Интернет медицинских вещей (IoMT): стимулирование инноваций в здравоохранении

Традиционная система оказания медицинской помощи переживает значительные изменения по мере того, как цифровая трансформация обеспечивает пациентам все более хороший доступ к медицинским услугам, даже из самых отдаленных районов[1]. В большинстве традиционных систем здравоохранения используется неавтоматизированное управление и хранение демографических данных пациентов, данных диагностики, историй болезни, данных о медикаментозном лечении, наличии препаратов и оплатах, что приводит к ошибкам, обусловленным человеческим фактором, которые могут существенно повлиять на жизнь пациентов[2].

В рамках «умного» здравоохранения, основанного на концепции «Интернет вещей» (IoT), такие ошибки со стороны человека можно устранить. Использование этой концепции также помогает врачам более точно проводить диагностику заболеваний путем объединения всех устройств мониторинга показателей жизненно важных функций организма в единую сеть, оснащенную системой поддержки принятия решений. Сеть таких медицинских устройств («вещей»), у которых есть возможность передавать данные по сети без необходимости во взаимодействии человека с компьютером или человека с человеком, известна как Интернет медицинских вещей (IoMT)[2].

IoMT является частью IoT и играет очень важную роль в сфере здравоохранения; его влияние на рынок услуг здравоохранения необратимо и неоспоримо[3, 4]. Такие решения могут помочь преодолеть общие трудности, с которыми сталкиваются поставщики медицинских услуг[5]. В сочетании с приложениями для смартфонов развивающаяся технология IoMT позволяет пациентам отправлять информацию о состоянии своего здоровья медицинским специалистам[6]. Устройства IoMT подключаются к сетям поставщиков медицинских услуг и передают данные на внутренние серверы или облачные репозитории[7].

Как пациентам, так и врачам IoMT помогает улучшить наблюдение за состоянием здоровья. Этот подход играет решающую роль в отслеживании и профилактике обострений хронических заболеваний[6]. Давайте больше узнаем о том, как технология IoMT произвела революцию в сфере здравоохранения.

Что такое IoMT?

Прежде чем перейти к обсуждению преимуществ технологии IoMT для сектора здравоохранения, давайте разберемся, что из себя представляет IoMT.

IoMT — это совокупность медицинских устройств, аппаратной инфраструктуры и программных приложений, которые используются для работы с медицинскими информационными технологиями путем создания сети[3].

Интеллектуальная система IoMT главным образом состоит их «умных» датчиков и электронных схем, необходимых для получения биомедицинских сигналов от пациента. Она также включает блок обработки биомедицинских сигналов, сетевое устройство для передачи медицинских данных по сети, блок временного или постоянного хранения данных и платформу визуализации с компонентами искусственного интеллекта для принятия соответствующих решений с учетом потребностей врача[2].

Преимущества IoMT для сектора здравоохранения

Использование IoMT дает огромное множество преимуществ, при этом потенциал этой технологии еще только предстоит полностью раскрыть. Далее приведены несколько преимуществ IoMT.

• Обеспечивает быструю и более точную диагностику заболеваний[4].
• Повышает качество обслуживания пациентов за счет уменьшения количества ненужных и частых посещений медицинских учреждений[7].
• Снижает нагрузку на систему медицинского обслуживания обеспечивая связь между пациентами и их врачами[8].
• Позволяет минимизировать затраты на медицинское обслуживание[7].
• Способствует оказанию эффективной медицинской помощи, даже в отдаленных регионах[7].
• Позволяет беспроводным и дистанционным устройствам безопасно обмениваться данными через Интернет, обеспечивая быструю и удобную оценку медицинских данных[3].
• Позволяет улучшить исходы у пациентов и повысить качество медицинских услуг[5].
• Автоматизированный учет данных, получаемых с устройства, а также данных о лечении позволяет свести к минимуму ошибки, обусловленные человеческим фактором, и неточности в документации медицинских учреждений.
• Устройства сети IoMT быстро обрабатывают данные пациентов, тем самым повышая эффективность работы[4].
• Обеспечивает безопасную передачу медицинских данных по компьютерной сети[8].
• Обеспечивает эффективное оказание медицинских услуг[4].

Как IoMT влияет на систему здравоохранения?

Имеется насущная потребность в доступной медицинской помощи. Учитывая многообещающие возможности технологии IoMT, касающиеся генерирования, сбора, анализа и передачи данных и изображений о состоянии здоровья, ее использование обусловило быстрое изменение представлений об оказании медицинской помощи[6].

(a) Система IoMT на дому

Часть этой системы, которая может использоваться во внебольничных условиях, включает следующие опции.

1. Персональная система экстренного реагирования (PERS)

Включает в себя носимые устройства и (или) релейные модули и медицинскую службу обработки вызовов в реальном времени для обеспечения безопасности и повышения независимости лиц из группы повышенного риска (например, пожилых людей, привязанных к дому, или с ограниченной подвижностью), которые хотят жить самостоятельно, не ставя под угрозу свою безопасность. Эта система обеспечивает пользователям возможность оперативно обращаться за неотложной медицинской помощью и получать ее[1] . Например, система PERS позволяет отслеживать такие события, как, например, сердечный приступ, и автоматически обращаться за помощью[3].

2. Виртуальные консультации в рамках телемедицины

Включает виртуальные консультации, которые позволяют помочь пациентам в лечении их заболеваний и получении рецептов или рекомендуемых планов оказания медицинской помощи. Примерами являются видеоконсультации и оценка поражений или симптомов с помощью дистанционных исследований и визуального обследования по видеосвязи.

3. Дистанционное наблюдение пациента (RPM)

Дистанционное наблюдение пациентов может принести пользу в следующих областях.

Ведение пациентов с хроническими заболеваниями: непрерывный контроль физиологических параметров (таких как артериальное давление) позволяет обеспечить длительное оказание помощи пациентам на дому с целью замедления прогрессирования заболевания.

Мониторинг экстренных состояний на дому: RPM позволяет проводить непрерывное наблюдение за пациентами, выписанными из стационара. Это помогает ускорить выздоровление, а также предотвратить повторную госпитализацию.

Проведение медикаментозного лечения: напоминает пользователям о необходимости приема препаратов и предоставляет информацию о дозировании. Это позволяет улучшить соблюдение режима терапии и результаты лечения[1].

(b) Носимые устройства системы IoMT

В рамках технологии IoMT могут использоваться носимые устройства, которые подключаются к системам удаленного мониторинга. В отличие от устройств IoMT, используемых на дому, носимые устройства можно применять и вне дома, в рамках повседневной активности пациентов[3]. Эти устройства в целом можно разделить на потребительские носимые устройства и на носимые устройства для медицинской практики.

(1) Потребительские носимые устройства системы IoMT

Это носимые медицинские устройства, которые население может приобрести для отслеживания показателей состояния здоровья для личного использования или для предоставления данных лицам, осуществляющим уход[3]. Большинство таких устройств не регулируется органами здравоохранения. Однако на основе результатов исследований потребительских свойств и неофициальной клинической валидации эксперты могут одобрить использование таких устройств в отдельных областях клинической практики[1]. Помимо отслеживания стандартных показателей (например, пульса), эти интеллектуальные устройства могут выявлять ранние признаки возможного появления более серьезных проблем со здоровьем. Например, часы Apple Watch могут предупреждать пользователя о нерегулярном сердечном ритме[3].

(2) Носимые устройства системы IoMT для медицинской практики

Сюда относятся регулируемые устройства и вспомогательные платформы, которые обычно сертифицированы и (или) одобрены к использованию одним или несколькими регулирующими органами или органами здравоохранения. Большинство таких устройств системы IoMT используются по рекомендации специалиста или по назначению врача.

Примерами таких устройств являются:

• носимое устройство нейромодуляции, которое воздействует на сенсорные нервы с целью облегчения хронической боли;
• «умный» пояс, который позволяет определять падения и обеспечить защиту тазобедренных суставов у пожилых людей[1];
• датчики глюкозы, носимые пациентами с сахарным диабетом, которые могут предупреждать их о колебаниях содержания глюкозы[3].

(c) IoMT для общественного пользования

Это использование устройств и инструментов системы IoMT на более обширной территории. Оно включает в себя пять компонентов.

Передвижные системы: позволяют отслеживать параметры состояния здоровья во время транспортировки в легковом транспорте.

Интеллектуальные системы реагирования в экстренных ситуациях: используются парамедиками, службами быстрого реагирования и поставщиками медицинских услуг из отделений неотложной помощи для отслеживания состояния пациентов за пределами стационара.

Пункты обслуживания: используются для выдачи препаратов пациентам в сельской местности с ограниченным доступом к традиционной инфраструктуре или с полным отсутствием такового.

Устройства в автоматизированных пунктах предоставления медицинских услуг: такие устройства используются поставщиками медицинских услуг во внебольничных условиях и в нестандартных ситуациях, например, в мобильных или полевых госпиталях.

Логистика: включает доставку медицинских услуг и транспортировку товаров медицинского назначения, включая медицинские изделия, фармацевтические препараты, медицинское оборудование, медицинские и хирургические принадлежности и другие товары, необходимые медицинскому персоналу.

Например, при транспортировке фармацевтических препаратов могут использоваться датчики для контроля давления и температуры в транспортных контейнерах. Это позволяет гарантировать сохранность качества препаратов на протяжении всего процесса доставки[1, 3].

(d) Система IoMT для использования в условиях стационара

Этот сегмент включает в себя следующие области.

1. Управление активами: система IoMT помогает осуществлять контроль и отслеживать использование дорогостоящего капитального оборудования и передвижных приспособлений (например, инвалидных колясок и инфузионных насосов) по всему учреждению.

2. Управление персоналом: помогает оценить эффективность и продуктивность деятельности медицинского персонала.

3. Управление пациентопотоком: позволяет улучшить работу учреждения путем решения вопросов с пропускной способностью и улучшения качества обслуживания пациентов. Например, с помощью системы IoMT можно контролировать время прибытия пациента из операционной в палату послеоперационного ухода, а затем — в общую палату.

4. Управление запасами: помогает упростить заказ, хранение и использование медицинских принадлежностей, расходных материалов, медицинских изделий и фармацевтических препаратов. Это, в свою очередь, позволяет свести к минимуму затраты на создание и хранение товарных запасов, а также повысить эффективность работы персонала.

5. Мониторинг условий окружающей среды (например, влажности и температуры) и потребления электроэнергии: помогает контролировать потребление электроэнергии и определить оптимальные условия в помещениях для пациентов и складских помещениях.

К инновационным устройствам относятся:

• носимый дефибриллятор, который постоянно контролирует состояние лиц с риском фибрилляции желудочков или тахикардии;
• приложение MyWay на основе технологии GPS, которое направляет посетителей к месту назначения по самому короткому маршруту;
• система соблюдения правил гигиены рук, включающая систему определения местоположения в реальном времени и датчик присутствия. Она помогает отслеживать действия сотрудников через дозатор и использует аналитический модуль для проверки того, следуют ли сотрудники протоколу мер гигиены[1].

Дальнейшие перспективы

Достижения в области технологий меняют нашу жизнь и предоставляют современные решения на основе «умных» систем в различных секторах. Одним из таких секторов является здравоохранение. Использование концепций и инструментов системы IoMT позволило существенно изменить то, как проводится оказание медицинских услуг[9]. Создание связей между устройствами и датчиками — это инновационный способ упрощения работы системы здравоохранения и, в конечном итоге, всестороннего улучшения оказания помощи пациентам[6].

С помощью таких устройств, подключенных к Интернету, можно повысить эффективность лечения, свести к минимуму затраты на оказание медицинских услуг и обеспечить улучшение результатов в области медицинского обслуживания[6]. Учитывая особенности технологии IoMT, безопасность связи является одним из важнейших элементов обеспечения конфиденциальности и безопасности данных пациентов[7]. Системы IoMT готовы к тому, чтобы изменить будущее здравоохранения[6].

Вскоре можно будет повысить доступность медицинской помощи даже для самых отдаленных районов, поскольку медицинские устройства с подключением к сети становятся все более доступными как для врачей, так и для пациентов. Развитие экосистемы IoMT открывает возможность использования других инновационных технологий. Ожидается, что внедрение систем IoMT приведет к более точной диагностике и уменьшению количества ошибок, а также стоимости медицинского обслуживания[7]. В действительности развитие и расширение систем IoMT будет только усиливаться, а их использование будет возможным, независимо от местоположения или состояния пациентов[6].

Список литературы

1. Internet of Medical Things Revolutionizing Healthcare. Доступно по ссылке: https://aabme.asme.org/posts/internet-of-medical-things-revolutionizing-healthcare (дата последнего обращения: 22 ноября 2021 года).

2. Vishnu S, Ramson SJ, Jegan R. Internet of medical things (IoMT)-An overview. In 2020 5th international conference on devices, circuits and systems (ICDCS) 2020 Mar 5 (pp. 101-104). IEEE.

3. What is IoMT? Доступно по ссылке: https://ordr.net/article/what-is-iomt/ (дата последнего обращения: 22 ноября 2021 года).

4. Why Internet of Medical Things is the future of healthcare? Доступно по ссылке: https://webmedy.com/blog/why-internet-of-medical-things-is-the-future-of-healthcare/ (дата последнего обращения: 22 ноября 2021 года).

5. IoT in Healthcare: Enhancing Medical Environments With Innovative Solutions. Доступно по ссылке: https://www.igor-tech.com/news-and-insights/articles/iot-in-healthcare-enhancing-medical-environments-with-innovative-solutions (дата последнего обращения: 22 ноября 2021 года).

6. How the Internet of Medical Things Is Impacting Healthcare. Доступно по ссылке: https://healthtechmagazine.net/article/2020/01/how-internet-medical-things-impacting-healthcare-perfcon (дата последнего обращения: 22 ноября 2021 г.).

7. The impact of the IoMT on the Healthcare Industry. Доступно по ссылке: https://waterstream.io/2021/02/15/the-impact-of-the-iomt-on-the-healthcare-industry/ (дата последнего обращения: 22 ноября 2021 года).

8. Toor AA, Usman M, Younas F, M Fong AC, Khan SA, Fong S. Mining massive E-health data streams for IoMT enabled healthcare systems. Sensors. 2020 Jan;20(7):2131.

9. Singh RP, Javaid M, Haleem A, Vaishya R, Ali S. Internet of Medical Things (IoMT) for orthopaedic in COVID-19 pandemic: Roles, challenges, and applications. Journal of Clinical Orthopaedics and Trauma. 2020 Jul 1;11(4):713-7.