CC BY
131
УДК 616.7;611.8
Ю. И. Сенкевич, д-р техн. наук,
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
От телемедицины к телездравоохранению
Ключевые слова: телемедицинские системы, телездравоохранение, телемониторинг, телемедицинские консультации, социальное теленаблюдение, умная одежда.
Key words: telemedicine systems, telehealth, telemoniroring, telemedicine consultations, social TV monitoring, smart clothes.
Охарактеризована проблема современного становления телемедицины в России. Предложено решение данной проблемы, связанное с необходимостью организации подготовки специалистов по новой специальности «телемедицинские системы». Показаны роль и место телемедицинских систем в здравоохранении, уровень их современного состояния и перспективы дальнейшего развития. Указана возможность подготовки специалистов по телемедицинским системам на кафедре биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Мудрец лечит не тех, кто болен, но лишь пребывающих в добром здравии. Роль его заключается не в том, чтобы пытаться подавить мятеж, а в сохранении установленного порядка. Лечение же больных в ситуации, когда мятеж в разгаре, подобно поведению человека, ждущего возникновения жажды для того, чтобы приступить к рытью колодца...
Китайский трактат «Су Вэнь Ней Цзин», VI в. до н. э.
Часто «новое» — это хорошо забытое «старое».
Народная мудрость
Введение
Современная телемедицина (ТМ) — это область прикладной медицины, отражающая результат взаимодействия трех мощных технологических направлений: собственно медицины, телекоммуникаций и информационных технологий. Основная роль, которая отводится ТМ, определена целью медицины: оказание врачебной помощи человеку при различ-
ных заболеваниях, но с учетом ограничений из-за дистанции, отделяющей пациента от медицинского сервиса.
Россия может гордиться своими учеными, чей вклад в науку способствовал современному технологическому прорыву в ТМ. Наиболее ярким достижением отечественной ТМ явилась космическая биотелеметрия. Развиваемые с начала 1960-х годов методы космической медицины и биологии отличаются высокой степенью автоматизации, тесно связаны с радиоэлектроникой, электротехникой, радиотелеметрией и вычислительной техникой. Именно технология биотелеметрии позволила вывести отечественную ТМ на современный уровень.
В любом быстро развивающемся направлении науки и техники имеет место острый дефицит кадров. И рано или поздно эта проблема становится принципиальным препятствием на пути эволюции предметной области. В России проблема подготовки специалистов по направлению «телемедицина» до настоящего времени не решается, поскольку такой специальности просто нет ни в одном отечественном вузе. С конца прошлого столетия развитие ТМ не приобрело самостоятельный и конструктивный характер. Выбранное направление развития ТМ в угоду интересам крупных коммерческих компаний, распространяющих в нашей стране дорогостоящие иностранные системы видеоконференцсвязи, можно назвать шагом в сторону. В условиях полного игнорирования достижений отечественных специалистов, в первую очередь — ученых и изобретателей, работающих в авиакосмической отрасли, базовая техническая парадигма ТМ, состоящая в оптимизации сбора, обработки и целевого обмена клинической информации в интересах постановки диагноза, была подменена схемой снабжения ведущих
— до биотехнических систем
От электронно-медицинской аппаратуры
лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) стандартными системами видеотелефонии, эксплуатация которых требует значительных затрат. Результат — негативное отношение к подобным системам со стороны практикующих врачей и руководителей ЛПУ. Вместо эффективного инструмента обеспечения дистанционной диагностики специалисты получили бесполезные изображения, отличающиеся низким экранным разрешением и отображающих других специалистов на другом конце линии связи. Расплата за упущенное время будет тяжелой.
Есть ли выход из создавшегося положения? Как нам представляется, есть, но для этого необходимо:
• пересмотреть роль и место ТМ в отечественном здравоохранении, дать ему достойную, конструктивную оценку;
• ввести в реестр профессиональной подготовки в системе высшего профессионального образования специальность «телемедицина», разработать соответствующие требования и начать готовить соответствующих специалистов. Преподавать данную специальность необходимо в технических вузах, поскольку технологии ТМ — это инженерная наука разработки и создания телемедицинских систем (ТМС).
ТМС — это автоматизированный технический комплекс, представляющий собой виртуальную
коммуникационную структуру, объединяющую сеть абонентов (пунктов получения клинической информации и данных о состоянии больных) и сеть экспертного сервиса (совокупность лечебных учреждений и их специалистов), которые связаны между собой координатором (провайдером телемедицинских услуг) — полуавтоматической (в перспективе — автоматической) службы, оптимизирующей и направляющей потоки запросов и ответов внутри виртуальной сети в ходе дистанционного наблюдения, диагностики и терапии [1] (рис. 1).
Телемедицинские системы — техническая основа современного телездравоохранения
Биографы Альберта Эйнштейна утверждают, что ему принадлежит фраза: «Точные науки делают то, что можно, так, как надо, а прикладные — то, что надо, так, как можно». Имея в виду современное состояние ТМ, этот афоризм можно изложить следующим образом: при наличии достаточно развитой теоретической концепции ТМ ее реальное воплощение в жизнь ограничивается современным уровнем возможностей технической поддержки телеконсультаций. Синтетические составляющие ТМ: медицина,
а)
Сеть абонентов
Экспертные сервисы
Провайдеры телемедицинских услуг
Сеть абонентов
Сеть абонентов
Сеть абонентов
б)
Абонент
Магистраль
ППИ
Канал Связи
ППИ
Эксперт
Рис. 1
Пример типовой структуры телемедицинской системы (а) и схемы звена
телемедицинского сеанса (б):
ППИ — приемопередающий интерфейс связи
21
От электронно-медицинской аппаратуры — до биотехнических систем
телекоммуникации и информационные технологии — развиваются независимо, и по мере их эволюции повышается и качество оказания медицинской помощи на расстоянии. Вместе с развитием базовых технологий понятие и представление о ТМ вышли далеко за рамки своих первоначальных значений. Место ТМ в современном здравоохранении показано на рис. 2.
В современных иностранных публикациях все чаще и вполне правомерно отказываются от слова «телемедицина», заменяя его более емким понятием «телездравоохранение» (ТЗО). Действительно, исходная концепция ТМ, как инструмента обеспечения дистанционных медицинских консультаций, составляет лишь определенную часть электронного здравоохранения. Сегодня ТЗО — это мощный механизм обеспечения охраны здоровья, включающий в себя собственно ТМ в ее первоначальной консультативной концепции, телеметрический контроль состояния организма человека и социальное теленаблюдение в интересах охраны здоровья.
На современном этапе научно-технической эволюции телемедицинские консультации получили свое наиболее выраженное развитие в ургентной, военной ТМ и ТМ в экстремальных природных зонах. Многочисленные проекты такого рода действуют в слаборазвитых странах Африки, Ближнего Востока и Южной Америки, позволяют решать проблему доступности и снижения стоимости лечения.
Неизбежный технократизм современности требует принципиального решения проблемы нарушения безопасности существования человечества, связанной с человеческим фактором. Статистика техногенных катастроф убеждает нас в том, что в подавляющем большинстве случаев причиной аварий и несчастных случаев всех масштабов становится человек. Поэтому телеметрический медицинский контроль состояния человека бурно развивается по разным направлениям, среди них — системы про-
фессионального контроля операторов различных ответственных служб, водителей автотранспорта, авиадиспетчеров и т. п.
Еще одна важная задача, вызвавшая в настоящее время широкий общественный резонанс и порожденная успехами медицины, — старение населения планеты, правильнее сказать — продление периода жизни человека на той стадии, когда он не в состоянии объективно и своевременно контролировать состояние своего здоровья. Кроме того, сегодня достижения медицины позволяют выжить и продолжать жить многим людям, чье существование еще два десятилетия назад было бы невозможным, а сегодня благодаря созданию и применению различных приборов и аппаратов помогает оставаться деятельными. Таким группам людей, в том числе инвалидам, требуются серьезное непрерывное наблюдение и контроль. Эту задачу выполняет социальное теленаблюдение, которое осуществляет прежде всего дистанционный непрерывный или периодический мониторинг состояния людей в ходе их повседневной деятельности. Здесь имеются в виду системы индивидуального контроля состояния здоровья, системы охраны здоровья семьи (домашняя ТМ), больничные системы контроля состояния пожилых людей, людей с разного рода физическими и психическими недостатками, индивидуальные реабилитационные системы в постоперационный период и т. п.
Сегодня в мире происходит стремительный прорыв в развитии информационных технологий, который изменяет облик многих научных и прикладных направлений, в том числе и ТМ. Благодаря объединению огромных территорий и государств коммуникационной паутиной технология ТМ теперь перешла с уровня отдельных звеньев (консультации лечащего врача врачом-экспертом, специалистом) на уровень консультативных центров с развитым экспертным сервисом. Все чаще разработчики таких
Рис. 2 | Место телемедицины в современном здравоохранении
центров говорят не об отдельных связях, а о телемедицинской сети и телемедицинской системе. Как было показано в работах [2—7], реализация технического и организационного потенциала современных технологий ТМ обеспечивается благодаря развитию автоматических и полуавтоматических информационных систем оказания медицинской помощи на расстоянии (ТМС). Иначе говоря, настоящее телездравоохранения — это ТМС, обеспечивающие повышение качества диагностики заболеваний путем поддержки дистанционных медицинских консультаций с ведущими специалистами (экспертами) при использовании коммуникационных сетей.
Зарубежный и отечественный опыт разработки ТМС свидетельствует, что основная трудность разработки и создания таких систем связана с их синтетическим характером. ТМС связывают в единый процесс медицинские, коммуникационные, информационные и образовательные технологии [8—12]. При независимом интенсивном резвитии каждой базовой дисциплины необходимо быстро перестраивать аппаратные средства и технологические приемы, характеризующие ТМС. Перечислим эти характерные черты ТМС современного телездравоохранения:
• тотальное коммуникационное покрытие территорий Земного шара, включая полярные зоны Арктики и Антарктики;
• высокая технологическая научно-техническая база с широким внедрением компьютерных и информационных разработок.
• дистанционное консультирование во всех областях практической медицины;
• использование для консультирования глобальных информационных сетей;
• ведомственная специализация структуры и функций ТМС, определяемые спецификой той или иной отрасли производства;
• концентрация ТМ сервиса вокруг крупных муниципальных и региональных медицинских центров.
Уже сегодня становится понятным, что телекоммуникационные системы обеспечат высокоскоростной обмен данными практически на всей территории Земли и проблема трансляции информации и данных в телемедицинских сетях будет решена в самом ближайшем будущем. Можно также ожидать, что благодаря обнадеживающему прогрессу облачных вычислений и переходу к виртуальным хранилищам данных с высокой степенью их защиты будут решены вопросы сбора, накопления и обработки данных, а перспектива разработки новейших алгоритмов анализа данных позволит, наконец, сдвинуть с мертвой точки системы искусственного интеллекта и создать гибкие и мощные системы экспертного сервиса. В конечном итоге все это приведет к существенной автоматизации процессов проведения оперативных и высокоэффективных телеконсультаций.
Сегодня по всему миру тратятся огромные ресурсы на лечение обнаруженных заболеваний и реаби-
литацию людей после проведенного лечения. Индустрия терапии в сфере здравоохранения, к сожалению, в значительной мере превращается в изощренный бизнес благодаря спекуляции на почве оказания медицинской помощи больным и пострадавшим. Тем не менее есть решение. Стоит напомнить, что благородная цель терапии все же является вторичной по отношению к предупреждению болезни, то есть к предупреждению заболевания. И если поднять профилактику заболеваний до уровня тотального контроля за здоровьем населения, то это позволит создать здоровую конкуренцию медицине, то есть современной медицине, которая осуществляет лечебные мероприятия после факта обращения человека за помощью, когда заболевание уже привело к значительным нарушениям функционирования организма и зачастую уже необратимым последствиям. Отметим, что при этом в равной степени выигрывают все слои населения независимо от социального положения и места проживания. Это значит, что есть надежда на выполнение главного положения, прописанного в первом пункте Устава Всемирной организации здравоохранения: «Предоставление всем народам возможности пользования всеми достижениями медицины, психологии и родственных им наук является необходимым условием достижения высшего уровня здоровья. Правительства несут ответственность за здоровье своих народов, и эта ответственность требует принятия соответствующих мероприятий социального характера в области здравоохранения»1.
Прослеживая современную динамику эволюции систем здравоохранения в мире, мы вряд ли ошибемся, если заявим, что будущее медицины — создание систем непрерывного профилактического медицинского контроля состояния здоровья человека, учитывающих индивидуальную динамику параметров состояния его организма. Уже в ближайшем будущем система телездравоохранения приобретет ведущую роль в сфере мирового здравоохранения. Эта перспективная ветвь медицинской практики найдет выражение во всеохватном непрерывном телеконтроле состояния здоровья граждан, который будет направлен на обнаружение состояния пред-болезни по первым функциональным отклонениям от индивидуальной нормы состояния организма наблюдаемого человека.
Уже сегодня складывается индустрия разработки и создания ТМС индивидуального наблюдения. Так, передовыми исследовательскими центрами США, Германии, Канады и Норвегии в опытном варианте разработаны системы, которые в условиях повседневной жизни оценивают показатели состояния здоровья человека, опираясь на достижения микроэлектроники, встроенной в одежду (один из
1 Устав (Конституция) принят Международной конференцией здравоохранения, проходившей в Нью-Йорке с 19 июня по 22 июля 1946 года, подписан 22 июля 1946 года.
вариантов так называемой умной одежды) [13]. Благодаря достижениям нанотехнологий такая одежда не вызывает дискомфорта в повседневном использовании, по сути, она представляет собой совокупность биодатчиков, снимающих сигналы физических, электрических, энергетических, химических, температурных изменений состояния организма (рис. 3). Эти сигналы проходят первичную обработку в микропроцессоре: накапливаются, сжимаются, кодируются и передаются радиопередатчиком в телемедицинскую сеть и далее обрабатываются сервисами ТМС. Уже сегодня мобильные телефоны и смартфоны способны обеспечить надежную пакетную передачу измеряемых биомедицинских показателей и сигналов. Таким образом, для того чтобы применение индивидуального мониторинга состояния здоровья расширилось, остается подождать до тех пор, пока станет дешевле все еще дорогая одежда со встроенной электроникой.
К сожалению, объем данной статьи не позволяет обосновать и раскрыть сущность многих оригинальных идей, которыми сегодня богато телездравоохранение. Для ознакомления с передовыми достижениями современной ТМ можно рекомендовать материалы самого представительного форума, отражающего весь спектр инноваций и оригинальных решений в этой области знаний (http://www.medetel.lu/index. php). Опираясь на анализ работ, представленных на международных конференциях Med-e-Tel по ТМ за последние годы, отметим обнаруженные тенденции, которые обозначают пути дальнейшего развития телездравоохранения:
• обеспечение охраны здоровья граждан крупных населенных пунктов путем создания систем непрерывного телемониторинга жизненно важных показателей организма человека;
• разработка и создание ведомственных, прежде всего мобильных транспортных, систем непрерывного телемониторинга показателей состояния организма специалистов (операторов) в интересах качественного выполнения ими своих служебных обязанностей;
• создание и развитие центров сбора, обработки, оперативного и долговременного анализа результатов мониторинга показателей состояния здоровья и эффективности профессиональной деятельности (см. предыдущие пункты) с возможностью учета индивидуальных психофизиологических и генетических особенностей каждого наблюдаемого человека. Накапливаемые данные будут собираться в архиве индивидуальной электронной истории медицинских наблюдений и совместно обрабатываться по мере поступления новых данных, также предполагается выработка решения на основании анализа текущего состояния человека и прогноза его возможных изменений. В случае обнаружения отклонений будет подан предупреждающий сигнал, который в виде сообщения поступит по обратному и/или указанному адресу (мобильному телефону, смартфону и т. п.);
• совершенствование системы поддержки медицинских служб спасения людей в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций. В основном эта деятельность будет связана с анализом уровня выживания спасаемых людей путем прямой
Рис. 3
Умная одежда и коммуникационная среда:
BAN — среда ближнего (нательного) уровня; PAN — персональная сеть; WLAN — беспроводная локальная сеть (по данным [15])
трансляции данных о полученных жизненных показателях в центры оперативного медицинского экспертного анализа и принятия решения, а также планирования экстренной эвакуации спасенных в профильные ЛПУ;
• контроль состояния участников экспедиций и населения удаленных и труднодоступных географических районов (акваторий морей и океанов, полярных зон, горных районов, районов с низкой инфраструктурой коммуникаций и т. п.) системами дистанционного наблюдения за состоянием здоровья;
• развитие сервиса услуг, путем создания сетей операторов ТМС (провайдеров);
• эволюция систем космической медицины.
Можно видеть, что при развитии технологий ТМ
имеет место обращение к известным достижениям, полученным на заре космической эры человечества. Только теперь эти научные идеи находят свое применение в повседневной медицинской практике.
По глубокому убеждению автора этой статьи, решение проблем отечественного здравоохранения в будущем во многом будет зависеть от понимания чиновниками места ТМ технологий в мировом процессе охраны здоровья человечества и той важной спасительной роли, которую ТМ способна сыграть для будущего российской медицины.
С учетом совокупности профессий, по которым в СПбГЭТУ ведется специализация выпускников, наш вуз является профильным учебным заведением для подготовки высококвалифицированных специалистов по ТМ. Вероятно, в ближайшем будущем кафедра биотехнических систем СПбГЭТУ и другие кафедры университета найдут возможность объединить усилия и возглавить новое направление в обучении — «телемедицинские системы» и ориентировать специалистов медицинского приборостроения в направлении специализации таких систем. Это позволит кафедре и вузу в целом развивать
успехи отечественной биометрии, достигнутые предшествующими поколениями ученых и преподавателей, в современном телездравоохранении.
| Литература |
1. Сенкевич Ю. И., Горбунов Г. А., Козак В. Ф. и др. Медицинское обеспечение Российской антарктической экспедиции. СПб.: ААНИИ, 2009. 188 с.
2. Телемедицина — становление и развитие: Материалы меж-дунар. науч.-практ. семинара. Санкт-Петербург, 28—29 мая 1999 / Под ред. Р. М. Юсупова, Р. И. Полонникова. СПб.: Омега, 2000. 109 с.
3. Медведев О. С. Телемедицина: обзор современного состояния и перспективы развития в России // РФФИ: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rfbr.ru/ default.asp?article_id=5547&doc_id=5175#id5547.
4. Блажис А. К., Дюк В. А. Телемедицина. СПб.: «СпецЛит», 2000. 154 с.
5. Coiera Е. Guide to Health Informatics. 2nd ed. London: Hod-der Arnold Publishers, 2003. 472 p.
6. Norris A. C. Essentials of Telemedicine and Telecare. New York: John Wiley & Sons, 2002. 188 p.
7. Сенкевич Ю. И. Применение телемедицинских систем для дистанционного контроля работоспособности операторов // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2008. № 10. С. 24-28.
8. Владзимирский А. В. Телеконсультирование в клинической практике — собственный опыт // Украинский журнал те-лемедицини та мед. телематики. 2003. Т. 1, № 1. С. 34-44.
9. Владзимирский А. В. Модели лучшей практики для телемедицины и электронного здравоохранения. Донецк: ООО «Норд», 2005. 36 с.
10. Гельман В. Я. Медицинская информатика: практикум. 2-е изд. СПб.: Питер, 2002. 480 c.
11. Bardram J. E., Mihailidis A., Wan D. Pervasive Computing in Healthcare. Boca Raton: CNC Press, 2007.
12. Сенкевич Ю. И., Юлдашев 3. М. Автоматическая система дистанционного контроля утомляемости учащихся и преподавателей // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2010. № 4. С. 62-68.
13. Самарин А. Электроника, встроенная в одежду, — технологии и перспективы. Ч. 1 // Компоненты и технологии. 2007. № 4. С. 221-228; То же. Ч. 2 // Там же. № 5. С. 146-152.
