Как сердце покажет: стандарт цифровых медицинских двойников появится в России
Проект национального стандарта цифрового двойника в здравоохранении разработали в Сеченовском университете и Санкт-Петербургском Политехе. Цифровой двойник — это виртуальные копии, например органов, которые могут использоваться для улучшения диагностики и лечения пациентов. В проект ГОСТа включат требования к точности, доступности, аналитической и клинической валидации таких данных. Как сейчас используются цифровые двойники в медицине — в материале «Известий».
Как будет работать цифровой двойник
В России может появиться национальный стандарт цифрового двойника медицинского назначения. Проект разработали в Сеченовском университете и Санкт-Петербургском Политехе (документ есть у «Известий).
Цифровой двойник в здравоохранении, как указывают разработчики, будет соответствовать своей физической копии. Например, цифровой двойник может представлять органы человека. «Известия» писали, что ученые разрабатывают цифровые двойники сердца и легких.
Национальный стандарт цифровых двойников в здравоохранении смогут использовать для улучшения качества медицинской помощи, диагностики, лечения и прогнозирования его эффективности, обучения медперсонала. Также цифровые копии смогут активно использоваться в научных исследованиях.
Один из инициаторов проекта, научный руководитель передовой инженерной школы Сеченовского университета Дмитрий Телышев рассказал «Известиям», что проект национального стандарта был создан, чтобы унифицировать понятие цифрового двойника.
— Сначала необходимо ввести понятие цифрового двойника — что это такое именно в здравоохранении, — подчеркнул он. — Задача стоит не написать стандарт, который будет покрывать всё, а выпустить серию стандартов, которые будут объяснять: цифровые двойники в здравоохранении, например, для умного госпиталя такие, а для медизделий — другие.
«Копия» позволит улучшить доступ к медицинской информации в различных учреждениях здравоохранения, отмечают авторы проекта. Как пояснил руководитель лаборатории персональных медицинских помощников Центра компетенций НТИ «Бионическая инженерия в медицине» на базе СамГМУ Петр Кшнякин, они могут применяться во многих разделах медицины: хирургия, кардиология, эндокринология, фармацевтика, генетика и так далее.
— Получение данных о строении, биохимическом составе, генной структуре позволит воссоздать цифровую копию человека, на основе которой можно создать компьютерную модель оперативного или консервативного лечения, — сказал он.
При этом важно соблюдение мер защиты персональных данных свойственной медицинской информации, подчеркивают авторы.
«Он может быть использован для прогнозирования риска развития заболеваний, оптимизации лечения и предоставления персонализированной медицинской помощи», — говорится в документе.
Иметь копии смогут не только пациенты, но и медработники, ученые, органы управления здравоохранением и сами медорганизации.
«А также другие объекты отображения в информационном пространстве для облегчения планирования, разработки, внедрения, контроля, управления и изучения», — указали авторы.
Но, по словам Дмитрия Телышева, в целом цифровой двойник пациента может появиться нескоро.
— Каждый из нас копит определенное количество медицинских данных, например, анализы или какие-то лекарства, которые принимает человек, — пояснил он. — На основе этих данных и роста, веса и прочего можно начать выстраивать аналог двойника медицинского назначения. И после этого корректировать его работу.
В ближайшие пять лет, как указал эксперт, эта технология будет, скорее всего, внедрена в области таргетной терапии и лечении онкобольных пациентов. Это повысит уровень персонализации и улучшит качество подбора лечения.
Авторы подчеркивают, что оценка безопасности использования цифрового двойника должна будет включать максимально возможное число аспектов. В особенности — в части информационной защищенности, связанной с обработкой персональных данных.
По словам директора Центра цифровой медицины Сеченовского университета Георгия Лебедева, первая редакция национального стандарта цифровых двойников для здравоохранения будет опубликована на сайте Росстандарта. Затем с учетом полученных отзывов от экспертного сообщества авторы документа подготовят вторую, окончательную редакцию документа.
— Разработка стандарта включена в Программу национальной стандартизации, — пояснил он. — Далее проект будет размещен на сайте Росстандарта. Это процедура разработки любого стандарта.
Кто использует технологию
Технология цифровых двойников приобрела популярность за последние годы, рассказал «Известиям» замдиректора АНО «Платформа НТИ» Никита Уткин.
— Цифровой двойник — это буквально цифровая модель реального физического аналога, — сказал он. — Такая модель киберфизического взаимодействия, когда сбор данных о физическом объекте столь тщателен и систематизирован, что позволяет прогнозировать все возможные явления и характеристики во времени на основе работы с его цифровым двойником.
Такая методика используется уже несколько лет в Европе и Америке, напомнил врач-инфекционист, главный врач клинико-диагностической лаборатории «Инвитро-Сибирь» Андрей Поздняков.
— Основные векторы ее применения — это оценка работы органов и систем при каком-либо заболевании, — рассказал врач. — Оцениваются заданные параметры, в том числе степень тяжести, наличие коморбидной патологии и анализ того, как виртуально данная система или орган будет работать при каком-то из опасных заболеваний.
Замдиректора АНО «Платформа НТИ» Никита Уткин
Петр Кшнякин добавил, что цифровые двойники пришли к нам из промышленности. Их изначальное основное применение — возможность создать виртуального двойника сложного технического объекта или системы.
— В медицине подход аналогичный, но на порядок более сложный, потому что количество процессов в организме человека достаточно велико. Однако же цифровые двойники в медицине появляются, — отметил он.
В перспективе такая копия, по его словам, будет представлять если не всего пациента, то картину какого-либо отдельного состояния или группы состояний. Это позволит посмотреть, как изменятся какие-либо показатели и параметры пациента в случае воздействия на этого человека, но не на живом пациенте, а на цифровой копии.
— Например, мы добавляем какой-то препарат, и в теории и на практике мы знаем, какие свойства должен менять препарат у пациента в принципе, но мы не знаем всех перекрестных реакций, которые могут произойти у конкретного человека, — указал Петр Кшнякин. — Цифровой двойник в перспективе будет как раз нацелен на то, чтобы смоделировать ситуацию, когда мы что-то делаем с конкретным пациентом. Это позволит значительно сократить осложнения и правильно выбрать траекторию лечения пациентов.
По словам Андрея Позднякова, цифровые модели могут также использоваться для оценки рисков при проведении серьезных оперативных мероприятий.
В чем минусы копий пациентов
Однако обеспечение качественной связанности между физическим и цифровым объектом — непростая задача, особенно с технической точки зрения, подчеркнул Никита Уткин.
— Отдельные стартапы и экспериментальные наработки в мире имеются, — сказал он. — Большинство таких инициатив работает с различными датчиками и носимыми устройствами, с которых получают некоторый набор данных, а полученные цифровые данные дополняют традиционными результатами медицинских анализов, информацией о питании пациента, физической активности, показателях сна.
Кроме того, подчеркнул Андрей Поздняков, любая цифровая модель ограничена библиотекой данных, на которые она опирается.
— Чем больше библиотека, тем точнее будет цифровая модель и соответственно наоборот, — пояснил он. — Кроме того, живого человека не всегда можно на 100% загрузить в цифровое пространство. И, соответственно, у живого человека что-то может пойти не так, что невозможно предусмотреть даже на основе продвинутых цифровых двойников.
Также есть риск утечки конфиденциальных данных пациентов, отметил основатель и СЕО консалтинговой группы vvCube, юрист Вадим Ткаченко. По его словам, необходимо тщательно проработать механизм защиты таких данных, а также предусмотреть дополнительные способы их сохранности.
Говоря о стандартах, важно помнить, что они направлены на формирование границ, которые помогают вести разработки по единой логике, добавил Петр Кшнякин.
— То, о чем говорится сейчас, — это шаг к пути к дальнейшему более детальному регулированию цифровых медицинских двойников. Можно ожидать, что в будущем появятся более детальные ГОСТы, — отметил эксперт.
В целом, по его словам, применение цифровых двойников в медицине позволит значительно сократить осложнения и правильно выбрать траекторию лечения пациентов.
