Цифровизация и роботизация в медицине

Введенская Елена Валерьевна, к.ф.н., старший преподаватель кафедры биоэтики РНИМУ

Введение• В последние 20 лет в мире отмечается бурный рост цифровизации,

то есть интеграции цифровых технологий в повседневную жизнь путем оцифровки различных данных. К главным достижениям «цифровой революции» относится автономность и самообучаемостьтехнологий.

• Возникает «новая религия» - датаизм. Ее приверженцы считают, что люди не могут больше справляться с потоками данных, поэтому их обработку надо переложить на «умные» алгоритмы, которые являются гораздо более мощными, нежели человеческий мозг. «На практике это означает, что датаисты скептически относятся к человеческим знаниям и мудрости и предпочитают полагаться на Большие данные и компьютерные алгоритмы» (Ю. Харари)

Цифровое здравоохранение

• Ц.З. представляет собой совокупность сервисов и гаджетов для дистанционного взаимодействия с врачом, а также для удаленного мониторинга жизненных показателей пациента.

Ключевые направления развития цифровой медицины в краткосрочной перспективе:

• Внедрение электронных медицинских карт.

• Развитие концепции «подключенный пациент» – мониторинг состояния и предоставление медицинских услуг с помощью встроенных интеллектуальных устройств.

• Телемедицина.

ТЕЛЕМЕДИЦИНА: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

ФЗ № 242

• 1 января 2018 года в России был введен закон о телемедицине.

• Определение телемедицинских технологий – это «применяемые при оказании медицинской помощи информационно-коммуникационные технологии, обеспечивающие дистанционное взаимодействие участников информационного обмена в процессе оказания медицинской помощи, в том числе их идентификацию и обмен медицинской документацией в электронном виде».

• Октябрь 2019 года – принято решение, что телемедицина получает тариф ОМС.

Определение телемедицины ВОЗ

«Телемедицина – это метод предоставления услуг по медицинскому обслуживанию там, где расстояние является критическим фактором. Предоставление услуг осуществляется представителями всех медицинских специальностей с использованием информационно-коммуникационных технологий после получения информации, необходимой для диагностики, лечения и профилактики заболевания» [World Health Organization 1998].

2 вида телемедицины

• 1) «врач-врач» это - врачебные консилиумы, операции под руководством на расстоянии. Этот вид практикуется с 80-х годов прошлого века;

• 2) «врач-пациент», то есть, отдаленные консультации, диагностика, профилактика и наблюдение. Второй вид появился относительно недавно.

Телемедицинская консультация «врач-пациент» в России

• Ориентирована прежде всего на повторные визиты пациента к врачу, поскольку без первичного личного осмотра врач не имеет права ставить диагноз и назначить лечение.

• Данные технологии будут развиваться и вскоре смогут заменить и первичный визит пациента к врачу, если пациенту будут доступны различные тесты для анализа состояния здоровья. Развитие новых технологий позволит осуществлять раннюю диагностику, создавать экспертные системы, основанные на больших и малых данных, которые в совокупности будут знать больше, чем врачи и позволят проводить персонализированный контроль здоровья на всех этапах жизни человека.

Достоинства

• Решение проблемы доступности медпомощи в отдаленных деревнях и поселках;

• Снижение затрат на здравоохранение;

• Возможность оперативно получить необходимую консультацию родителям детей-инвалидов и тяжелобольным пациентам.

• Телемедицина предоставит врачам возможность работать удаленно и по совместительству, способствуя росту благосостояния медицинских работников благодаря оплате онлайн-консультаций как полноценной работы в поликлинике.

Недостатки

• Низкое качество интернет-связи в отдаленных регионах;

• Плохое качество полученных от пациентов изображений, усложняющих диагностику заболевания;

• Стресс у врачей из-за адаптации к новым условиям деятельности и из-за необходимости постоянно находиться на связи со своими пациентами;

• Исчезновение «живого» контакта между врачом и пациентом.

Неопределенность ответственности за телемедицинские ошибки

• Кто будет нести ответственность за неисправность телемедицинского сервиса или неправильный дистанционный диагноз: врач, разработчик программного обеспечения, производитель информационных технологий, администратор сайта, оператор «облачных услуг» или провайдер?

• Отдельная ответственность за оказание телемедицинской консультации пока не прописана в отличие от классической консультации.

Отношение людей по всему миру к телемедицине

• Большинство людей предпочитает личное общение с врачами на дому дистанционным консультациям (исследование разработчика системы взаимоотношения с клиентами Salesforce).

• Несмотря на развитие телемедицины, почти 90% клиентов по всему миру заявили, что выбирают личные визиты врачей и 75% хотят, чтобы к ним на дом приходили специалисты по уходу. В то же время только 68% опрошенных сообщили, что в принципе не против опции медицинских онлайн-консультаций.

• 62% клиентов готовы пользоваться телемедициной для лечения физиологических заболеваний, но только 27% отметили, что готовы обратиться к мобильным приложениям в случае психических заболеваний.

• Разница в предпочтениях зависит от возраста. Так, среди миллениалов (родившихся между 1980 и 1996 годом) онлайн-медицину выбирают 83% по сравнению менее чем с 50% в возрастной категории 1940-1960-х годов рождения.

Мировой рынок телемедицины

К 2020 году мировой рынок телемедицины вырастет до $58,8 млрд, прогнозирует J’son & Partners Consulting. США занимает в нем около 23%, а Россия — не более 3%. Общие темпы роста глобального рынка онлайн-медицины составляют 32% в год.

ИИ В ЦИФРОВОЙ МЕДИЦИНЕСТОИТ ЛИ ДОВЕРЯТЬ «УМНЫМ

АЛГОРИТМАМ»?

ИИ в рамках цифрового здравоохранения

Сегодня активно разрабатываются алгоритмы для помощи врачам при решении разнообразных задач:

• Оценки вероятности осложнений заболеваний;

• Удаленная первая медицинская помощь и сбор данных пациента;

• Помощь в постановке диагнозов и назначение лечения;

• Анализ данных тяжелобольных пациентов в режиме реального времени.

Возможности ИИ

• Известен случай, когда когнитивный сервис диагностики IBM Watson выявил у 60-летней пациентки редкую форму лейкемии, изучив 20 миллионов научных статей о раке всего за 10 минут.

• Таким образом, ИИ позволяет уменьшить объем повседневных рутинных задач и значительно уменьшить количество врачебных ошибок.

Клиника без персонала в Китае

Недостатки использования ИИ в медицине

• Нарушение права пациентов на частную жизнь и сохранение конфиденциальности личных данных, обнародование врачебной тайны.

• Данные из электронной карты доступны для страховой компании, которая повысит цену медицинского полиса и страхования жизни, если пациент не ведёт «здоровый» образ жизни и не выполняет все рекомендации врача по лечению.

• Чрезмерная диагностика.

• Программа для врачей для выписки рецептов и лечения?

• Доступ к медицинским данным соискателя. Отказ в трудоустройстве из-за наличия хронических болезней и/или генетической предрасположенности к определенным видам заболеваний. Угроза дискриминации людей по физическим и генетическим характеристикам.

Кто истинный владелец медицинских данных?

Также возникает вопрос: кто в какой мере может ими распоряжаться ?

Пациент, врач, клиника, страховая компания, работодатель или вычислительный сервис?

Может ли врач полностью полагаться на ИИ?

• У когнитивных систем возникают проблемы с качеством и объемом медицинской информации.

• Накопленные в медкартах пациентов данные могут быть неполными, содержать ошибки, неточности и нестандартные термины. В них недостаточно записей о жизни пациента, его привычках и поведении. Эффективных механизмов сбора этой информации пока попросту не существует.

Проблема с параллельной обработкой данных

• Это ключевая особенность работы нашего мозга, способного разбивать задачу на несколько маленьких частей и решать их одновременно.

• «Проигрывая в скорости, человеческий мозг берет тем, что проводит миллиарды крошечных операций одновременно, а затем сводит результаты воедино» (М.Каку).

• Координация разбивки и сборки оказывается для машины сложным делом, причем эта процедура напрямую зависит от конкретной задачи, поэтому универсальный алгоритм найти очень трудно.

При использовании алгоритма в медицине есть вероятность диагностической ошибки

Может возникнуть на первых двух этапах обнаружения и восприятия симптомов: распознавание ведущих проявлений и выявление решающих признаков болезни.

«Черный ящик»

• В алгоритме могут возникать ложные корреляционные зависимости и ошибки и, если система приняла неправильное решение, то невозможно найти ответ, почему.

• Эксперты-медики, работающие с суперкомпьютером Watson, обнаружили многочисленные примеры небезопасных и неправильных рекомендаций по лечению, которые он давал, используя программное обеспечение.

Ошибки «умных» алгоритмов

• Израильские исследователи создали вредоносное программное обеспечение, которое способно на этапе проведения процедуры вносить изменения в результаты МРТ и КТ. При этом выявить подлог практически невозможно.

• При анализе опухолей суперкомпьютер Watson (IBM) часто давал ошибочные и опасные для жизни пациентов рекомендации.

РОБОТИЗАЦИЯ В МЕДИЦИНЕ И ТРАНСФОРМАЦИЯ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ

ВРАЧА И ПАЦИЕНТА

Трансформация взаимоотношений врача и пациента

• С широким развитием и распространением роботизированных систем, систем ИИ в медицине меняется традиционная идентичность врача и пациента. Между врачом и пациентом появляется посредник в виде технического устройства.

«Модель технического типа» VS патернализм

• Патернализм – это отношение врача к пациенту как к своему болеющему ребенку, который требует сострадания, помощи и огромной ответственности со стороны врача.

• Модель технического типа – следствие биологической революции, которая способствовала возникновению беспристрастного врача-ученого, который должен опираться на факты, избегая ценностных суждений. При реализации данной модели врач превращается в техника, прочищающего засорившиеся системы организма.

Этические проблемы цифровизации и роботизации в медицине

• Доминирование модели технического типа

• Замена врача роботизированными системами

• Отсутствие контакта между врачом и пациентом

• Снижение ответственности врача

• Утрата врачами специализированных навыков

Хирург-человек: недостатки

• Недостаточная ловкость и точность человеческой руки

• Дрожание пальцев

• Невысокая степень визуализации операционного поля

• Высокий риск травматизации пациентов

• Усталость

Преимущества робота-хирурга

• Высокоточное хирургическое вмешательство

• Дистанционное использование

• Малая потеря крови

• Низкий риск инфицирования

• Меньшее количество анастезирующих медпрепаратов

• Минимальное повреждение целостности тканей

• Уменьшение нагрузки на организм

• Короткий реабилитационный период

Робот Да Винчи

Робот да Винчи имеет четыре механизированные руки — при помощи одной он

манипулирует видеокамерой, остальные три предназначены для точнейших

хирургических операций. Вместо длинного разреза груди робот делает лишь

несколько крохотных разрезиков на боку.

Робот Да Винчи в России

• В России всего 33 таких робота. Проведено 14572 операции (2019 г.).

• Количество оперирующих хирургов – 70 человек.

• Стоимость операции с использованием робота возрастает в разы!

Недостатки робота Да Винчи

• Отсутствие тактильной обратной связи, что так важно для хирурга при работе с тканями организма;

• Высокая стоимость (от 1 млн долларов);

• Высокая стоимость операций;

• Небольшое количество опытных хирургов, способных работать с Да Винчи;

• Не все пациенты довольны результатом. Жалобы чаще связаны с квалификацией специалиста, проводящего операцию;

• В некоторых случаях хирургической патологии роботизированная операция показывает те же осложнения, что и лапароскопическая, т.е. ничем не лучше, а только дороже.

Робот Smart Tissue Autonomous Robot (STAR)

• Операции на мягких тканях представляют сложность даже для опытного хирурга — приходится работать с мягким и податливым материалом. Края материала неровные, и очень сложно выбрать наилучшую точку для продевания иголки на каждом шве.

• STAR провел операцию по наложению кишечного анастомоза (соединение двух трубчатых секций кишечника). При наложении таких швов важно соблюдать чёткие промежутки между швами и не натягивать нить слишком сильно.

• Ассистент-человек помогал только расправлять нитку, чтобы она не запуталась, когда протягивается через ткань.

Робот-дантист поставил пациенту импланты (Китай)

Дистанционная операция на мозге

• В Китае проведена операция с использованием формата 5G: врач имплантировал электростимулятор мозга пациенту, страдающему болезнью Паркинсона.

• Операцию провел Лин Чжипэй – нейрохирург на Хайнане, пациент при этом находился в Пекине.

• Ситуация в операционной проецировалась на мониторе высокого разрешения с помощью формата 5G, врач дистанционно управлял хирургическими инструментами.

Видеочат для сообщения диагноза

К Эрнесту Квинтано тяжелобольному пациенту в палату въехал больничный робот, на экране которого появилось изображение лечащего врача. Без лишних слов он рассказал о неблагоприятном прогнозе. Для облегчения страданий он предложил морфин, однако предупредил, что это еще сильнее затруднит дыхание. Кроме этого, он предложил обеспечить пациенту паллиативную помощь на дому.

Отношение россиян к роботам

Компьютерная хирургия: полезный, но потенциально разрушительный прогресс в

хирургии (Б.Басс)

• Процесс хирургии является исключительно личным. Один человек, нуждающийся в процедуре - ремонте поврежденного элемента, удалении инфицированной или инвазивной части или даже замене вышедшего из строя органа - обращается за помощью к опытному и знающему незнакомцу: хирургу. Этот хирург использует свои руки и инструменты, навыки, знания, мудрость и опыт для выполнения этой задачи - часто это инвазивная операция с присущими ей риском и пользой. Пока пациент тихо спит на металлическом столе, группа незнакомцев, состоящая из медсестер, техников и анестезиологов, собирает команду для выполнения операции.

Доверие

• Уровень доверия, присутствующий во время операции, важен как для пациента, так и для хирурга, который по своей природе причиняет некоторый вред пациенту.

• Таким образом, хирургия является уникальным выражением доверия между людьми.

• Роль хирурга состоит в прямом контакте с пациентом и с теплой тканью человека, что является верным признаком жизни. Его или ее оперирующие руки выдают опыт хирурга и его знания в области анатомии, физиологии и болезней.

Комплекс проблем использования робототехнических систем в хирургии

• Вероятность механических неисправностей

• Эмоциональная дистанция между пациентом и хирургом

• Отсутствие взаимодействия между врачом и пациентом

• Чем больше врачи будут полагаться на машины, освобождая себя от мыслительных и физических усилий, тем быстрее растеряют свои ценные навыки

Медицина относится к «территории машин»?

• В связи с дальнейшим развитием цифровизации и роботизации в сфере здравоохранения, можем ли мы утверждать, что медицина относится к категории «территория машин»?

• В статье Ф. Фоссена и А. Зогнер «Будущее труда: деструктивные и трансформационные эффекты цифровизации» отмечается, что на медицину цифровые технологии оказывают трансформирующее влияние, а не деструктивное.

• «Деструктивные эффекты выражаются в замещении человеческих ресурсов машинами, а трансформирующие — в повышении производительности труда людей», -

Медицина относится к «территории человека»?

• Профессии, относящиеся к «территории человека», слабо подвержены этим эффектам.

• Современная медицина относится одновременно к двум категориям: «территории машин» и «территории человека». К «территории машин» медицина относится в силу автоматизации многих процессов (контроля основных показателей работы организма, постановки диагноза, проведения робот-ассистированных операций).

• Трансформирующее влияние цифровизации подразумевает более тесное взаимодействие людей и машин. Однако, несмотря на масштабную трансформацию, врачебная деятельность вряд ли утратит востребованность, поскольку риск деструктивных эффектов для нее ниже среднего показателя.

Спрос на навыки, недоступные машинам• Три наименее доступные машинам области профессиональных навыков:

восприятие и манипулирование; творчество и социальный интеллект. • Восприятие и манипулирование включает ловкость пальцев, ловкость

рук (хотя данным навыком все лучше овладевают машины, в том числе роботы-хирурги) и способность работать в тесном пространстве и неудобном положении.

• Творческий интеллект – это способность предлагать оригинальные идеи в конкретной ситуации.

• Социальный интеллект базируется на социальной восприимчивости, умении договариваться, умении убеждать и заботе о других. Очевидно, что социальный интеллект подразумевает наличие эмпатии, способности объединять людей и преодолевать разногласия, умение убеждать других изменить свое мнение или поведение, а также оказание другим людям помощи, эмоциональной поддержки.

Смена парадигмы современной медицины

• То, зачем люди обычно обращаются к врачам, — за установлением диагноза, назначением курса лечения, рецептом, проведением медицинских манипуляций, — все чаще будут выполнять машины, оставляя человеку совершенно другую роль в отношениях врача и пациента.

• Освобождение врачей от непосильной задачи сопоставления огромного массива данных для диагностирования заболеваний, позволит им уделить больше внимания заботе о пациентах, то есть, проявить свои человеческие качества в полной мере. Известно, что успех лечения, на 60% зависит от доверия пациента врачу, значит, в медицине необходима обратная связь.

Спасибо за внимание!