Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Филь Т.С.

ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Бакулин И.Г.

ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава России

Цифровое здравоохранение Российской Федерации: основные понятия для практикующих врачей

Авторы:

Филь Т.С., Бакулин И.Г.

Подробнее об авторах

Журнал: Профилактическая медицина. 2024;27(1): 97‑105

Просмотров: 659

Загрузок: 9


Как цитировать:

Филь Т.С., Бакулин И.Г. Цифровое здравоохранение Российской Федерации: основные понятия для практикующих врачей. Профилактическая медицина. 2024;27(1):97‑105.
Fil TS, Bakulin IG. Digital healthcare of the Russian Federation: basic concepts for practitioners. Russian Journal of Preventive Medicine. 2024;27(1):97‑105. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/profmed20242701197

Рекомендуем статьи по данной теме:
Раз­ра­бот­ка и тес­ти­ро­ва­ние но­вых ме­то­ди­чес­ких под­хо­дов прог­но­зи­ро­ва­ния сер­деч­но-со­су­дис­тых со­бы­тий у здо­ро­вых лю­дей с ис­поль­зо­ва­ни­ем тех­но­ло­гии ма­шин­но­го обу­че­ния на ба­зе меж­ду­на­род­но­го ис­сле­до­ва­ния «Ин­те­рэ­пид». Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(3):72-79
Вли­яние тех­но­ло­гий ис­кусствен­но­го ин­тел­лек­та на дли­тель­ность про­ве­де­ния двой­но­го чте­ния мам­мог­ра­фи­чес­ких ис­сле­до­ва­ний. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(5):32-37
Пер­вый опыт ис­поль­зо­ва­ния тех­но­ло­гии ис­кусствен­но­го ин­тел­лек­та в сис­те­ме CAD EYE при ко­ло­нос­ко­пии у де­тей. (Се­рия кли­ни­чес­ких слу­ча­ев). До­ка­за­тель­ная гас­тро­эн­те­ро­ло­гия. 2024;(1):94-100
Ис­кусствен­ные ин­тел­лек­ту­аль­ные сис­те­мы в раз­ви­тии вспо­мо­га­тель­ных реп­ро­дук­тив­ных тех­но­ло­гий. Рос­сий­ский вес­тник аку­ше­ра-ги­не­ко­ло­га. 2024;(2):19-29
Ис­кусствен­ный ин­тел­лект в па­то­ло­ги­чес­кой ана­то­мии. Ар­хив па­то­ло­гии. 2024;(2):65-71
Роль те­ле­ме­ди­ци­ны в дер­ма­то­ло­гии с при­ме­ра­ми по ор­га­ни­за­ции ус­луг па­ци­ен­там с псо­ри­азом и ак­не. Кли­ни­чес­кая дер­ма­то­ло­гия и ве­не­ро­ло­гия. 2024;(2):111-117
Точ­ность при­ло­же­ния на ос­но­ве ис­кусствен­но­го ин­тел­лек­та при вы­яв­ле­нии хро­ни­чес­ких за­бо­ле­ва­ний вен клас­сов C1 и C2. Фле­бо­ло­гия. 2024;(2):132-138
Точ­ность при­ло­же­ния на ос­но­ве ис­кусствен­но­го ин­тел­лек­та при вы­яв­ле­нии хро­ни­чес­ких за­бо­ле­ва­ний вен клас­сов C1 и C2. Фле­бо­ло­гия. 2024;(2):132-138
Сис­те­ма CAD EYE для де­тек­ции и диф­фе­рен­ци­ров­ки но­во­об­ра­зо­ва­ний тол­стой киш­ки в ре­жи­ме ре­аль­но­го вре­ме­ни. До­ка­за­тель­ная гас­тро­эн­те­ро­ло­гия. 2024;(2):50-54
Прог­но­зи­ро­ва­ние рис­ка сни­же­ния ова­ри­аль­но­го ре­зер­ва пос­ле хи­рур­ги­чес­ко­го ле­че­ния па­ци­ен­ток с глу­бо­ким ин­фильтра­тив­ным эн­до­мет­ри­озом с ис­поль­зо­ва­ни­ем ис­кусствен­но­го ин­тел­лек­та. Рос­сий­ский вес­тник аку­ше­ра-ги­не­ко­ло­га. 2024;(3):92-102

Введение

В России и в мире в настоящее время идет масштабная цифровая трансформация всех сфер жизни. В литературе ее также называют четвертой промышленной революцией [1]. В случае с цифровой экономикой ключевым фактором производства становятся данные в цифровой форме. Это влечет за собой коренные изменения во всех сферах хозяйственной деятельности.

В 2019 г. Президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и национальным проектам утверждена Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации», состоящая из шести федеральных проектов [2]. Цифровая трансформация входит в список пяти национальных целей России на период до 2030 г. [3]. Основная цель цифровой трансформации — повышение качества жизни граждан, поддержание технологического суверенитета, повышение доступности для граждан качественных современных товаров и услуг, повышение качества и доступности государственных услуг. Здравоохранение является одной из приоритетных сфер государства, в том числе в вопросах цифровой трансформации.

В соответствии со стратегией развития здравоохранения Российской Федерации на период до 2025 г. одним из приоритетных направлений является развитие единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения (ЕГИСЗ), внедрение и развитие медицинских информационных систем во всех медицинских организациях, создание централизованных цифровых платформ в сфере здравоохранения, в том числе с использованием искусственного интеллекта [4].

Цель обзора — представить основные понятия цифровой трансформации здравоохранения, раскрыть основные термины цифровизации применительно к сфере здравоохранения для лучшего понимания задач, которые ставит государство перед врачами в свете цифровой трансформации, а также для повышения уровня доверия медицинских работников к внедрению цифровых технологий в рабочий процесс.

Цифровая платформа — система алгоритмизированных взаимоотношений

Ключевым понятием цифровой трансформации всех сфер экономики, в том числе здравоохранения, является цифровая платформа. Предложены разные определения данного понятия, приведем основные. По определению Высшего Евразийского экономического совета, цифровая платформа — это система средств, поддерживающая использование цифровых процессов, ресурсов и сервисов значительным количеством субъектов цифровой экосистемы и обеспечивающая возможность их бесшовного взаимодействия [5]. Цифровая отраслевая платформа — система алгоритмизированных взаимоотношений значимого количества участников рынка, объединенных единой информационной средой, приводящая к снижению транзакционных издержек за счет применения пакета цифровых технологий и изменения системы разделения труда [6]. Цифровые платформы характеризуются: алгоритмизацией взаимодействия участников, наличием единой электронной среды взаимодействия участников, взаимовыгодностью для участников, эффектом снижения транзакционных издержек. Цифровые платформы уже существенно поменяли модели взаимодействия пользователей в разных сферах: например, сфера такси и сфера краткосрочной аренды жилья значительно изменились за счет агрегаторов (Uber, ЯндексТакси), на смену классическим магазинам, в том числе интернет-магазинам, пришли маркетплейсы (единые площадки для разнообразных продавцов) [7].

Принцип цифровых платформ также лежит в основе цифровой трансформации сферы здравоохранения. В 2008 г. Минздравсоцразвития России начало подготовку к запуску масштабного федерального проекта информатизации отрасли [8]. Концепция создания единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения утверждена Минздравом России в 2011 г. [9].

В соответствии со стратегическим направлением в области цифровой трансформации здравоохранения [10], утвержденным Правительством Российской Федерации в 2021 г., основными задачами цифровой трансформации являются: сокращение временных издержек медицинских работников, поддержание принципа преемственности оказания медицинской помощи, повышение качества управления ресурсами, возможность применения дистанционного контроля сроков и качества оказания медицинской помощи по ОМС, применение технологий анализа больших данных о состоянии здоровья населения для оптимизации государственной политики в сфере здравоохранения, формирование информационного сопровождения граждан при получении медицинской помощи по ОМС. Основными вызовами и стратегическими рисками на пути цифровой трансформации сферы здравоохранения являются недостаточность цифровых компетенций граждан, низкий уровень доверия к цифровым медицинским сервисам, низкий темп перехода к электронному документообороту [10].

Единый цифровой контур в здравоохранении: реалии и перспективы

Приоритетными цифровыми проектами Минздрава России являются «Создание единого цифрового контура на основе Единой государственной информационной системы в области здравоохранения» и «Медицинские платформенные решения федерального уровня». В ЕГИСЗ включены следующие сервисы: интегрированная электронная медицинская карта (ИЭМК), федеральный регистр медицинских организаций (ФРМО), федеральный регистр медицинских работников (ФРМР), федеральный регистр льготного лекарственного обеспечения (ФРЛЛО), системы мониторинга оказания высокотехнологичной медицинской помощи (ВМП), санаторно-курортного лечения (СКЛ) и специализированной медицинской помощи (СМП), федеральный регистр редких заболеваний (ФРРЗ), федеральный регистр больных ВИЧ, федеральный регистр больных туберкулезом, реестр электронных медицинских документов (РЭМД), сервисы федеральной электронной регистратуры и сервис телемедицинских консультаций, подсистема мониторинга и контроля в сфере закупок лекарственных препаратов и др. (рис. 1). Требования к структуре, функциям, порядку обмена информацией между информационными системами разного уровня в сфере здравоохранения, включая ЕГИСЗ, регламентированы постановлением Правительства Российской Федерации №140 «О единой государственной информационной системе в сфере здравоохранения» [11], которое в 2022 г. пришло на смену постановлению Правительства №555 от 5 мая 2018 г.

Рис. 1. Схема информационных систем в сфере здравоохранения [8].

ЕГИСЗ — единая государственная информационная система в сфере здравоохранения. Компоненты ЕГИСЗ: ФРМР — Федеральный реестр медицинских работников; ФРМО — Федеральный реестр медицинских организаций; НСИ — портал нормативно-справочной информации; ФРМСС — Федеральный реестр учета медицинских свидетельств о смерти, в том числе перинатальной смерти; ФРЛЛО — Федеральный реестр льготного лекарственного обеспечения; СМП — Система мониторинга оказания специализированной медицинской помощи; ВМП — Система мониторинга оказания высокотехнологичной медицинской помощи; ИЭМК — интегрированная электронная медицинская карта; РЭМД — Федеральный реестр электронных медицинских документов; ФЭР — федеральная электронная регистратура; ГИС — геоинформационная система (подсистема). ВИМИС — вертикально-интегрированная медицинская информационная система. ГИСЗ субъекта РФ — государственная информационная система в сфере здравоохранения субъекта РФ. МИС МО — медицинская информационная система медицинской организации. ИС ФО — информационная система фармацевтической организации. ГИС ОМС — государственная информационная система обязательного медицинского страхования. АИС РЗН — автоматизированная информационная система Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения. АИС ФМБА — автоматизированная информационная система федерального медико-биологического агентства. АИС РПН — автоматизированная информационная система Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. ИС — информационная система. ИС ТФОМС — информационная система территориального фонда обязательного медицинского страхования. ИС МСЭ — информационная система медико-социальной экспертизы. ИС СМО — информационная система страховой медицинской организации. Сайт МО — сайт медицинской организации в сети Интернет.

Согласно паспорту национального проекта «Здравоохранение» [12], ЕГИСЗ должна обеспечивать единый цифровой контур в сфере здравоохранения, взаимодействуя с государственными информационными системами (ГИС) субъектов Российской Федерации, медицинскими информационными системами медицинских организаций (МИС МО), Единым порталом государственных услуг (ЕПГУ) в личном кабинете пациента «Мое здоровье». Целью создания единого цифрового контура в сфере здравоохранения является повышение доступности цифровых медицинских сервисов для населения страны и повышение эффективности системы здравоохранения за счет внедрения цифровых технологий и платформенных решений. В рамках приоритетного проекта Минздрава России «Медицинские платформенные решения федерального уровня» формируются вертикально-интегрированные медицинские информационные системы (ВИМИС), целью создания которых является обеспечение принципа преемственности в оказании медицинской помощи с электронным сопровождением пациента от момента подозрения о заболевании до получения пациентом медицинской помощи в организациях разного уровня. Основным принципом ВИМИС является принцип однократного ввода и многократного использования данных. Таким путем достигается главный эффект цифровых платформ — бесшовная передача данных между участниками платформы и снижение транзакционных издержек, отсутствие необходимости создавать отдельные запросы по одному пациенту из разных информационных систем здравоохранения. Планируется, что в 2024 г. все государственные и муниципальные медицинские организации будут взаимодействовать с ВИМИС по профилям «онкология», «сердечно-сосудистые заболевания», «акушерство и гинекология и неонатология», «профилактическая медицина» и др. [10].

Представления о цифровой экосистеме

Важным понятием цифровой экономики является цифровая экосистема — это современная бизнес-модель, которая обеспечивает снижение издержек на привлечение клиентов, повышает лояльность клиентов за счет доступа к разнообразным услугам по принципу «единого входа». В основе цифровой экосистемы лежит цифровая платформа. Успешные цифровые платформы упрощают построение механизмов создания стоимости в цифровой экосистеме [13]. Эти механизмы создания стоимости основаны на эффективном упрощении транзакций и предоставлении дополнительных возможностей, что делает цифровую платформу «питательной средой» для инноваций [14, 15]. Цифровая экосистема сети медицинских организаций объединяет деятельность участников: поставщиков медицинских услуг, разработчиков ИТ-продуктов, пациентов, организаторов здравоохранения, социальных работников, координаторов и разработчиков долгосрочных медицинских программ лечения и сопровождения пациентов [16]. Самой известной цифровой экосистемой в России считают «Сбер»: Сбербанк, СберМаркет, СберЗдоровье, СберУниверситет и многие другие сервисы для развлечений, электронной коммерции, облачные сервисы, кибербезопасность и даже беспилотные автомобили. В мае 2022 г. «СберМедИИ» зарегистрировало как медицинское изделие программное обеспечение «Система поддержки принятия врачебных решений ТОП-3 диагнозов на основе данных электронной истории болезни». Данное программное обеспечение в настоящее время внедрено в московских городских поликлиниках. В ряде российских регионов внедряется аппаратно-программный комплекс мобильной диагностики на основе систем искусственного интеллекта и телемедицины «Цифровой ФАП», разработанный «СберМедИИ» [17].

Цифровые платформы и цифровые экосистемы накапливают большое количество разнообразных данных. Термин «большие данные» (Big Data) появился в 2008 г. на фоне бурного развития телекоммуникаций. «Большими» предлагали называть данные, ежедневный объем которых составлял больше 150 гигабайтов [18]. Согласно ГОСТ Р 59525-2021 «Информатизация здоровья, интеллектуальные методы обработки медицинских данных», большие данные — это обширные наборы данных, классифицируемые в первую очередь по характеристикам объема, разнообразия, скорости и/или изменчивости, которые требуют масштабируемой технологии для эффективного хранения, управления и анализа. Для хранения больших данных применяются специализированные системы управления базами данных (СУБД). По мере внедрения электронного документооборота и платформенных решений накопление данных ускоряется: по данным Минздрава России, количество электронных медицинских документов с 2019 по 2022 г. увеличилось в 40 раз [19].

На основе больших массивов данных, полученных при разностороннем исследовании объекта или процесса, формируются цифровые двойники. Согласно ГОСТ Р 57700.37-2021, цифровой двойник — это система, состоящая из цифровой модели изделия и двусторонних информационных связей с изделием или его составными частями. В медицине и биотехнологии цифровые двойники могут быть созданы для клеток, тканей, органов, человека, популяции, отдельного заболевания и т.д. с целью проведения аналитических или экспериментальных исследований. В государственной системе здравоохранения концепция цифровых двойников реализуется в виде цифрового профиля пациента. В декабре 2022 г. Минздрав России запустил Единый федеральный регистр застрахованных лиц, в который будут интегрированы данные о здоровье застрахованных в системе ОМС [19]. Создание цифрового двойника человека может помочь в разработке персонифицированных программ профилактики и лечения, а также в проведении научных и клинических испытаний лекарственных препаратов и медицинских изделий без непосредственного участия человека.

Цифровой профиль в реальной клинической практике

Основным источником данных для формирования цифрового профиля человека являются данные реальной клинической практики и интегрированная электронная медицинская карта. Согласно ГОСТ Р 59921.3-2021 «Системы искусственного интеллекта в клинической медицине, ч. 3», данные реальной клинической практики (real-world data, RWD) представляют собой информацию о состоянии здоровья пациентов и/или об оказании медицинской помощи, полученной из различных источников вне рамок предрегистрационных клинических исследований. В настоящее время данные реальной клинической практики представляются более ценными, чем данные рандомизированных клинических исследований, за счет отсутствия критериев включения и исключения. Данные реальной клинической практики могут быть собраны из медицинской карты, а также из информации, полученной от пациентов, в том числе в домашних условиях, и от мобильных устройств (показатели здоровья). Однако основным источником данных в сфере здравоохранения является электронная медицинская карта (ЭМК). Согласно ГОСТ Р ИСО/ТО 20514-2009, ЭМК — это хранилище информации, относящейся к состоянию здоровья конкретного пациента, обеспечивающее хранение в электронной форме и безопасный доступ для авторизованных пользователей, предназначенное для поддержки непрерывности, эффективности и качества лечения. Медицинские большие данные, особенно данные реальной клинической практики, могут применяться для статистических и популяционных исследований, для принятия управленческих решений на разных уровнях в сфере здравоохранения (управление, основанное на данных), разработки программ профилактики и лечения. Ключевым аспектом работы с медицинскими данными являются высокие требования к конфиденциальности и информационной безопасности. В 2020 г. общее количество компьютерных атак на информационные системы в сфере здравоохранения по сравнению с 2019 г. выросло на 91% [20].

Федеральный закон от 26.07.17 №187-ФЗ «О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации» устанавливает, что информационные системы в сфере здравоохранения представляют собой объекты критической информационной инфраструктуры. Медицинские данные относятся к определенному физическому лицу и, следовательно, включают в себя персональные данные этого лица, а также являются врачебной тайной. В информационных системах персональных данных для нейтрализации актуальных угроз устанавливается обязательность применения средств криптографической защиты информации [20]. Медицинские данные могут быть переданы разработчику систем искусственного интеллекта только в обезличенном виде и только с согласия пациента. При обезличивании персональных данных необходимо проводить удаление из данных фамилии, имени, отчества пациента, места жительства, даты рождения, номера полиса ОМС и любых других идентификаторов, с помощью которых потенциально возможно установить личность гражданина. Обезличивание данных должно быть выполнено в медицинской организации, в которой эти медицинские данные собраны, при условии наличия согласия пациента на обработку его персональных данных, включая обезличивание. Высокие требования к защите медицинских данных являются фактором, замедляющим внедрение систем искусственного интеллекта в здравоохранение в сравнении с другими отраслями экономики.

Другой важной особенностью медицинских больших данных, особенно данных реальной клинической практики, является их недостаточная структурированность: медицинские документы часто содержат большое количество текста на естественном языке, что усложняет машинную обработку. Для накопления и анализа больших объемов медицинских данных по значимым для государства направлениям активно внедряются цифровые регистры. Регистры — это специализированные информационные системы по различным направлениям медицины, обеспечивающие поддержку электронного документооборота персональных данных в проблемно-ориентированных областях медицинской деятельности, включающие аналитические функции [21, 22]. Цифровые регистры характеризуются высокой степенью структурированности массивов данных, которые могут быть обработаны системами искусственного интеллекта с получением качественных результатов.

Искусственный интеллект и нейросети в практическом здравоохранении

Важными «сквозными» цифровыми технологиями являются нейросети и искусственный интеллект. Они относятся к приоритетным для государства высокотехнологичными направлениям. В соответствии с ГОСТ Р 59921.5-2022 искусственный интеллект (artificial intelligence) — это комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение, поиск решений без заранее заданного алгоритма и достижение инсайта) и получать при выполнении конкретных практически значимых задач обработки данных результаты, сопоставимые как минимум с результатами интеллектуальной деятельности человека, и включающий в себя информационно-коммуникационную инфраструктуру, программное обеспечение (в том числе программное обеспечение, в котором используются методы машинного обучения), процессы и сервисы по обработке данных, анализу и синтезу решений. Разработка диагностических методов на основе нейронных сетей в настоящее время является одной из наиболее актуальных тенденций развития в сфере диагностики. Актуальность данного направления обусловлена не только общим трендом к цифровизации, но и необходимостью снижения нагрузки на медицинских работников путем внедрения в клиническую практику систем поддержки принятия врачебных решений. Так, на сегодняшний день сверточные нейронные сети (специальная многослойная архитектура искусственных нейронных сетей для распознавания изображений) нашли широкое применение в диагностике различных заболеваний, в частности нейронные сети активно разрабатываются и внедряются для диагностики воспалительных заболеваний кишечника [23—25].

Машинное обучение — незапрограммированные компьютерные технологии, имеющие возможность автоматического обучения и развития на основе накопленного опыта. Машинное обучение осуществляется на основе крупных массивов данных. Нейросети — это математические модели, состоящие из взаимосвязанных простых элементов, способных получать и передавать сигналы друг другу, которые при применении машинного обучения могут быть использованы для решения задач прогнозирования, распознавания образов и др. В общем случае построением и «обучением» нейросетей занимаются квалифицированные ИТ-специалисты, однако создание нейросетевой модели на основе медицинских данных происходит при непосредственном участии квалифицированных врачей. Искусственный интеллект и нейросети уже сейчас применяются для обработки больших массивов данных различных форматов (текст, цифры, изображения, речь и пр.) в лучевой диагностике, терапии, эндоскопии, дерматологии, патоморфологии в целях прогнозирования исходов заболевания, установления предварительных диагнозов, стратификации риска осложнений, с целью оптимизации рабочего времени врачей и других работников системы здравоохранения.

Для создания нейросетевой модели, помимо информационной инфраструктуры и оборудования, должны быть подготовлены наборы данных. В соответствии с ГОСТ Р 59921.42021 набор данных — это совокупность данных, прошедших предварительную подготовку (обработку) в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации об информации, информационных технологиях и защите информации и необходимых для разработки программного обеспечения на основе искусственного интеллекта. В дальнейшем наборы медицинских данных в обезличенном виде подвергаются разметке. В соответствии с ГОСТ Р 59921.5-2022 разметка данных (data labeling) — это этап обработки структурированных и неструктурированных данных, в процессе которого данным (текстам и изображениям) присваиваются идентификаторы и осуществляется интерпретация данных для решения конкретной задачи. Наборы данных с ретроспективной разметкой часто не требует непосредственного участия медицинских специалистов, так как разметка осуществляется по формальным признакам (например, положительный или отрицательный результат теста ПЦР). Наборы данных с проспективной разметкой получают с участием обученного медицинского персонала путем ручного аннотирования содержания данных.

Валидизированные (верифицированные) наборы данных — это наборы данных с проспективной разметкой, дополненные данными об окончательном диагнозе, результатах «золотого стандарта» диагностики или размеченные группой экспертов. Качественная разметка наборов данных — ключевой фактор, влияющий на качество и результат работы системы искусственного интеллекта. Наиболее ценными являются валидизированные (верифицированные) наборы данных и экспертная разметка. Например, в Научно-технологическом парке биомедицины ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет) разметка наборов данных организована группами по 3 врача-специалиста, таким образом, 5 групп по 3 врача за период 9 мес смогли разметить 4000 исследований (наборов изображений) магнитно-резонансной томографии [26]. Необходимость привлечения высококвалифицированных врачей к разметке больших массивов данных является дополнительным фактором, замедляющим внедрение качественных систем искусственного интеллекта в здравоохранении. После этапа разметки у разработчика имеется набор обезличенных данных с размеченным (аннотированным) содержанием: новообразованиями, очагами фиброза, зонами инфильтрации в легких, зонами острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК) и т.д. В дальнейшем разработчик осуществляет настраивание алгоритма («обучение» модели), которое приводит к созданию компьютерной программы, способной проводить анализ входных данных и решать задачи прогнозирования риска и исхода, выявления патологии и др.

К настоящему времени создано большое количество различных медицинских программно-аппаратных комплексов на основе искусственного интеллекта. Для общего понимания их можно разделить следующим образом:

— системы обработки изображений (компьютерное зрение), которые осуществляют обработку медицинских изображений с целью выявления патологии: рака легкого и вирусной пневмонии по результатам компьютерной томографии (КТ) органов грудной клетки, признаков ОНМК при КТ головы, выявления признаков злокачественных новообразований при колоноскопии или по изображениям кожи; видеоаналитика, например системы мониторинга нахождения пациента в палате и др.;

— системы обработки речи (голосовые помощники): сервисы распознавания голоса для лиц с ограниченными возможностями слуха, системы на основе искусственного интеллекта для заполнения медицинских протоколов с помощью голоса, виртуальные операторы вызова врача на дом и обработки обращений граждан, интеллектуальные помощники для информирования пациента о записи на вакцинацию и др.;

системы поддержки принятия врачебных решений (СППВР) — интеллектуальные системы, извлекающие данные из ЭМК и предлагающие врачу варианты диагностического поиска, или оценку рисков пациента, или проверку корректности медицинских рекомендаций.

Следует отметить, что для применения систем искусственного интеллекта в оказании медицинской помощи система должна быть зарегистрирована как медицинское изделие. Программное обеспечение является медицинским изделием, если представляет собой предназначенную для оказания медицинской помощи компьютерную программу, результат действия которой заключается в автоматической интерпретации данных, влияющей на принятие клинических решений [27]. Таким образом, в отношении медицинских систем искусственного интеллекта должны быть проведены клинические испытания. Целью этих испытаний является оценка эффективности и безопасности медицинского изделия в части программного обеспечения [28]. Требования к проведению клинических испытаний устанавливают, что в их рамках необходимо проводить клиническую оценку, в которую включены: клиническая корреляция, т.е. определение статистически значимой клинической связи между результатами программы и целевым клиническим состоянием; аналитическая валидация — оценка корректности обработки входных данных программой для создания надежных выходных данных, а также клиническая валидация — подтверждение достижения намеченной цели в целевой популяции в контексте лечебной работы (рис. 2) [29].

Рис. 2. Клиническая оценка систем искусственного интеллекта в соответствии с национальным стандартом ГОСТ Р 59921.1 — 2022.

В апреле 2023 г. на сайте оперативного взаимодействия участников ЕГИСЗ Минздравом впервые был опубликован перечень одобренных Росздравнадзором отечественных медицинских изделий на основе технологий ИИ. В данный перечень включено 17 позиций, причем большинство из них — это программное обеспечение на основе компьютерного зрения (обработка изображений КТ легких и головного мозга, маммографии, флюорографии, рентгенографии стопы), а также две СППВР для анализа ЭМК.

Новая концепция сети передачи данных, мониторинга и диагностики: интернет медицинских вещей

Интернет вещей — одно из приоритетных высокотехнологичных направлений, представляющее собой источник больших данных. Интернет вещей (Internet of Things, loT) — это инфраструктура взаимосвязанных сущностей, систем и информационных ресурсов, а также служб, позволяющих обрабатывать информацию о физическом и виртуальном мире и реагировать на нее [30]. Кроме того, интернет вещей — это концепция сети передачи данных между физическими объектами («вещами»), оснащенными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой [31]. В здравоохранении интернет вещей применяется для дистанционного мониторинга пациента, самоконтроля и удаленной диагностики при оказании медицинской помощи с применением телемедицинских технологий. В декабре 2022 г. Минздрав России утвердил Программу экспериментального правового режима в сфере цифровых инноваций «Персональные медицинские помощники» для пациентов с сахарным диабетом и гипертонической болезнью на территориях нескольких регионов. В соответствии с Программой пациент получает медицинское изделие, зарегистрированное медицинской организацией на специализированной платформе. Пациент дома осуществляет измерения уровня гликемии и артериального давления, при этом результаты измерений автоматически передаются из устройства в информационную платформу и анализируются модулями информационной платформы. Лечащий врач через МИС МО и информационную платформу получает из устройства показатели состояния здоровья пациента, а также показания работы устройства. Если показатели измерений своевременно не поступают в информационную систему устройства, пациент получает регулярные напоминания о необходимости проводить измерения через мобильное приложение, а лечащий врач — информацию о нарушении режима измерений [32].

Представляется перспективным возможность применять технологии искусственного интеллекта и интернета медицинских вещей для удаленного мониторинга пациентов с нарушением сердечного ритма в виде длительного мониторинга ЭКГ. При этом накапливаются большие массивы цифровых данных, которые используются для обучения систем искусственного интеллекта по интерпретации ЭКГ для выявления дисфункции левого желудочка, «немой» фибрилляции предсердий и гипертрофической кардиомиопатии [33].

С технологией интернета вещей тесно связана технология «облачных вычислений» (cloud computing) — это парадигма для предоставления возможности сетевого доступа к масштабируемому и адаптивному пулу общих физических или виртуальных ресурсов с предоставлением самообслуживания и администрированием по требованию. Примеры ресурсов включают программное обеспечение, приложения, серверы, сети, операционные системы и оборудование для хранения данных [34]. При применении интернета вещей значительно ускоряется прирост объема данных и увеличивается потребность в обмене данными. Облачные технологии позволяют хранить и обрабатывать большие объемы данных, снижая издержки пользователей.

Высокая научная ценность медицинских данных, нарастающие объемы массивов данных из-за развития интернета медицинских вещей, цифровой диагностики и структурированных электронных медицинских документов при высоких требованиях к конфиденциальности и безопасности медицинских данных стимулируют поиск новых вариантов машинной обработки медицинских данных. Например, развивается федеративное обучение. Федеративное обучение — это метод машинного обучения модели в шаблоне, распределенном на несколько участников, без необходимости делиться данными с централизованным объектом [35, 36]. Федеративное обучение предлагает нецентрализованный механизм обучения, в котором каждый участник контролирует свои собственные данные и определяет свою политику информационной безопасности. Аналогично федеративное обучение облегчает межконтинентальное сотрудничество и устраняет многие барьеры, связанные с обменом данными. Уже сейчас различные медицинские организации, обладая ресурсами в виде больших данных и экспертов для их разметки, могут присоединиться к проектам на основе федеративного обучения.

Заключение

Применение систем искусственного интеллекта и интернета вещей в здравоохранении позволит повысить доступность и качество медицинской помощи, особенно диспансерного наблюдения пациентов с хроническими заболеваниями, уменьшить нагрузку на медицинские организации, повысить приверженность пациентов лечению и улучшить контроль заболеваний. Однако вызовами на пути цифровизации экономики и системы здравоохранения во всем мире являются вопросы доверия к искусственному интеллекту, прозрачности, надежности, этики, а также цифровое неравенство. Для преодоления этих ограничений необходимо задействовать все доступные механизмы повышения базовых цифровых компетенций медицинских работников: образовательные программы в вузах и в системе непрерывного медицинского образования, специализированные сессии на медицинских конференциях, публикации в медицинских изданиях.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Филь Т.С. Бакулин И.Г.; сбор и обработка материала — Филь Т.С.; написание текста — Филь Т.С.; редактирование — Филь Т.С. Бакулин И.Г.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.