Введение

Цифровые технологии – это использование математических алгоритмов для имитации когнитивных способностей человека и решения сложных задач здравоохранения, включая сложные биологические аномалии, такие как рак1. Ключевая цель цифровой трансформации здравоохранения состоит в сборе аналитики для прогнозирования заболеваний, облегчении поиска лекарств и вакцин, снижении количества ошибок в ранней диагностике, проведении онлайн-консультаций, оптимизации в технике операций с применением AR и роботов, а в целом – для улучшения качества обслуживания пациентов и повышения доступности оказания медицинской помощи по требованию2.

Цифровая трансформация здравоохранения открывает возможности для разностороннего сбора данных, глубокой персонализации медицины, аналитической поддержки принятия профессиональных врачебных решений. Перспективы дальнейшего развития и цифровой трансформации здравоохранения состоят в глобальном управлении здоровьем больших групп населения, прогнозах по заболеваемости, анализе качества медицинской помощи на всех этапах – от амбулаторной помощи до реабилитации3.

«Дело в том, что скорость технологических изменений нарастает стремительно, идет резко вверх. Тот, кто использует эту технологическую волну, вырвется далеко вперед. Тех, кто не сможет этого сделать, она – эта волна – просто захлестнет, утопит», – из Послания Президента РФ В.В. Путина Федеральному Собранию4.

Проблемы цифровой трансформации

В современных условиях развития здравоохранения необходим переход от констатации фактов (заболеваемость, смертность) и реактивного реагирования к активному воздействию на здоровье, т.е. к управлению5 (рис. 1).

Эффективность управления можно оценить по соотношению величины эффекта к величине затрат:

Эффективность воздействия = эффект / затраты (управления)

В контексте статьи необходимо обозначить ряд ключевых проблем, связанных с процессами цифровой трансформации здравоохранения, требующих системного подхода и методологически обоснованных решений:

1. Трансформация аналоговых систем в цифровые:

осуществление перехода от традиционных аналоговых методов к цифровым технологиям представляет собой фундаментальную задачу. Данный процесс требует не только адаптации существующих инфраструктур, но и разработки новых парадигм для обработки и анализа медицинских данных (рис. 2).

2. Обработка больших объемов данных:

с увеличением объемов данных, подлежащих анализу, возрастает количество возможных комбинаций и вариантов их интерпретации. Например, при оценке десяти параметров количество комбинаций составляет 3840, что подчеркивает необходимость использования передовых методов обработки данных для эффективного анализа (рис. 3).

3. Переход от нечеткой логики к вероятностным алгоритмам:

Традиционные методы, основанные на параметрах нечеткой логики, такие как «улучшение» или «ухудшение», не всегда обеспечивают достаточную точность и объективность. В отличие от них, вероятностные алгоритмы позволяют проводить более детальный и количественный анализ, что способствует повышению точности прогнозов и обоснованности принимаемых решений.

Классические примеры нечеткой логики: «Улучшение», «ухудшение», «использование методики лечения будет способствовать восстановлению» и т.п.

Классические примеры четкой логики:

• использование данного метода лечения приведет к повышению вероятности благоприятного исхода на 14 единиц и улучшению функционального статуса конкретной системы на 15%;
• использование данного метода лечения приведет к снижению риска развития осложнения на 23% при соблюдении п параметров, а при соблюдении п-1 параметров только на 19%.

4. Создание цифровых моделей пациентов и процессов диагностики/лечения/ реабилитации:

• разработка цифровых моделей пациентов и процессов оказания медицинской помощи является ключевым аспектом цифровой трансформации здравоохранения. Эти модели позволяют не только систематизировать данные о пациентах, но и оптимизировать процессы диагностики, лечения и реабилитации, обеспечивая персонализированный подход к каждому пациенту.

Механизмы цифровой трансформации в сфере здравоохранения: практический анализ и стратегии внедрения

Внедрение инновационных цифровых решений в сферу здравоохранения представляет собой стратегически значимую задачу, направленную на повышение эффективности, доступности и качества медицинских услуг. Цифровизация здравоохранения – это многоаспектный процесс интеграции информационных и коммуникационных технологий, охватывающий все этапы медицинской практики, от диагностики и лечения до оптимизации управления ресурсами и обеспечения непрерывности медицинской помощи. Рассмотрим ключевые направления цифрового развития отрасли на ближайшее будущее:

1. Разработка и внедрение механизмов цифрового взаимодействия между медицинскими организациями на базе Единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения (ЕГИСЗ), что позволит создать интегрированную и взаимосвязанную информационную среду для обмена медицинскими данными и координации действий.
2. Обеспечение высокого уровня качества и продолжительности жизни граждан, независимо от их географического положения и социального статуса, путем создания условий для повсеместной доступности медицинской помощи, что является фундаментальной задачей государственной политики в области здравоохранения.
3. Смещение акцента на раннюю диагностику, профилактику и здоровьесбережение, что предполагает разработку и внедрение превентивных мер и технологий, направленных на снижение заболеваемости и улучшение состояния здоровья населения.
4. Снижение частоты медицинских ошибок за счет внедрения систем поддержки принятия врачебных решений на основе технологий искусственного интеллекта и анализа больших данных, что позволит повысить точность и обоснованность клинических решений.
5. Повышение эффективности системы здравоохранения Российской Федерации, что включает оптимизацию процессов управления ресурсами, улучшение координации между различными уровнями медицинской помощи и внедрение передовых технологий для повышения производительности и качества медицинских услуг.

Эти направления представляют собой комплексную стратегию цифровизации здравоохранения, направленную на достижение стратегических целей в области улучшения качества и доступности медицинских услуг, а также повышения общей эффективности системы здравоохранения.

Задачи по обеспечению работоспособности и устойчивого функционирования инфраструктуры региональной составляющей Единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения (РС ЕГИСЗ) включают в себя ряд комплексных мер, направленных на оптимизацию процессов передачи цифровых данных и повышение уровня информационной безопасности:

1. Модернизация инфраструктуры для обеспечения высокоскоростной и безопасной передачи данных (включая электронные медицинские карты пациентов) между участниками лечебно-диагностического процесса. Данная задача предполагает интеграцию всех медицинских учреждений в широкополосные каналы сети Интернет, что обеспечит бесперебойный доступ к актуальным медицинским данным и повысит эффективность взаимодействия между медицинскими организациями.
2. Модернизация региональных медицинских центров обработки данных (ЦОД) является ключевой составляющей для развертывания региональной цифровой платформы здравоохранения, которая должна быть интегрирована с ЕГИСЗ. Это позволит создать единую информационную среду, обеспечивающую координацию и обмен данными на региональном уровне, а также повысить уровень межведомственного взаимодействия.
3. Модернизация и дооснащение медицинских организаций специализированным информационно-телекоммуникационным оборудованием является необходимым условием для внедрения и эффективного функционирования современных информационных систем. Это включает в себя не только обновление существующего оборудования, но и внедрение новых технологий, обеспечивающих высокую степень надежности и безопасности передачи данных.
4. Актуализация организационных и технических мероприятий по защите персональных данных в региональных ЦОД и медицинских организациях является критически важной задачей. Это предполагает разработку и внедрение современных методов защиты информации, соответствующих актуальным требованиям законодательства и международным стандартам в области информационной безопасности.

Задачи по обеспечению развития подсистем РС ЕГИСЗ включают в себя следующие аспекты:

1. Обеспечение технического сопровождения и развития централизованных подсистем РС ЕГИСЗ и медицинских информационных систем медицинских организаций в строгом соответствии с нормами законодательства. Это также включает в себя взаимодействие с подсистемами ЕГИСЗ Министерства здравоохранения Российской Федерации, что обеспечит согласованность и целостность функционирования всей системы.
2. Взаимодействие подсистем РС ЕГИСЗ с другими отраслевыми информационными системами, такими как Фонд социального страхования, Федеральное бюро медико-социальной экспертизы, Пенсионный фонд Российской Федерации, Министерство труда и социальной защиты и территориальные фонды обязательного медицинского страхования. Это позволит создать комплексную информационную среду, обеспечивающую координацию усилий различных ведомств и повышение эффективности оказания медицинских услуг.
3. Обеспечение функционирования сервисов личного кабинета пациента «Мое здоровье» на Едином портале государственных услуг (ЕПГУ). Это позволит пациентам получать доступ к своим медицинским данным, планировать визиты к врачам и управлять своим здоровьем в режиме онлайн, что будет способствовать повышению уровня информированности и вовлеченности пациентов в процесс управления своим здоровьем.

Задачи по внедрению инновационных технологий в сфере здравоохранения:

1. Концептуализация и реализация программ дистанционного оказания медицинских услуг, основанных на передовых достижениях телемедицины. В рамках этой задачи предполагается интеграция высокоточных систем видеоконференцсвязи с интеллектуальными платформами для телемониторинга пациентов, что обеспечит непрерывное взаимодействие между медицинскими учреждениями и пациентами в режиме реального времени.
2. Внедрение систем дистанционного диспансерного наблюдения за пациентами с применением неинвазивных персональных устройств, таких как носимые браслеты и датчики. Эти устройства предназначены для непрерывного сбора и анализа биомедицинских данных, что позволит осуществлять мониторинг состояния пациентов в реальном времени и своевременно выявлять отклонения от нормы.
3. Пилотирование и масштабирование передовых практик в области цифрового здравоохранения, включающих:

Разработку и внедрение систем поддержки принятия клинических решений, основанных на алгоритмах машинного обучения и обработке больших данных (Big Data). Эти системы будут способствовать повышению точности и эффективности медицинских диагнозов и рекомендаций, а также оптимизации процессов принятия решений в медицинской практике.

Создание и интеграцию систем мониторинга функционального состояния организма с использованием носимых сенсоров и технологий Интернета вещей (IoT). Данная мера обеспечит непрерывное наблюдение за ключевыми биомаркерами здоровья пациентов, что позволит своевременно выявлять и предотвращать развитие патологических состояний.

Разработку облачных сервисов для анализа и интерпретации результатов диагностических исследований. Интеграция данных из различных источников в облачные платформы ускорит процесс постановки диагнозов и повысит качество медицинской помощи за счет обеспечения комплексного и мультидисциплинарного подхода к анализу клинических данных.

Современные технологии для решения задач цифровой медицины:

• Искусственный интеллект (ИИ), интегрированный в медицинские системы, способен значительно повысить точность диагностики, персонализировать лечение и оптимизировать процессы принятия клинических решений.
• Технологии больших данных (Big Data) предоставляют обширную базу для анализа и выявления закономерностей, что способствует разработке инновационных подходов к профилактике, диагностике и лечению заболеваний. Распознавание речи (Speech Recognition) позволяет автоматизировать сбор медицинских данных, улучшая коммуникацию между пациентами и медицинскими работниками и сокращая время на административные процедуры.
• Цифровая обработка изображений и распознавание образов (Image Processing and Pattern Recognition) играют ключевую роль в интерпретации медицинских изображений, обеспечивая высокую точность и скорость диагностики.
• Интернет вещей (IoT) создает интегрированную экосистему для мониторинга состояния пациентов в реальном времени, обеспечивая непрерывность ухода и повышая качество медицинской помощи. Нейронные сети (Neural Networks) представляют собой мощный инструмент для анализа сложных медицинских данных, позволяя выявлять скрытые закономерности и разрабатывать более эффективные алгоритмы диагностики и лечения.
• Телемедицина (Telemedicine) предоставляет доступ к медицинским услугам для удаленных и труднодоступных регионов, расширяя возможности для оказания квалифицированной помощи и улучшая показатели здоровья населения.
• Цифровая трансформация здравоохранения требует комплексного подхода и выполнения ряда ключевых требований, включая наличие необходимой технологической инфраструктуры, подготовку медицинского персонала, интеграцию цифровых технологий в процессы оказания медицинской помощи, обеспечение информационной безопасности и обеспечение прозрачности и подотчетности.

Для успешного внедрения цифровых технологий во все системы и структуры медицинских организаций необходимо выполнение следующих задач:

1. Внедрение медицинских информационных систем (МИС): для эффективного функционирования системы здравоохранения в условиях цифровой трансформации необходимо внедрение и интеграция медицинских информационных систем, обеспечивающих централизованное управление и доступ к медицинским данным пациентов.
2. Сертификация врачей с использованием усиленной квалифицированной электронной подписи (УКЭП): врачи должны иметь возможность оформления усиленной квалифицированной электронной подписи для обеспечения подлинности и юридической значимости электронных медицинских документов, что является ключевым аспектом для безопасного обмена данными и соблюдения законодательства.
3. Формирование структурированных электронных медицинских документов (СЭМД): для обеспечения совместимости и интероперабельности данных необходимо стандартизированное формирование структурированных электронных медицинских документов, соответствующих установленным международным и национальным стандартам, что позволяет интегрировать данные в общую информационную систему здравоохранения.
4. Подключение к региональному сегменту государственной информационной системы здравоохранения (ГИСЗ): региональные медицинские учреждения должны быть подключены к региональному сегменту ГИСЗ, что обеспечивает обмен данными между медицинскими организациями и централизованными информационными системами, повышая качество и доступность медицинской помощи.
5. Контроль результативности передачи структурированных электронных медицинских документов (СЭМД) в региональные электронные медицинские документы (РЭМД) Единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения (ЕГИСЗ): необходимо осуществлять систематический мониторинг и контроль за процессом передачи структурированных электронных медицинских документов в региональные электронные медицинские документы ЕГИСЗ, что обеспечивает прозрачность и надежность информационного обмена.
6. Обеспечение информационной безопасности при передаче данных в ГИСЗ: При передаче данных в государственную информационную систему здравоохранения необходимо соблюдать высокие стандарты информационной безопасности, включая использование современных криптографических методов и механизмов защиты данных, что предотвращает несанкционированный доступ и обеспечивает конфиденциальность медицинской информации.

Современное цифровое здравоохранение переносит медицинскую помощь за границы стен медицинской организации (табл. 1). В 2024 году стала возможной покупка лекарств и устройств медицинского назначения со смартфона. Доставка дронами станет реальностью в ближайшем будущем, как и цифровой ассистент в виде мобильного приложения для смартфона, предлагающий автоматизированные рекомендации по срочности медицинской помощи, маршрутизации, записи на дистанционный или очный прием, персонализированной лекарственной терапии и лекарственного страхования. Кроме того, будут внедрены носимые или встроенные в естественную среду персональные устройства для измерения показателей здоровья с автоматической интерпретацией и передачей данных в медицинскую организацию. Спрос на профилактику и заботу о здоровье будет возрастать (табл. 2).

Заключение

Экспоненциальный прогресс цифровых технологий за последнее десятилетие демонстрирует их потенциал как платформы для принятия оптимальных решений посредством искусственного интеллекта, особенно в контексте ограничений человеческого разума, связанных с обработкой колоссальных объемов данных в сжатые временные рамки. Современные биомедицинские исследования направлены на разработку безопасных и этичных методов интеграции цифровых технологий в клиническую практику. Внедрение цифровых инструментов в работу врачей может существенно повысить точность прогнозирования риска заболевания, улучшить диагностические и прогностические показатели, а также оптимизировать выбор методов лечения. Клиническое применение цифровых технологий в диагностике и терапии заболеваний представляет собой стратегическое направление в разработке персонализированных медицинских рекомендаций, направленных на ускоренный подбор оптимальных терапевтических стратегий для каждого пациента.

В контексте системного подхода, интегрирующего передовые цифровые технологии, современные исследователи получают возможность осуществлять интеграцию в режиме реального времени, обеспечивая эффективный обмен знаниями в цифровом формате. Данный процесс обладает значительным потенциалом для улучшения качества медицинской помощи и может способствовать сохранению миллионов жизней.

________________________________________________________________

1 Iqbal, M.J., Javed, Z., Sadia, H. et al. Clinical applications of artificial intelligence and machine learning in cancer diagnosis: looking into the future. Cancer Cell Int 21, 270 (2021). URL: https://doi.org/10.1186/s12935-021-01981-1.

2 URL: https://trends.rbc.ru/trends/industry/60e427ea9a79471089a0ec1d?from=copy.

3 URL: https://dt.petersburg.ru/pres/2.%20Meditsina/Baranov_prezentatsija%20Stratsessija%20Meditsina.pdf.

4 URL: https://ria.ru/20180301/1515512123.html?ysclid=ml2brtjt5v885392312.

5 Черкасов С.Н., 2024.

6 Черкасов С.Н., 2024.

7 URL: https://webiomed.ru/media/docs/trendy-i-perspektivy-razvitiia-tsifrovogo-zdravookhraneniia.pdf.

8 URL: https://webiomed.ru/media/docs/trendy-i-perspektivy-razvitiia-tsifrovogo-zdravookhraneniia.pdf.