Разное

Программирование в медицине: что можно делать с данными / Хабр

Содержание

что можно делать с данными / Хабр

Доктор Крафт — человек, который рассказывает про будущее медицины в привязке к IT. В прошлом топике было его интервью для Хабра и пара анонсов, в этом – отчёт по результатам лекции в России.

Одной из основных тем лекции был экспоненциальный рост скорости технического прогресса: уже сейчас данных и возможностей в разы больше, чем мы можем обработать. Сильно нужны люди и компании, которые понимают, как всё это можно использовать. Доктор Крафт, по сути, говорит, что область полностью открыта для новых проектов и идей. Мобильная медицина уже здесь.

В какой бы сфере вы не работали, будь то компьютерные науки или создание игр или обработка данных, статистика, робототехника, — я призываю вас подумать о том как применить ваши умения в этих сферах к миру здоровья и медицины.
Основные парадигмы развития технологий
  • Быстрее: все медицинские процессы ускоряются. К примеру, ЭКГ можно снять дома, просто приложив к себе айфон с датчиком и перекинув данные врачу за считанные секунды.
  • Меньше: устройства, с помощью которых производится диагностирование и мониторинг, уменьшаться в размере.
  • Дешевле: чем больше точность тестов, тем меньше их нужно делать. Чем раньше можно поймать признаки болезни, тем меньше денег уйдет на ее лечение. По сути, медицина станет в большинстве превентивной (эта тенденция наблюдается уже с начала прошлого века).
  • Качественнее: чем дешевле и быстрее всё становится, тем больше возможностей для внедрения персонализированной медицины, основанной на генокоде человека.

Современные проблемы
  • Высокая стоимость здравоохранения (медицина может быть в разы дешевле)
  • Низкая доступность медицинской помощи (она должна быть быстрее и уже на месте)
  • Различие медицинских подходов.
  • Неэффективное использовании информации о пациенте.
  • Раздробленность среди самих докторов: зачастую не общаются между собой
  • В США делают все возможные тесты для того чтобы избежать юридических проблем (и это снижает эффективность).
  • Любое движение вперед ограничено регулятивными огранами и недостатком в средствах.
  • Строение системы здравоохранения запутанно и непродуманно.

Доктор Крафт считает, что современное здравоохранение расточительно и неэффективно:

Мы тратим огромное количество денег (до 80% от фондов здравоохранения) на лечение хронических заболеваний — таких как диабет или болезни сердца. Используя новые технологии мы сможем направить больше денег на предотвращение появления заболеваний.

Для решения таких задач был создан университет Сингулярности — место, где рассматриваются новые интегративные технологии для решения глобальных проблем, например, бедности, пандемий, нехватки энергии или загрязнения окружающей среды и так далее. Из миссии университета вытекают конкретные проекты, вот пара примеров:

  • MATTERNET — доставка вакцин в удаленные районы с помощью дистанционно управляемой авиации/роботов.
  • Getaround — “будущее разделенного транспорта” — поделись своей машиной.

Мобильные технологии для медицины

Сегодня доступно для скачивания уже больше 20 тысяч мобильных приложений. Они помогают определить не подделаны ли лекарства, держать диету, напоминать о приёме лекарств и так далее. Ещё интереснее — то как интегрируются мобильные устройства и медицинское оборудование. Пример — глюкометр, который подключается к айфону ради экрана, для ведения логов и отправки данных врачам.

Доктор Крафт называет это эрой мобильного здоровья. Крупные игроки мира технологий (например, Билл Гейтс и Анееш Чопра) уже заинтересованы в развитии сферы. Медицина распространяется во вне больниц для того чтобы стать более мобильной (Health Summit).

  • Сегодня уже есть цифровой стетоскоп — чехол для iPhone за 10$ и бесплатное приложение дают возможность провести ЭКГ с помощью телефона. Модификации для камеры телефона позволяющие обследовать ухо и отправлять эти данные докторам или провести офтальмологическое исследование и даже дать рекомендацию на очки.
  • Всё больше и больше пациентов используют онлайн-методы: это и консультации по видеоканалу, и отправка данных со своих медицинских устройств.
  • Новые технологии основаны на компьютерных мощностях, и чем мощнее, быстрее и умнее становятся компьютеры, тем больше появляется возможностей для анализа и визуализации ситуаций. Используя снимки МРТ и молекулярную съемку, можно совмещать данные для создания трёхмерных реконструкций проблемных областей и лучшего понимания этих проблем.

Количественный пример: полная реконструкция мозга занимала 2 недели 2 года назад, сейчас это 4-5 дней. Качественный пример: можно провести реконструкцию под пациента, и на основе модели практиковаться в проведении операции.

Дэниел долгое время был военным медиком-пилотом и говорит что “мы учимся у мира полетов” — симулируем процессы также как мы симулировали полеты. Это дает нам возможность практиковаться в ситуациях которые возникают лишь изредка, например один раз в тысячу операций.

Правда, на сегодня есть и более актуальные проблемы: 70% всей медицинской документации все еще существует на бумаге: банальная оцифровка известных данных даст возможность быстрого и полного доступа к ним из любого места планеты.

Искусственный интеллект в здравоохранении

ИИ для медицины – это возможность систематизации множества данных и предсказания ситуации с пациентом. На прошедшей недавно выставке CES 2012 компании X Prize и Quallcomm представили искусственный интеллект врача, интегрированный в мобильное устройство. Понятно, что когда Крафт говорит про ИИ, он имеет в виду сложные экспертные программы, но польза от них уже очевидна — как и потенциал.

Игровые технологии в медицине

Microsoft Kinect уже применяется для здравоохранения, например для распознавания признаков инсульта или для физиотерапии. Стоит добавить, что врачи и военные всегда заинтересованы в удобных интерфейсах: естественный и быстрый доступ к данным, интуитивное управление, точность и другие плюсы всегда означают сэкономленное время, а, значит, и спасённые жизни.

Мониторинг вашего сна (Lark) и вашего здоровья (Fitbit) уже существуют. Существут зыбные щетки позволяющие собрать статситиску о том как часто вы чистите зубы. Их можно использовать для того чтобы следить за тем как часто чистят зубы ваши дети.

Дело не в данных, а в том, что вы с ними делаете.

Ещё пример: раньше один скан занимал 50 Mb, сейчас данных уже на 20 Gb, а совсем скоро будет на 1 Tb. Грамотное использование этих данных позволяет заменять инвазивные методы на неинвазивные процедуры: виртуальная колоноскопия с использованием снимков компьютерной томограммы (вместо глотания зонда используются внешние датчики), виртуальная ангиограмма — неинвазивная съемка сердечной мышцы и конструирование для поиска аномалий и тестирования возможных методов лечения (HeartFlow, Stanford).

В будущем мониторинг здоровья будет реализован через практически всё: одежду, часы и даже татуировки с индикацией инфекций. Вопрос в сборе и обработке данных. Информация может использоваться как для предотвращения критических случаев в реанимации так и для таких бытовых вещей, как подгузники, которые отправляют вам SMS про то, что их пора менять.

Дополненная реальность сможет показать вам как вы будете выглядеть, если останетесь на диете или если не бросите курить.

Устройства уменьшаются в размере
  • Акселерометр когда-то стоил 100 000$, а теперь есть в каждом телефоне.
  • Камеру вставляют в капсулу, и её можно проглотить.
  • Электрокардиостимуляторы теперь можно программировать с мобильного телефона.
  • Лаборатория по анализу крови подсоединяемая к телефону.

Есть хороший пример из военной индустрии — раненый солдат был вовремя диагностирован и проперирован роботом прямо на поле боя.

Эра медицины 4P
  • Predictive — предположение проблем до их появления.
  • Preventive — устранение проблем до их поялвения.
  • Personalised — индивидуальная медицина.
  • Participatory — эффективное участие в процессе диагностирования и лечения всех необходимых людей.

Социальные сети в медицине и игровые механики помогут эффективнее вовлекать больных в борьбу за здоровье.

Медицина станет экспоненциально лучше

Планируются персонализированные лекарства — коктейль лекарств, основанный на индивидуальных параметрах генотипа для увеличения эффективности лечения. Исследования в области использования стволовых клеток скоро дадут возможность “перепрограммировать” любую клетку организма в стволовую, что означает появление «молодильных яблок». 3D-печать органов и тканей даст возможность решать многие медицинские задачи. Дистанционное обследование пациентов избавит их от необходимости ехать в больницу.

Медицина станет доступной в отдаленных регионах и там, где нет квалифицированного персонала.

Резюмируя, доктор Крафт отметил, что наши задачи — искать конвергенцию (совмещение технологий), ипользовать данные и связывать закономерности, планировать с учетом экспоненциального роста. Дэниель считает, что именно сейчас начинается то время, когда грамотная обработка информации становится важнейшей частью медицины: а это уже прямое пересечение с IT. Как он говорил в прошлом интервью, врач будущего — это программист, умеющий зашить рану в поле.

Коротко о событии

Проект Knowledgestream.ru создан для того, чтобы обеспечить прямой поток знаний о современных технологиях для бизнеса. Несколько раз в месяц на площадке Digital October проводятся подобные мероприятия, где можно поздороваться с изображением лектора, выслушать его доклад, а потом задать любые вопросы.

Эта лекция стала первой, где использовалась технология 3D голографического телеприсутствия (подробнее — musion. co.uk, 3D-голографическое видео высокой чёткости). Посмотреть наиболее яркие примеры можно во втором отрезке видео лекции.

В следующем месяце ожидаются ещё лекции: их можно будет найти здесь или в «Событиях» Хабра.

Чем занимается IT медик? | Университет СИНЕРГИЯ

IT-медик – современная инновационная профессия, объединяющая медицинские знания с умением создавать высокотехнологичное программное обеспечение. Профессионалы занимаются разработкой приложений, ПО и сервисов для медицинского оборудования, используемого в диагностике и лечении пациентов консервативными и хирургическими методами. Для выполнения профессиональных обязанностей требуется владение основами анатомии, физиологии, медицины и патологии. При выборе направления цифровой медицины в качестве дальнейшей специализации следует детально изучить информацию о том, чем занимается IT-медик и какое образование необходимо специалисту.

Подай заявку на обучение

Я даю согласие на обработку персональных данных, согласен на получение информационных рассылок от Университета «Синергия» и соглашаюсь c  политикой конфиденциальности.

Функции и обязанности ИТ-медика

Базовые функции профессионалов:

  1. Техническая поддержка автоматизированных процессов и компьютерного обеспечения лечебно-профилактических учреждений различного уровня: больниц, поликлиник, стационаров, диагностических центров и частных клиник;
  2. Работа со сбором и хранением баз данных в архивах;
  3. Систематизация и первичный статистический анализ показателей заболеваемости, госпитализации и других критериев оценки качества оказания медицинской помощи по отдельным нозологическим формам и патологиям.

Должностные обязанности:

  • Сбор, обработка, хранение и своевременное предоставление информации о пациентах и статистических показателях работы ЛПУ;
  • Обеспечение защиты цифровых данных в целях сохранения врачебной тайны и корпоративных папках;
  • Подбор, установка, тестирование и запуск в работу профильного ПО;
  • Консультирование пользователей и техническая поддержка работы приложений и сервисов;
  • Своевременное выявление и устранение дефектов;
  • Внесение предложений по оптимизации автоматизированных процессов и замене ПО на более совершенное;
  • Разработка и реализация целевых проектов в сфере биоинформационных технологий;
  • Обслуживание аудио- и видеотехники для обеспечения нужд телемедицины;
  • Создание внутренних информационных систем и настройки доступа отдельных сотрудников;
  • Анализ потребностей организации в расширении сетей и установки дополнительного оборудования.

Профессиональные навыки

Для работы специалист должен знать:

  • Технические процессы, обеспечивающие обработку и хранение информации в формате статистических учетных и отчетных форм;
  • Программные средства и ПО, применяемые в здравоохранении;
  • Основы программирования и веб-разработки профильных сервисов и цифровой начинки медоборудования;
  • Конструктивные особенности приборов и правила их эксплуатации при работе с пациентами;
  • Медицинские основы диагностики и лечения заболеваний;
  • Показатели оценки качества оказания медицинской помощи;
  • Структурную организацию системы здравоохранения и взаимодействия между отдельными элементами;
  • Нормативно-правовые аспекты деятельности;
  • Методы классификации болезней;
  • Кодировки и внедрение алгоритмов;
  • Порядок оформления и ведения технической документации;
  • Правила составления инструкций для пользователей;
  • Регламент технического обслуживания оборудования;
  • Планирование и прогнозирование при создании информационных сетей;
  • Правила эксплуатации приемно-переговорных устройств;
  • Основы медицинской статистики и телемедицины.

Для разработки профильного ПО для узких специалистов требуются глубокие знания по применяемым лабораторным и инструментальным методам исследования, дифференциальной диагностике и лечения заболеваний отдельных органов и систем.

Как стать ИТ-медиком

Освоить профессию можно в специализированных медицинских университетах иди многопрофильных вузах, предлагающих обучение по программе бакалавриата или специалитета по направлению «Биоинформатика» или «IT-медцина».

Для обучения на врача-инженера отдела информационных технологий потребуется пройти обучение по специальности «Лечебное дело» и поступить в ординатуру по направлению биоинформатика или общественное здоровье и здравоохранение. Во время обучения студенты осваивают основы медицинской статистики, базовое программирование, правила разработки и внедрения новых форм учета и отчетности, работают с перспективными программами улучшения качества оказания медицинской помощи.

Поступление доступно выпускникам 11-го класса и колледжа, набравших проходное количество баллов за ЕНЭ по русскому языку, химии, биологии, физики или информатики в зависимости от профиля обучения.

Для работы в программировании ПО требуется дополнительное прохождение курсов по созданию информационных сетей, веб-разработке, веб-дизайну, созданию виртуальной дополненной реальности и программ с использованием нейросетей и искусственного интеллекта.

Где можно работать

Биоинформатики входят в число сотрудников отдела информационных технологий многопрофильных и профильных ЛПУ или частных клиник.

Профессионалы востребованы в реабилитационных центрах, профилактических учреждениях, комплексах по подготовки и тренировки спортсменов.

ИТ-медики имеют право предоставлять услуги технической поддержки по договорам аутсорсинга и брать заказы по веб-разработке через фриланс биржи.

Врачи-разработчики работают в цифровых компаниях и НИИ, занимающихся выпуском нового высокотехнологичного медицинского оборудования.

Плюсы и минус профессии

Преимущества специальности:

  • Освоение профессии будущего востребованной на рынке труда уже сегодня;
  • Участие в разработке инновационных проектов;
  • Создание и запуск цифрового продукта, пользующегося спросом в мировой медицине;
  • Трудоустройство в зарубежные компании;
  • Сотрудничество с иностранными профессионалами;
  • Получение морального удовлетворения видимыми результатами труда;
  • Наработка репутации в профессиональном сообществе;
  • Заработная плата и дополнительный гонорар за проекты;
  • Перспективы карьерного роста и работы на себя через договор аутсорсинга или фриланс.

Недостатки:

  • Работа, связанная с программированием и анализов больших объемов информации;
  • Ответственность за конечный результат

ИТ-медик – технический медицинский специалист, объединяющий инженерные знания с медицинской подготовкой в создании профильного программного обеспечения в лечебных, диагностических и аналитических целях Профессионалы узкого профиля работают над созданием компьютерных технологий для конкретного вида оборудования, используемого в хирургии внутренних органов, нейрохирургии, онкологии, кардиологии, микробиологии.

Адреса поступления:

Москва, Измайловский вал, д. 2, м. Семеновская

Москва, Ленинградский пр., д. 80Г, м. Сокол

Телефоны (круглосуточно)
+7 495 800–10–01 8 800 100–00–11

Время работы

Пн-Пт: 09.00 — 20.00

Сб-Вс: 10.00 — 17.00

Почему работа программистом сделает меня лучшим врачом

Стэнфордский аспирант Тим ​​Киз считает, что подход к решению проблем, который он использует при кодировании, также хорошо помогает ему в клинических условиях.

Автор Тим КизОпубликовано

Будучи студентом MD-PhD, чьи исследования больше сосредоточены на машинном обучении и разработке алгоритмов, чем непосредственно на биологии, я провел довольно много времени, размышляя о кажущемся разрыве между навыками, которые мне нужны для исследования, и навыками, которые я буду использовать. необходимо обеспечить хорошую клиническую помощь в качестве будущего врача.

Мое исследование сосредоточено на построении прогностических моделей ответа на лечение и рецидива рака у детей, поэтому я трачу большую часть своего времени на написание кода R и Python, который анализирует, визуализирует и моделирует данные, полученные от пациентов. Тем не менее, несмотря на то, что я трачу большую часть своего времени на программирование, я точно знаю, что кодирование не входит в число 20 (или, может быть, 100) лучших навыков, необходимых для ухода за пациентами в клинической среде.

Тем не менее, несколько лет опыта в обоих контекстах показали мне, что некоторые уроки, которые я усвоил чему я научился, будучи программистом, чудесным образом обобщается в моей жизни как студентом-медиком — и предвещает хорошее будущее, балансируя между этими двумя мирами.

Здесь Вот некоторые из моих идей:

Перерыв проблемы в подзадачи.

С любой проект по науке о данных или программированию, очень важно нарушить вашу общую цель в ряд более мелких, более выполнимых задач, с которыми вы можете справиться время. Например, если вы реализуете алгоритм, который имеет три отдельные шаги, оптимальная стратегия часто включает в себя написание кода, реализующего сначала каждый шаг отдельно, а затем написание функции, которая их объединяет. К таким образом, вы можете сохранить свой код организованным, эффективным и простым для понимания.

Я обнаружил, что применяю тот же принцип в медицине. Например, при приеме история болезни, это помогает подойти к разговору в несколько отдельных шагов, т. е. «история настоящей болезни», «история болезни в прошлом», «социальная история» и т. д. из которых соответствует небольшой части фона и потребностей пациента. Таким образом, я могу надежно получать всю необходимую мне информацию без опустив что-то важное.

Запоминание (не заучивание!).

В информатики, «запоминание» — это метод кодирования, который можно использовать для ускорения алгоритм, повторно используя ответы на проблемы, которые были решены до. Другими словами, «запоминаемый» алгоритм займет время только для решения проблема с нуля один раз — и каждый раз одна и та же проблема встретится в будущем, он будет просто искать старое решение (например, «памятка») вместо того, чтобы повторно решать проблему с самого начала во второй раз. Этот означает, что алгоритм будет решать задачи медленно в первый раз, но будет намного эффективнее решать те же проблемы в будущем.

Во многих смыслах мне кажется, что быть студентом-медиком — это мастер-класс по запоминанию. Многие вещи, которые вы изучаете, поначалу ошеломляют, и вам нужно освоить маленькие шаги, чтобы перейти к более широкой картине. Например, во время моей первой четверти в медицинской школе я изо всех сил пытался услышать какие-либо звуки сердца через свой стетоскоп, и мне пришлось несколько раз практиковаться с моими одноклассниками, прежде чем это, наконец, щелкнуло. Они показали мне, какое размещение стетоскопа сработало для них, и если это сработало и для меня, я сделал это частью своего процесса. Год спустя полное обследование сердца, включая прослушивание шумов, шумов и галопов в сердцебиении пациента, стало рефлекторным до такой степени, что мне почти не приходилось думать об этом. Несмотря на то, что поначалу я работал медленно, в конце концов я освоил каждый шаг, разработав полностью «запоминаемый» подход, сочетающий в себе то, что работало у меня (или моих одноклассников) в прошлом.

Всегда проверяйте крайние случаи.

В программировании «пограничные случаи» относятся к ситуациям, которые вы обычно не ожидал. Например, в компьютерной программе, которая сравнивает два числа и говорит вам, какое из них больше, может случиться «пограничный случай» когда два числа идентичны (потому что ни одно из них технически не больше чем другой). Как правило, обдумывание и тестирование пограничных случаев важно для гарантии того, что ваш код не сломается, когда он увидит что-то неожиданное, что может привести к катастрофическим последствиям!

Учет крайних случаев в медицине требует того же степени творчества и дальновидности, как в программировании. Часто, врачам приходится размышлять «а что, если», чтобы объяснить множественные диагностические возможности, даже когда только одна или две из них кажутся вероятными. Например, у меня и моего консультанта был случай, когда у пациента развился насморк в день перед началом курса химиотерапии. На основании анамнеза пациента сезонной аллергии и большого количества пыльцы в тот день, большинство признаков, казалось, указывало на что не о чем было беспокоиться. Но, чтобы исключить маловероятное крайний случай, когда пациент заразился острой вирусной инфекцией, которая могла стал серьезным, когда его иммунная система была подавлена ​​химиотерапией — мой советник не забудьте запустить тесты на несколько распространенных ошибок, прежде чем начинать лечение.

Несмотря на кажущиеся различия между информатикой и медициной, я пришел к выводу, что у них много общего в мышлении. Среди них общая приверженность творчеству, вдумчивости и эффективному решению проблем. По этим и многим другим причинам я надеюсь, что — хотя я вряд ли буду использовать свои навыки программирования непосредственно в палатах — работа программистом в конечном итоге сделает меня лучшим врачом.

Stanford Medicine Unplugged — это форум, на котором студенты могут вести хронику своего опыта в медицинской школе. Записи, написанные студентами, появляются в Scope один раз в неделю в течение учебного года; всю серию блогов можно найти в категории Stanford Medicine Unplugged.

Тим Киз — студент-медик/аспирант Стэнфордской программы подготовки ученых-медиков. Ему нравится микроглия, снегоходы, поп-музыка, написанная для девочек-подростков, и ужасные первые свидания.   Подпишитесь на него в Твиттере @timothykeyes

Фото Zan

Популярные посты

Категория:

Нейробиология