Интернет вещей открыл целый мир возможностей в медицине: при подключении к сети обычные медицинские устройства могут собирать бесценные дополнительные данные, давать более широкое понимание симптомов и тенденций, обеспечивать дистанционное лечение и дают пациентам больший контроль за своей жизню и лечением болезней в целом. E-consultancy приводит 10 примеров IoT в здравоохранении, которые демонстрируют, на что медицина становится способной благодаря технологиям.
В июне 2018 года на ежегодном собрании американского общества клинической онкологии ASCO были представлены данные рандомизированного клинического исследования 357 пациентов, получающих лечение от рака головы и шеи. В исследовании использовались весы с поддержкой Bluetooth и манжета для измерения артериального давления, а также приложение для отслеживания симптомов, чтобы отправлять врачам обновления пациентов о симптомах и обратно пациентам — ответы о лечении на каждый день.
Пациенты, которые использовали эту интеллектуальную систему мониторинга, известную как CYCORE, испытывали менее серьезные симптомы по сравнению с контрольной группой пациентов, которые регулярно посещали врача еженедельно (без дополнительного мониторинга). Брюс Э. Джонсон, президент Американского общества клинической онкологии, рассказал, что интеллектуальные технологии помогли упростить уход как для пациентов, так и для врачей, позволяя быстро и эффективно выявлять и устранять возникающие побочные эффекты, чтобы облегчить бремя лечения.
Исследование демонстрирует потенциальные преимущества интеллектуальных технологий, когда речь идет об улучшении контакта пациента с врачами и мониторинге состояния пациента таким образом, чтобы это вызывало минимальное вмешательство в повседневную жизнь. Ричард Купер, глава отдела цифровых технологий AXA PPP Healthcare, рассказал Econsultancy в интервью о будущем технологий здравоохранения:
«Новые технологии решают, в некоторых случаях, довольно простые проблемы, бытовые вопросы, но при этом возвращают людям такое качество жизни, какое у них было до болезни. Технология делает взаимодействие с медицинским работником намного более мощным и полезным и дает пациенту ощущение контроля над ситуацией».
Интеллектуальный непрерывный мониторинг глюкозы (CGM)
Диабет оказался одной из болезней, для которой наиболее актуальна разработка интеллектуальных устройств, поскольку это заболевание поражает примерно каждого десятого взрослого человека и требует постоянного контроля и назначения лечения.
Непрерывный монитор глюкозы (CGM) — это устройство, которое помогает диабетикам непрерывно контролировать свои уровни глюкозы в крови в течение нескольких дней, регулярно снимая показания. Первая система CGM была одобрена Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в 1999 году, и в последние годы на рынке появилось несколько интеллектуальных CGM.
Интеллектуальные CGM, такие как Eversense и Freestyle Libre, отправляют данные об уровнях глюкозы в крови в приложение на iPhone, Android или Apple Watch, позволяя пользователю легко проверять свою информацию и выявлять тенденции. Приложение FreeStyle LibreLink также позволяет осуществлять дистанционный мониторинг со стороны лиц, осуществляющих уход, в число которых могут входить родители детей с диабетом или родственники пожилых пациентов.
Эти устройства даже начинают поступать в продажу в NHS: во Всемирный день диабета 2018 года (14 ноября) NHS объявило, что сделает интеллектуальный CGM FreeStyle Libre доступным по рецепту для страдающих диабетом 1 типа. По оценкам, это увеличит процент больных диабетом, имеющих доступ к интеллектуальным устройствам CGM в Англии, с 3-5% до 20-25%.
Инсулиновые ручки
Еще одно интеллектуальное устройство, улучшающее жизнь пациентов, страдающих диабетом, — это интеллектуальная ручка с инсулином. Умные ручки для инсулина или колпачки для ручек, такие как Gocap, InPen и Esysta, имеют возможность автоматически записывать время, количество и тип инсулина, введенного в дозе, и рекомендовать правильный тип инъекции инсулина в нужное время.
Устройства взаимодействуют с приложением для смартфона, которое может хранить долгосрочные данные, помочь больным диабетом рассчитать дозу инсулина и даже (в случае с Gocap) позволить пациентам записывать свои приемы пищи и уровень сахара в крови, чтобы увидеть, как их питание и потребление инсулина влияет на уровень сахара в крови.
Замкнутая (автоматизированная) доставка инсулина
Одной из самых интересных областей IoT в медицине является инициатива OpenAPS с открытым исходным кодом, которая выступает за открытую систему искусственной поджелудочной железы. OpenAPS — это тип системы доставки инсулина с обратной связью, которая отличается от CGM тем, что, помимо измерения количества глюкозы в крови пациента, она также доставляет инсулин — таким образом, «замыкая петлю».
OpenAPS был запущен в 2015 году Даной Льюис и ее мужем Скоттом Лейбрандом, который взломал CGM Даны и ее инсулиновую помпу, чтобы автоматизировать доставку инсулина в ее систему. Используя данные, поступающие с CGM и компьютера Raspberry Pi, их собственное программное обеспечение завершает цикл и непрерывно изменяет количество инсулина, которое доставляет насос Даны.
Автоматизация доставки инсулина предлагает ряд преимуществ, которые могут изменить жизнь диабетиков. Контролируя уровни глюкозы в крови индивидуума и автоматически корректируя количество инсулина, поступающего в его систему, APS помогает поддерживать уровень глюкозы в крови в безопасном диапазоне, предотвращая экстремальные взлеты и падения (также известные как гипергликемия — чрезмерно высокий уровень глюкозы — и гипогликемия — чрезмерно низкий уровень глюкозы). Автоматическая доставка инсулина также позволяет диабетикам спать всю ночь без опасности снижения уровня сахара в крови (также известной как ночная гипогликемия).
Хотя OpenAPS не является решением «из коробки» и требует от людей желания создавать свою собственную систему, оно привлекает растущее сообщество диабетиков, которые используют его бесплатную технологию с открытым исходным кодом для взлома их доставки инсулина.
Сообщество OpenAPS не единственное, у кого была такая идея. В 2013 году Брайан Мазлиш, отец с женой и маленьким сыном, у которых диабет 1-го типа, создал первое автоматизированное устройство искусственной поджелудочной железы с замкнутым контуром. В 2014 году он основал SmartLoop Labs — теперь известный как Bigfoot Biomedical — для масштабирования и коммерциализации разработки автоматизированной системы доставки инсулина, основанной на его изобретении.
В настоящее время компания готовится к основному испытанию своего решения и запуску в коммерческую эксплуатацию в 2020 году, в ожидании рассмотрения и одобрения FDA.
Подключенные ингаляторы
Как и диабет, астма — это состояние, которое влияет на жизнь сотен миллионов людей по всему миру. Интеллектуальные технологии начинают давать им лучшее понимание и контроль над их симптомами и лечением благодаря подключенным ингаляторам.
Крупнейшим производителем интеллектуальных ингаляторов является Propeller Health. Вместо производства целых ингаляторов, Propeller создал датчик, который подключается к ингалятору или блютуз-спирометру. Он подключается к приложению и помогает людям с астмой и ХОБЛ (хронической обструктивной болезнью легких, которая включает эмфизему и хронический бронхит) понять причины их симптомов, отследить использование спасательных лекарств, а также предоставляет прогнозы аллергенов.
Компания была основана в 2010 году, а в 2014 году получила разрешение FDA на два датчика, предназначенных для работы с ингаляторами от основных фармацевтических компаний: ингалятор GlaxoSmithKline Diskus и ингалятор Respimat от Boehringer Ingelheim. С тех пор Propeller продолжает сотрудничать с рядом крупных производителей ингаляторов, и теперь говорит, что его датчик «работает с большинством ингаляторов и ведущими блютуз-спирометрами».
Одним из преимуществ использования подключенного ингалятора является улучшение контроля — другими словами, лекарства принимаются более последовательно и чаще. Датчик Propeller генерирует отчеты об использовании ингалятора, которыми можно поделиться с врачом пациентов, и показывает, используют ли они его так часто, как это предписано. Для пациентов это обеспечивает мотивацию, а также ясность, показывая, как использование их ингалятора напрямую улучшает их состояние.
Монитор астмы
ADAMM — это носимый интеллектуальный монитор астмы, предназначенный для выявления симптомов приступа астмы до его начала, позволяющий владельцу управлять им до того, как приступ усугубится. Он вибрирует, чтобы уведомить человека, носящего его, о надвигающемся приступе астмы, а также может одновременно отправить текстовое сообщение назначенному опекуну. Другие функции устройства включают в себя обнаружение ингалятора — устройство может обнаруживать и отслеживать использование ингалятора, если пациент не может вспомнить, использовали ли они его.
ADAMM работает совместно с приложением и веб-порталом, помогая пациентам, страдающим астмой, устанавливать напоминания о приеме лекарств, просматривать данные с устройства и напоминать себе о плане лечения. Устройство ожидает разрешения от FDA.
Проглатываемые датчики
Proteus Digital Health и его сенсоры для приема внутрь — еще один пример того, как умная медицина может контролировать состояние пациента. Согласно исследованию, проведенному Всемирной организацией здравоохранения в 2003 году, 50% лекарств не принимаются в соответствии с указаниями.
Система Proteus является одной из попыток уменьшить эту цифру: компания создала таблетки, которые растворяются в желудке и производят слабый сигнал, который улавливается датчиком, надетым на тело. Затем данные передаются в приложение для смартфона, подтверждая, что пациент принял лекарство в соответствии с указаниями.
Proteus до сих пор испытывал систему с таблетками для лечения неконтролируемой гипертонии и диабета 2 типа, а также антипсихотическими препаратами. В конце 2017 года ABILIFY MYCITE — антипсихотическое лекарственное средство, созданное Proteus и Otsuka Pharmaceutical Co., — стало первым FDA-одобренным лекарством с цифровой системой слежения.
Как и в случае с подключенными ингаляторами, сенсоры приема внутрь могут отслеживать и улучшать то, как регулярно пациенты принимают свои лекарства, а также позволяют им более информированно общаться со своим врачом о лечении.
Подключенные контактные линзы
Медицинские умные контактные линзы являются амбициозным проектом Интернета вещей в контексте здравоохранения. В 2014 году Google Life Sciences (ныне известная как Verily, дочерняя компания материнской компании Google Alphabet) объявила, что будет разрабатывать интеллектуальные контактные линзы, которые могли бы измерять уровень глюкозы в слезах и обеспечивать систему раннего предупреждения для диабетиков. Они сотрудничали с Alcon, подразделением по уходу за глазами фармацевтической компании Novartis, для реализации проекта.
Тем не менее, проект вызвал большой скептицизм со стороны исследователей, которые полагали, что идея измерения уровня глюкозы в крови через слезы не была научно обоснованной — и в конечном итоге они оказались правы. После длительного периода без реальных новостей о развитии проекта, в ноябре 2018 года Verily подтвердил, что проект отложен.
Но другие медицинские приложения для умных контактных линз могут оказаться более успешными. Например, на лечение пресбиопии (дальнозоркость, вызванная потерей эластичности хрусталика глаза) и восстановления после операции по удалению катаракты.
Швейцарская компания Sensimed также разработала неинвазивную интеллектуальную контактную линзу Triggerfish, которая автоматически регистрирует изменения размеров глаза, которые могут привести к глаукоме. Впервые разработанный в 2010 году, Triggerfish в настоящее время одобрен для маркетинга и продажи в Европе, США и Японии.
Приложение Apple Watch, которое отслеживает депрессию
В 2017 году Takeda Pharmaceuticals U.S.A. и Cognition Kit Limited, платформа для измерения когнитивного здоровья, сотрудничали для изучения использования приложения Apple Watch, чтобы проводить мониторинг и оценку пациентов с серьезным депрессивным расстройством (MDD). Результаты поискового исследования были представлены в ноябре 2017 года на фармацевтической и биотехнологической конференции CNS Summit.
Исследование показало очень высокий уровень соответствия приложению, которое участники ежедневно использовали для мониторинга своего настроения и состояния. Было также обнаружено, что ежедневные оценки приложения Apple Watch соответствуют более глубоким и объективным когнитивным тестам.
Хотя это исследование было лишь экспериментальным, оно продемонстрировало возможность использования носимых технологий для оценки депрессии в режиме реального времени. Как и другие интеллектуальные медицинские устройства, которые собирают данные, приложение Apple Watch может также дать пациентам и медицинским работникам больше информации об их состоянии и обеспечить более информированные разговоры об уходе.
Коагуляция
В 2016 году Roche запустила систему коагуляции с поддержкой Bluetooth, которая позволяет пациентам проверять, насколько быстро образуются сгустки крови. Это первое в своем роде устройство для пациентов с антикоагулянтом, с показанием самопроверки, которое помогает пациентам оставаться в пределах своего терапевтического диапазона и снижает риск инсульта или кровотечения.
Возможность передавать результаты поставщикам медицинских услуг означает меньшее количество посещений клиники. Устройство также позволяет пациентам добавлять комментарии к своим результатам, напоминает им о необходимости тестирования и помечает результаты по отношению к целевому диапазону.
Apple’s ResearchKit и болезнь Паркинсона
В 2018 году Apple добавила новый «Movement Disorder API» к своему API-интерфейсу Research Source Kit, который позволяет Apple Watch наблюдать за симптомами болезни Паркинсона.
Обычно симптомы контролируются врачом в клинике с помощью физических диагностических тестов, и пациентам рекомендуется вести дневник, чтобы дать более широкое представление о симптомах с течением времени. API стремится сделать этот процесс автоматическим и непрерывным. Приложение на подключенном iPhone может представлять данные в виде графика, отображая ежедневные и почасовые сбои, а также поминутные колебания симптомов.
Apple ResearchKit также использовался в ряде различных исследований состояния здоровья, включая исследование артрита, проведенное в партнерстве с GSK, и исследование эпилепсии, в котором использовались датчики в Apple Watch для определения начала и продолжительности приступов.
Apple стремится рекламировать потенциал своих приложений для помощи в медицинских исследованиях и уходе, и с этой целью в 2017 году она запустила CareKit, платформу с открытым исходным кодом, разработанную, чтобы помочь разработчикам создавать приложения для управления медицинскими состояниями. В отличие от HealthKit, который в большей степени нацелен на общую физическую форму и самочувствие, CareKit можно использовать для разработки приложений с конкретными медицинскими целями.
Резюме
Существуют очевидные проблемы уязвимости, связанные с подключенным здравоохранением, которые наряду со сложностями разработки лекарств, могут замедлять разработку новых цифровых лекарств. Но дальнейшее развитие IoT в медицине — уже неоспоримый факт.
Можно понять, почему Apple входит в это пространство с помощью HealthKit, ResearchKit и CareKit, а Google — с GoogleFit и дочерними компаниями, такими как Verily. Нетрудно представить будущее, в котором приложения для iOS или Android взаимодействуют с большей частью нашей медицины.
По мере того, как все больше этих устройств поступают на рынок и даже становятся доступными в качестве рецептурных лекарств, например, в NHS, цифровое здравоохранение станет скорее правилом, чем исключением.