской помощи

При правильной реализации полноценная цифровая медицинская экосистема может революционизировать систему медицинской помощи за счет прорыва в клинической практике посредством цифровой трансформации сквозных процессов. Она может стать ключевым фактором привлечения пациентов к делу укрепления своего здоровья, наладить оказание помощи там и тогда, где и когда она необходима.

Именно в условия экосистемы технологии ИИ, включая цифровых двойников, при наличии банка клинических данных способны существенно снизить риск медицинских ошибок и, главным образом, предотвратимых медицинских ошибок, когда вред здоровью пациентов наносится вследствие недостаточной информации или невыполнения предписанных мероприятий, учитывающих индивидуальные особенности пациентов.

Проблемы безопасности и конфиденциальности

Одним из основных препятствий, с которыми медицина сталкивается при внедрении цифровых двойников, является обеспечение конфиденциальности и безопасности данных. К сожалению, особенности платформенных экосистем, особенно при передаче, обработке и хранении большого объёма данных, создают серьёзные проблемы с безопасностью, конфиденциальностью и доверием.

Соответственно, необходимо серьезно пересмотреть действующие нормативные требования для легитимизации и облегчения доступа конечных пользователей к различным типам медицинских данных, а владельцам медицинских данных прозрачно делиться ими со всеми заинтересованными сторонами (членами семьи, врачами, исследовательскими и ИТ-организациями).

Предпосылки для создания экосистем

Но уже сегодня существует потенциальная возможность начать реальное движение в сторону экосистемы МО, например объединенных общими технологиями используемого семейства МИС. Общие технологии в этом случае позволяют решить проблему взаимодействия и стандартизации ЭМК группы МО.

Среди внешних предпосылок можно выделить ожидания граждан жить дольше и с лучшим качеством жизни при сохранении трудоспособности, желание получать качественную медицинскую помощь в одном месте, не обязательно территориально, но на принципах «одного окна» или под одним «брендом».