Возможность оценить уровень глюкозы и пульса за последний месяц, количество пропущенных таблеток и эпизодов сбоя ритма сердца пациента еще до его визита на повторный прием может сэкономить время на опрос и помочь врачу заранее продумать тактику терапии.
Такую информацию может предоставить единая система: от наручных часов пациента до «биг дата» всей больницы. Это не фантастика и не мечты авторов статьи, а реальные технологии, которые работают и делают труд врача немного проще. В материале рассказываем о самых передовых.
Концепция Интернета вещей в медицине
Интернет вещей в медицине, Internet of Medical Things (IoMT) — это экосистема взаимосвязанных «умных» устройств, сенсоров, программных решений и облачных сервисов. Этот комплекс автоматически собирает и анализирует данные о здоровье и на их основании может совершать определенные действия.
IoMT помогает контролировать состояние пациентов в режиме реального времени, оптимизировать работу больниц и врачей, управлять оборудованием и движением лекарств, улучшать диагностику, предотвращать ошибки в лечении, автоматизировать рутинные процессы и повышать эффективность здравоохранения в целом1.
Основа системы IoMT — устройства сбора данных1. Среди них носимые гаджеты, имплантируемые сенсоры и диагностическое оборудование2. Они регистрируют показатели здоровья пациента и передают их в медицинские системы.
Передача данных происходит через беспроводные технологии, такие как Wi-Fi, Bluetooth, 5G и LPWAN, а хранится и обрабатывается информация в облачных хранилищах. Безопасность IoMT и защиту конфиденциальности данных обеспечивает система шифрования и другие меры безопасности.
Полученную от периферических устройств информацию обрабатывают программные алгоритмы искусственного интеллекта в центрах диагностики. Они могут отслеживать состояние пациентов в режиме реального времени, выявлять аномалии показателей и пользовательского поведения, оценивать степень риска.
IoMT интегрирован в медицинские учреждения. Электронные медицинские карты обеспечивают быстрый доступ к истории болезни, автоматизированные системы управления больницами помогают координировать работу персонала и управлять ресурсами, а службы экстренной помощи получают оперативные данные о состоянии пациента. Все это ускоряет принятие решений и повышает качество медицинской помощи.
От смарт-часов до решений телемедицины — есть множество способов, которыми IoMT улучшает результаты лечения пациентов.
Среди всего многообразия аналитики выделяют несколько направлений, в которых интернет вещей развивается наиболее активно.
Мониторинг состояния пациентов
Быстрый переход к телемедицине и дистанционному уходу спровоцировала пандемия COVID-19. В этот период важно было постоянно контролировать состояние многих пациентов, при этом снизив количество контактов с ними. Чтобы реализовать эту стратегию, использовали носимые устройства — смарт-часы, глюкометры, пульсоксиметры.
С развитием направления не только увеличивается спрос на удаленные устройства мониторинга, но и появляются все более чувствительные приборы. Например, носимые и имплантируемые неврологические и кардиомониторы.
-
Имплантируемые кардиомониторы
Обеспечивают непрерывное удаленное наблюдение за пациентами с риском аритмий, инсультов и сердечных приступов. Эти миниатюрные устройства под местной анестезией вводят под кожу в области груди за пару минут.3,4
Имплантируемое устройство всего восемь сантиметров в длину: пациент не будет ощущать его в теле5.
Устройства фиксируют ЭКГ в режиме реального времени, анализируют данные с помощью алгоритмов искусственного интеллекта и автоматически передают информацию лечащему врачу через облачную платформу.
Монитор остается активным до трех лет, не требует замены батареи. Пациент не ощущает его, а данные передаются автоматически каждую ночь. В случае тревожных симптомов пациент может вручную активировать запись. В отличие от традиционного холтеровского мониторинга, такой монитор фиксирует редкие и кратковременные эпизоды нарушений ритма, которые могут оставаться незамеченными при краткосрочном обследовании.
Последнее поколение кардиомониторов, например BioMonitor IV, использует алгоритм SmartECG, который исключает до 80% ложных срабатываний. Это снижает нагрузку на врачей на 42,8%, сохраняя при этом чувствительность в 97,9%.
Российские врачи уже используют технологию: кардиомониторы имплантируют пациентам с синкопальными состояниями неясного генеза и сложными аритмиями. Такие устройства устанавливают даже детям.
-
Носимые неврологические устройства
Компактные сенсоры, встроенные в наручные браслеты и налобные повязки. Они фиксируют электрическую активность мозга, движения пациента, мышечную активность и физиологические реакции.
Мониторинг мозговой активности во сне (слева)7. Браслет, который обнаруживает инсульт в течение 15 минут после катастрофы8.
Они выглядят как пластиковые обручи с тонкими электродами и предназначены для мониторинга электрической активности мозга. Эти устройства позволяют выявлять эпилептические приступы, нарушения сна и инсульт в ранней стадии. Данные передаются в облачную систему через Bluetooth или Wi-Fi, а алгоритмы анализируют их в режиме реального времени. Эффективность технологии подтвердили в исследованиях, опубликованных в World Neurosurgery: X, 20246.
Еще существуют биометрические браслеты, оснащенные сенсорами для измерения электрической проводимости кожи, сердечного ритма и движения. Такие устройства фиксируют изменения, предшествующие эпилептическому приступу, и отправляют уведомления врачам или близким пациента. Клинические испытания подтвердили успешное обнаружение 53 из 54 приступов у пациентов с эпилепсией.
Подобных устройств в России пока нет.
-
Имплантируемые неврологические устройства
Миниатюрные устройства, которые вживляют под кожу или внутрь черепа. Они могут прогнозировать эпилептические приступы или ухудшение состояния пациентов с нейродегенеративными заболеваниями.
ЭЭГ-монитор размером с рисовое зерно устанавливают под кожу в области виска9. Он записывает электрическую активность мозга и передает данные в облачное хранилище, где его анализируют алгоритмы машинного обучения. Согласно исследованию Bhatt и соавт. 2023 года, эти устройства могут предсказать эпилептический приступ за 30 минут до его начала.
Многие технологии находятся на стадии научных разработок. Например, проводят испытания имплантируемых стимуляторов для реабилитации после повреждений спинного мозга. Это электродные сетки, которые можно разместить в спинном мозге или глубоких структурах мозга. Они генерируют электрические импульсы, стимулируют нервные пути и восстанавливают двигательную активность у парализованных пациентов.
Одной из инновационных разработок стал беспроводной сенсор для мониторинга нейромедиаторов, представленный в исследовании Rogers et al., 202310. Устройство представляет собой гибкую пленку размером около 5 мм с углеродными наночастицами. Оно вживляется под череп и фиксирует уровень дофамина в реальном времени, что открывает перспективы для исследования болезни Паркинсона, депрессии и зависимости.
В России доступны не все, но многие мировые технологии — и стоит о них узнавать и говорить с пациентами. Например, предлагать удаленные системы мониторинга гликемии и средства автоматизированного введения инсулина, приложения для отслеживания жизненных показателей и другие элементы IoMT.
«Умные больницы»
Системы и устройства для мониторинга состояния пациентов, управления ресурсами и повышения эффективности работы можно использовать в лечебных учреждениях. «Умные» кровати, отслеживающие движение пациента, автоматизированные системы для управления потоками людей, термометры для измерения температуры у пациентов во всем помещении — вот лишь несколько примеров приложений IoMT.
-
Термостаты и климат-контроль
Интеллектуальные термостаты и контроллеры систем отопления, вентиляции и кондиционирования автоматически регулируют температуру и влажность в помещениях больницы. Они анализируют данные о состоянии воздуха и корректируют параметры в реальном времени. Это особенно важно в палатах интенсивной терапии и реабилитационных центрах, где стабильный микроклимат влияет на процесс выздоровления.
Такие устройства можно интегрировать в централизованные системы управления зданием, что помогает медучреждениям контролировать расход энергии, предотвращать перегрев или переохлаждение помещений и сокращать эксплуатационные расходы.11
-
Датчики качества воздуха
Измеряют концентрацию CO₂, летучих органических соединений и твердых частиц, помогают поддерживать безопасную среду. В отделениях интенсивной терапии, операционных и зонах подготовки лекарств такие сенсоры позволяют оперативно реагировать на изменения качества воздуха.
Данные с датчиков можно анализировать в режиме реального времени, а система управления может автоматически включать вентиляцию или фильтрацию при превышении допустимых норм загрязнения.
-
Мониторинг температуры холодильников и морозильников
Датчики температуры, встроенные в медицинские холодильники и морозильники, позволяют контролировать условия хранения вакцин, биологических образцов и лекарств. В случае отклонения температуры от нормы система мгновенно отправляет уведомление персоналу.
Такие решения особенно важны в лабораториях, фармацевтических складах и операционных блоках, где даже небольшие колебания температуры могут привести к разрушению активных веществ или потере стерильности материалов.
-
Контроль работоспособности медицинского оборудования
Система CardiLink использует технологию IoMT для круглосуточного мониторинга автоматических наружных дефибрилляторов.
Специальный IoMT-модуль, установленный в каждом устройстве, отслеживает его техническое состояние, уровень заряда, исправность электродов и местоположение. Вся информация передается в облачную платформу CardiCloud через мобильную сеть или Wi-Fi, где алгоритм ее анализирует.
Если система фиксирует неисправность, разряд батареи, несанкционированное открытие или перемещение устройства, мгновенно отправляет уведомления службам экстренной помощи, дистрибьюторам и техническим специалистам.12
IoMT облегчает интеграцию систем дополненной реальности и искусственного интеллекта, помогает отслеживать безопасность, считать эпидемиологические и экономические показатели.
Удаленная забота о пациентах
Технологии IoMT не только помогают отслеживать жизненные показатели, но и могут помогать в заботе о пациентах: напоминать о том, что нужно принять таблетку, отслеживать активность и передавать данные врачу или родным, если что-то в поведении человека изменилось.
-
Мониторинг соблюдения режима приема лекарств
Пропуски приема лекарств — распространенная проблема, особенно среди пожилых людей и пациентов с хроническими заболеваниями.
IoMT позволяет врачам дистанционно отслеживать соблюдение режима терапии. «Умные» дозаторы таблеток, трекеры приема лекарств и подключенные системы управления терапией фиксируют каждый прием медикаментов и передают данные в режиме реального времени. Если пациент пропускает дозу или принимает слишком много, врач получает уведомление и может вмешаться.
В российских больницах такие устройства пока не в ходу, но пациент может приобрести подобное на маркетплейсе.13,14
Схема использования «умного» чехла для глазных капель от глаукомы в рамках IoMT14.
-
Персональные системы экстренного реагирования
Пожилые люди, живущие самостоятельно, подвержены риску падений и других ситуаций, когда помощь нужна немедленно. Современные технологии позволяют минимизировать эти риски и повысить безопасность, но сохранить при этом независимость пациента.
Один из примеров таких решений — персональная система экстренного реагирования15.
Пациент носит небольшой кулон с датчиками, которые отслеживают движение человека. В случае чрезвычайной ситуации устройство передает сигнал в круглосуточный центр реагирования, обеспечивает немедленную связь с оператором и вызов помощи.
В России такие кулоны не продаются. Зато есть gps-часы с кнопкой SOS: в случае чрезвычайной ситуации человек может нажать на нее, и близкие получат сигнал на смартфон вместе с координатами родственника.
Такие технологии дают пожилым людям возможность жить более уверенно, а их семьям — чувствовать спокойствие за здоровье и безопасность близких.
Преимущества и недостатки интернета вещей в медицине
IoMT поменял подход к оказанию медицинской помощи. Однако наряду с преимуществами есть и сложности — вопросы безопасности данных, интеграция с существующими системами и высокие затраты на внедрение1,2,6.
Преимущества |
Недостатки |
|---|---|
Повышенная точность показателей здоровья. Устройства IoMT позволяют проводить непрерывный мониторинг пациентов, что снижает риск ошибок, ускоряет постановку диагноза и помогает вовремя выявлять опасные состояния. |
Сложность взаимодействия. Разрозненные системы здравоохранения и устаревшие технологии часто несовместимы с IoMT-устройствами, что усложняет их интеграцию и обмен данными между разными учреждениями. |
Персонализированное здравоохранение. . Анализ данных с IoMT-устройств помогает врачам адаптировать схемы лечения к индивидуальным особенностям пациента, повышая его шансы на успешное выздоровление. |
Недостаточная безопасность данных и конфиденциальность. Поскольку устройства IoMT собирают огромное количество персональной медицинской информации, они становятся мишенью для хакеров. Для защиты данных нужны серьезные меры кибербезопасности, которые не всегда удается обеспечить. |
Снижение затрат. Автоматизация мониторинга здоровья сокращает необходимость частых визитов в больницы, снижает нагрузку на врачей и минимизирует расходы на повторные госпитализации. |
Стоимость внедрения. Покупка, настройка и поддержка IoMT-решений требуют значительных финансовых вложений, средства для которых не всегда есть у больниц. |
Доступность. IoMT позволяет врачам наблюдать за пациентами дистанционно, что особенно важно для людей, живущих в отдаленных регионах или имеющих ограниченную мобильность. |
Трудности при обслуживании устройств. Быстрый выезд компетентного IT-специалиста для починки и калибровки устройств не всегда возможен. |
IoMT уже не будущее, а реальность: алгоритмы анализируют ЭКГ в режиме реального времени, а «умный» браслет может сообщить врачу об инсульте у пациента через несколько минут после начала.
Развитие технологий неизбежно, и главная задача врача — не отставать от прогресса. Даже если некоторые из технических новинок недоступны повсеместно, стоит знать о них.
Вы являетесь медицинским работником?
Зарегистрируйтесь на портале для полного доступа к информации.
Вам может быть интересно
Источники
- Elbaşı, Ersin. (2020). B-DCT based Watermarking Algorithm for Patient Data Protection in IoMT. 10.1109/ISCTURKEY51113.2020.9307963.
- https://www.xenonstack.com/blog/iot-trends-in-2025. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.
- Giovanni B., Cheung J. W., Roberto R., et al. Implantable cardiac monitors: artificial intelligence and signal processing reduce remote ECG review workload and preserve arrhythmia detection sensitivity. Frontiers in Cardiovascular Medicine. V. 11, 2024.
- Mayo Clinic. Implantable loop recorder: A heart monitoring device. 2025. URL: https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/implantable-loop-recorder/pyc-20384986. Дата доступа: 11.02.2025.
- Mariani J., Weerasooriya R., et al. Miniaturized implantable cardiac monitor with a long sensing vector (BIOMONITOR III): Insertion procedure assessment, sensing performance, and home monitoring transmission success, Journal of Electrocardiology, Volume 60, 2020, Pages 118-125, ISSN 0022-0736, https://doi.org/10.1016/j.jelectrocard.2020.04.004.
- Gupta N, Kasula V, Sanmugananthan P, Panico N, Dubin AH, Sykes DA, D'Amico RS. SmartWear body sensors for neurological and neurosurgical patients: A review of current and future technologies. World Neurosurg X. 2023 Nov 4;21:100247. doi: 10.1016/j.wnsx.2023.100247. PMID: 38033718; PMCID: PMC10682285.
- https://www.zeitmedical.com/solutions. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.
- https://neuralert.co/. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.
- Bhatt, Mohammed Wasim, Sharma, Sparsh, An IoMT-Based Approach for Real-Time Monitoring Using Wearable Neuro-Sensors, Journal of Healthcare Engineering, 2023, 1066547, 10 pages, 2023. https://doi.org/10.1155/2023/1066547.
- Stuart T., Gutruf P., et al. Wireless, battery-free implants for electrochemical catecholamine sensing and optogenetic stimulation // ACS Nano. 2022. Т. 17, № 1.
- https://appmedica.io/2024/03/20/smart-hospitals-through-iot-how-technology-is-changing-environmental-monitoring-in-medical-facilities/. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.
- https://www.cardi-link.com/aed-status-and-location/. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.
- https://ieeexplore.ieee.org/document/10541806. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.
- Payne, N.; Gangwani, R.; Barton, K.; Sample, A.P.; Cain, S.M.; Burke, D.T.; Newman-Casey, P.A.; Shorter, K.A. Medication Adherence and Liquid Level Tracking System for Healthcare Provider Feedback. Sensors 2020, 20, 2435. https://doi.org/10.3390/s20082435
- https://www.lifeline.com/. Электронный ресурс. Дата доступа: 11.02.2025.