Тенденции медицинских технологий и цифровые инновации в 2023 году

За последнее десятилетие технологии стимулировали развитие отрасли медицины благодаря различным инновациям в области обнаружения, предотвращения и лечения болезней. Этого не случилось бы без массового роста технологий, основанных на искусственном интеллекте, и оцифровки рабочих процессов в сфере медицины в ответ на более суровые глобальные условия, а также растущий спрос на доступные и качественные медицинские услуги.

По мере того, как мы устремляемся в будущее, очень важно помнить о тенденциях, определяющих развитие медицинских технологий в 2023 году. Хотя устаревшее программное обеспечение и инфраструктура имеют решающее значение для успеха современных клиник, важно подумать о том, как эти системы могут интегрироваться с новыми технологиями или как их можно в конечном итоге заменить более надежными системами. Основное внимание следует уделять повышению производительности, эффективности и безопасности без потери таких качеств как надежность и доступность.

Если вы готовы ознакомиться с технологическими инновациями, которые ведут сферу медицины к цифровой трансформации в этом году, то давайте рассмотрим наиболее важные технологии, которые могут преобразовать вашу клинику.

Тренд №1: Искусственный интеллект (ИИ) в медицине

В 2023 году искусственный интеллект произвел фурор в качестве полезной технологии во многих отраслях, особенно в медицине.

ИИ в диагностике и разработке лекарств

Искусственный интеллект имеет множество применений помимо лечения - ИИ невероятно полезен для повышения эффективности обработки информации и принятия решений. В сфере медицины машинное обучение чрезвычайно полезно для разработки новых фармацевтических препаратов и повышения эффективности процессов диагностики существующих.

Тем, кто лечится от последствий COVID-19, ИИ помогает анализировать компьютерную томографию и другие проведенные исследования для выявления пневмонии. Microsoft разработала Project InnerEye, инструмент искусственного интеллекта для лучевой терапии. Это значительно ускоряет процесс трехмерного проецирования пациента, сокращая время до минут, а не часов.

Project Hanover — еще одна система искусственного интеллекта Microsoft, предназначенная для каталогизации биомедицинских исследований из PubMed. Это помогает сократить время диагностики рака и помогает принять решение о том, какие лекарства следует использовать для каждого пациента.

ИИ в сфере психического здоровья

Инновации в области искусственного интеллекта касаются не только физического здоровья: ученые использовали машинное обучение для отслеживания тенденций и психического здоровья в связи с пандемией COVID-19. Используя модель искусственного интеллекта, они смогли проанализировать тысячи онлайн-сообщений Reddit и обнаружить, что темы суицидальных наклонностей и одиночества почти удвоились за определенный период времени. Это может изменить наше понимание психического здоровья больших групп населения.

ИИ в медицине также может применяться для выявления симптомов болезней, вызванных химическими изменениями в нашем мозгу, которые приводят к ряду психических симптомов.

Одним из таких заболеваний является деменция. Существует множество различных форм деменции, но одной из наиболее распространенных форм является болезнь Альцгеймера, характеризующаяся коммуникативными проблемами, проблемами с мышлением и памятью. Такие состояния представляют собой ряд психических симптомов и могут незаметно развиваться в течение десятилетий. В то же время ранняя диагностика деменции является одним из наиболее эффективных способов лечения заболевания, а в некоторых случаях и устранения причины симптомов.

Благодаря достижениям в области глубокого обучения и обработки звука искусственным интеллектом стало возможным анализировать человеческую речь для выявления ранних признаков деменции. Проще говоря, модель искусственного интеллекта для обработки речи можно научить находить разницу между особенностями речи здорового человека и человека с деменцией. Такие модели можно применять для скрининга или самопроверки болезни Альцгеймера и диагностировать за годы до развития тяжелых симптомов.

ИИ и диагностика рака

На протяжении десятилетий биопсия была единственным средством достоверной диагностики онкологических заболеваний, предполагающим забор ткани для анализа. Однако это не дает полной картины ткани органа. Современные методы гистопатологии основаны на цифровом сканировании определенной области, на которую могут повлиять клеточные мутации.

Работа с WSI кажется сложной из-за гигантского разрешения изображения. Хотя сканирование WSI чрезвычайно информативно, требуются часы тщательного увеличения и уменьшения масштаба, прокрутки от области к области, пока проверка не даст результат. Это привело к появлению программ и приложений ИИ, способных обрабатывать WSI с помощью компьютерного зрения и нейронных сетей. Это в значительной мере помогает медицинским работникам, выделяя интересующую область, в которой могут располагаться потенциальные раковые клетки, сокращая время диагностики.

Судя по всему, подход ИИ к анализу WSI не только дает впечатляющие результаты, но и требует небольшой подготовки для обучения модели. Это способствует его повсеместному внедрению в отрасли медицины, и теперь сканеры WSI становятся обычной частью медицинских учреждений.

NLP

Чат-боты могут повысить эффективность телемедицины. Уже сейчас ученые объединили технологии чат-ботов с системами искусственного интеллекта, чтобы создать виртуального интервенционного рентгенолога (VIR). Это было сделано для того, чтобы помочь пациентам самостоятельно диагностировать себя и помочь врачам в диагностике этих пациентов.

Ключ к ИИ в медицине: данные

Наиболее важным элементом, обеспечивающим успех искусственного интеллекта в сфере медицины, являются данные. Точнее, обучающие данные. Чем выше качество и объем данных, которые мы даем модели, тем лучше она будет работать. Крайне важно, чтобы ваша команда по внедрению ИИ состояла из опытных разработчиков программного обеспечения и специалистов по данным, которые могут работать вместе для достижения наилучших результатов.

Тенденция № 2: Телемедицина и эволюция удаленного консультирования

Телемедицина прошла долгий путь с начала пандемии в 2020 году. В 2022 году клиники регулярно проводят видеоконсультанции с пациентами через интернет, чтобы обсудить проблемы и дать совет. Ожидается, что к 2026 году рынок медицины в мире вырастет до 13, 8 триллионов рублей. Учитывая это, что нас ждет в будущем?

Соблюдение правил

Прежде чем мы рассмотрим эту возможность, нужно упомянуть, что одним из наиболее важных вопросов, связанных с телемедициной, является закон о конфиденциальности данных пациентов. Хотя в разгар пандемии в 2020 году некоторые ограничения были ослаблены, клиникам важно учитывать приложения, которые они используют для общения со своими пациентами. Являются ли они безопасными и сертифицированными для обработки частной медицинской информации?

Облачный хостинг и хранение данных

Хранение данных в большинстве облачных сервисов относительно безопасно, но не обязательно соответствует государственным постановлениям о защите медицинской информации. Решения облачного хостинга, соответствующие всем требованиям, имеют решающее значение для поддержания функциональности и эффективности любой медицинской операции, требующей электронных медицинских карт.

Некоторым приложениям может потребоваться хранить данные об активности с носимых устройств, таких как Google Fit и Apple HealthKit. Возможность поддерживать эти интеграции безопасным и эффективным образом может принести большую пользу пациенту и врачу.

Тенденция № 3: Расширенная реальность в медицинских учреждениях

Расширенная реальность, общий термин, включающий дополненную реальность, виртуальную реальность и смешанную реальность, имеет большой потенциал в сфере медицины. Технологии дополненной и виртуальной реальности, от помощи в хирургии до поддержки приложений телемедицины, могут обеспечить колоссальные возможности для развития отрасли.

Дополненная реальность и смешанная реальность в медицине

Дополненная реальность и смешанная реальность полезны в различных медицинских учреждениях. Одной из самых популярных и полезных форм этой технологии является использование хирургами шлемов смешанной реальности, таких как Microsoft Hololens. Гарнитура может передавать информацию хирургу, позволяя ему использовать обе руки во время процедуры.

Изображение гарнитуры с камеры, установленной на голове, позволяет другим врачам наблюдать за операцией и давать советы. Также потребуются более специализированные программные решения для расширения её использования в различных типах операций в будущем. Дополненную реальность также можно использовать, например, чтобы помочь медсестрам найти вены для взятия крови.

Метавселенная: будущее или шумика

Ведутся большие споры о том, оправдан ли ребрендинг Facebook на Meta и сосредоточение внимания на опыте социальной виртуальной реальности. В конечном счете, то, во что вы готовы инвестировать, только ваше дело. Даже если преимущества метавселенной для медицинского бизнеса сильно преувеличены, у виртуальной реальности есть некоторый потенциал для медицинских учреждений.

Одно из самых полезных применений виртуальной реальности в медицине, которое сейчас используется, — это обучение. Создание виртуальных обучающих ситуаций для врачей может помочь им улучшить свои навыки и подготовиться к операциям. Виртуальную реальность также можно использовать в некоторых случаях для лечения. Например, медицинский центр может использовать виртуальную терапию, чтобы помочь тем, кто страдает от фобий, таких как боязнь высоты и посттравматическое стрессовое расстройство.

Или же, например, программа виртуальной терапии для пожилых людей, которая может помочь им раскрыть прошлые воспоминания при потере памяти и улучшить эмоциональное состояние.

Носимые устройства

Одним из наиболее важных нововведений в сфере медицины является развитие носимых устройств. Возможность следить за состоянием пациента в течение дня удаленно или пациенту следить за своим собственным состоянием невероятно ценна. Опросы показывают, что умные часы есть у 39% пациентов. Поскольку потребительские смарт-часы становятся все более доступными, следует отметить их потенциал для использования в медицинских целях.

Умные часы также развиваются относительно измерения жизненно важных показатели крови у своих пользователей. Фотоплетизмография (ФПГ) — это оптическая технология, позволяющая измерять изменения объема и состава крови. Поскольку она был миниатюризирована для использования в умных часах, она может предоставить пациентам больше данных, чем когда-либо, о жизненно важных показателях их крови. Врачи могут использовать эти данные, чтобы консультировать пациентов и ставить диагнозы.

Умные часы — не единственные носимые устройства, которые могут быть использованы в сфере медицины. Биопластыри и умные слуховые аппараты тоже могут быть полезны. Биопатчи могут обеспечить лучшее понимание жизненно важных функций человека без использования смарт-часов. Искусственный интеллект также можно использовать для улучшения шумоизоляции слуховых аппаратов.

Умные таблетки

Одним из наиболее глубоких применений технологии Интернета вещей в медицине является концепция «умной таблетки». Умные таблетки — это съедобная электроника, которая не только служит лекарством, но и может предоставить врачам ценную информацию о пациентах. Первая умная таблетка, одобренная FDA, была выпущена в 2017 году.

Создание решений для интеграции медицинских устройств

Поскольку в отрасли медицины наблюдается тенденция к одновременному использованию множества микроконтроллеров, заставить все эти компьютеры взаимодействовать друг с другом может быть непросто. Еще одно препятствие, которое необходимо преодолеть, заключается в том, что почти каждый производитель использует собственный протокол, чтобы заставить свои устройства взаимодействовать друг с другом. Это может затруднить интеграцию. Связь также может быть проблемой, поскольку многие факторы окружающей среды могут нарушить её. Чтобы преодолеть это, методы буферизации на локальных микроконтроллерах должны стать более надежными.

Тренд № 5: Конфиденциальность и безопасность в сфере медицины

Помимо эффективности и качества обслуживания, конфиденциальность и безопасность имеют решающее значение в сфере медицины. Обеспечение соответствия вашей медицинской организации требованиям закона о конфиденциальности медицинских данных — важный первый шаг к предотвращению дорогостоящих утечек данных.

Тренд № 6: Технологии ухода за органами и биопечать

По прогнозам, к 2028 году объем мирового рынка трансплантологии достигнет 1, 855 триллионов рублей, поэтому трансплантация органов, безусловно, является важной частью отрасли медицины. Огромное количество людей нуждаются в пересадке различных органов и в самое важное в пересадке почек или сердца. Что можно сделать, чтобы помочь всем этим людям, страдающим почечными и сердечными заболеваниями?

Улучшение технологии ухода за органами: увеличение времени для оценки и транспортировки органов

Одним из подходов к решению этого вопроса является совершенствование технологии ухода за органами. Это означает заботу об органе, пока он находится вне тела. Сейчас есть системы ухода за органами, которые могут держать сердце, легкое или печень вне тела в течение нескольких часов благодаря надлежащему уходу, теплу и обеспечению важными питательными веществами.

Вполне возможно, что будущее этой технологии может зависеть от искусственного интеллекта, который будет автоматически действовать без вмешательства врача, чтобы сохранить орган в течение более длительных периодов времени.

Биопечать: создание новых органов

В дополнение к сохранению живых органов вне тела следует также изучить другие варианты. Хотя это может звучать как научная фантастика, 3D-печатные органы — вполне реальная, хотя и только развивающаяся технология, которая уже прошла клинические испытания. Уши, роговица, кости и кожа — все это органы, проходящие клинические испытания для 3D-биопечати.

Процесс не слишком отличается от традиционной 3D-печати. Сначала необходимо создать цифровую модель ткани. Особое внимание необходимо уделить разрешению и структуре матрицы, поскольку материалы, используемые в процессе печати, представляют собой буквально живые клетки, называемые биочернилами. Затем нужно проверить функциональность органа с помощью стимуляции.

Одним из способов предотвращения отторжения органа является использование клеток пациента, нуждающегося в трансплантации. Эти клетки можно выращивать в культуре, а затем превращать в биочернила, необходимые для печати.

Биопечать применялась и в прошлом, но еще не получила широкого распространения. Вполне возможно, что с помощью ИИ-анализа органов и характеристик пациентов-реципиентов органы можно будет лучше спроектировать, чтобы они были совместимы с их новыми хозяевами.

Будущее медицинских технологий

По мере приближения 2024 года медицинские технологии будут продолжать совершенствоваться во всех областях. Несмотря на то, что безопасность в отрасли будет повышаться, угрозы также постоянно развиваются, появляются новые, и с ними необходимо бороться путем предотвращения, а не реагирования. Качество и эффективность медицинской помощи будут продолжать улучшаться благодаря новаторским и развивающимся технологиям, таким как искусственный интеллект, машинное обучение и расширенная реальность.

При принятии решения о том, как модернизировать ваш медицинский центр, на карту поставлены время и финансирование. Важно, чтобы вы объединились с правильной командой инженеров-программистов, которые понимают ваши потребности и цели.