Облачные технологии и телемедицина в электроэнцефалографии

ВВЕДЕНИЕ / INTRODUCTION

Рутинное электроэнцефалографическое (ЭЭГ) обследование, как и продолженный видео-ЭЭГ-мониторинг, в настоящее время, как правило, проводится в клинике, в специально оборудованном кабинете¹ [1][2]. ЭЭГ-техник обычно отвечает за наложение ЭЭГ-электродов и регистрацию записи обследования. После окончания записи врач проводит просмотр и анализ данных обследования, формирует протокол, пишет заключение [3][4]. При такой организации процесса врачу необходимо находиться в клинике и выполнять просмотр и анализ данных обследования обычно на том же компьютере, на котором осуществлялась его запись (рис. 1).

Это накладывает определенные ограничения и снижает число обследований, которые может просмотреть один врач за одну рабочую смену. В условиях дефицита высококвалифицированных медицинских кадров такой формат приводит к существенному недостатку количества проводимых ЭЭГ-обследований. С другой стороны, пациенту также необходимо во время обследования находиться в медицинском учреждении, а в случае с продолженным видео-ЭЭГ-мониторингом ему придется провести в клинике от нескольких часов до нескольких дней (рис. 2).

С появлением новых носимых ЭЭГ-регистраторов, которые можно использовать на дому у больного, а также с развитием телекоммуникационных технологий привычный сценарий проведения ЭЭГ-обследований изменяется. Пациент может проходить процедуру в домашних условиях, а вся информация автоматически передается в облачную базу данных, где ее может увидеть лечащий врач (рис. 3).

Теперь длительный видео-ЭЭГ-мониторинг может проводиться на дому у пациента, а врачу не обязательно присутствовать в клинике для того, чтобы просмотреть и проанализировать запись.

ОБЛАЧНЫЕ БАЗЫ ДАННЫХ / CLOUD DATABASES

Преимущества и недостатки / Advantages and disadvantages

Облачные базы данных, построенные на современных телекоммуникационных технологиях, позволяют хранить информацию о пациентах и обследованиях не на станции регистрации, а на сервере, расположенном в клинике или в арендованном облачном хранилище. Одним из преимуществ такой организации хранения данных является надежность. Информация автоматически резервируется и зеркалируется, не нужно заботиться о ее сохранности. Кроме того, данные обследований всегда доступны как с компьютеров внутри клиники, так и снаружи, благодаря чему врач может просматривать их не только с рабочего компьютера в клинике, но и из дома или из любого другого места.

К недостаткам облачных баз данных можно отнести невозможность удаленного доступа при отсутствии интернет-соединения. Чтобы избежать подобных проблем, многие клиники в настоящее время разворачивают серверы для хранения данных на территории своего лечебного учреждения. Это позволяет получить доступ к информации с любого компьютера, подключенного к локальной сети. Например, если длительное ЭЭГ-обследование проходит в палате интенсивной терапии [5], врачу-нейрофизиологу не нужно приходить в нее для просмотра текущих показателей, он может делать это с рабочего компьютера в своем кабинете. Также пользователи базы данных могут получать доступ к информации вне клиники через защищенное интернет-соединение. Это удобно – ведь врач, находясь дома, в служебной поездке или где бы то ни было, может получить доступ к данным обследований своих пациентов, своевременно провести их анализ, оформить заключение и назначить лечение (рис. 4).

Защита персональных медицинских данных / Protection of personal medical data

Правила хранения или передачи персональных медицинских данных пациентов через интернет на территории Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 июля 2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных»². В Соединенных Штатах Америки доступ к данным пациентов регулируется Актом (законом) о мобильности и подотчетности медицинского страхования (англ. Health Insurance Portability and Accountability Act, HIPAA) [6], в Европейском союзе – Общим регламентом защиты персональных данных (англ. General Data Protection Regulation, GDPR) [7].

В соответствии с требованиями указанных документов надежность хранимой информации и права доступа к ней должны быть защищены едва ли не лучше, чем банковская информация. Все персональные данные пациентов при передаче должны шифроваться. Доступ к ним осуществляется через строгую систему авторизации. Для каждого пользователя системы должны быть предусмотрены определенные права. Таким образом, доступ к медицинским данным третьих лиц невозможен.

Резервное копирование данных / Data backup

Современные облачные системы хранения данных содержат встроенные средства для резервного копирования, что обеспечивает высокую надежность. Для медицинских данных это имеет большое значение, т.к. в соответствии с законодательством результаты медицинстких обследований необходимо хранить от 5 до 50 лет, в зависимости от типа данных³. Кроме того, в последнее время накопленная информация по медицинским обследованиям приобретает особую ценность для обучения алгоритмов с применением искусственных нейронных сетей и искусственного интеллекта [8].

Удаленный доступ / Remote access

Но главным преимуществом облачной базы данных, безусловно, является возможность доступа к результатам проведенных обследований из любой точки мира. Даже находясь за тысячи километров от пациента, врач, используя свой ноутбук или даже смартфон, подключенный к интернету, может просмотреть данные обследования и поставить диагноз, назначить лечение. Кроме того, наличие подобной системы с возможностью удаленного доступа позволит привлекать к анализу обследований более квалифицированных или менее занятых в текущий момент врачей из других регионов Российской Федерации. Благодаря этому можно ускорить оказание медицинской помощи, а также снизить ее себестоимость. Ни для кого не секрет, что в малых городах России сейчас наблюдается дефицит квалифицированного медицинского персонала. Облачные базы данных обследований с удаленным доступом к ним позволят решить эту проблему путем привлечения к анализу данных обследований врачей из крупных городов.

Для удаленного доступа к облачной базе используются различные современные инструменты, одним из них является технология RemoteApp. С ее помощью на удаленном компьютере или смартфоне можно работать в программе просмотра и анализа ЭЭГ так, как будто она установлена на этом компьютере или смартфоне. На самом же деле программа запущена и работает на удаленном сервере.

Нейрон-Спектр-WEB / Neuron-Spectrum-WEB

Есть и другой способ просматривать ЭЭГ-обследования без необходимости установки специализированного программного обеспечения на компьютер. В настоящее время многие врачи работают одновременно в нескольких клиниках. При этом возможность удаленного доступа к данным позволяет им многократно увеличить количество просмотренных обследований.

Одним из бесплатных инструментов, позволяющих анализировать ЭЭГ-обследования из любой точки мира, является веб-сервис «Нейрон-Спектр-WEB»⁴. Этот сайт поддерживает просмотр ЭЭГ-данных в форматах EDF+ (англ. European Data Format) и BDF+ (англ. Binary Data Format) [9], а также синхронный просмотр видео. Поскольку сервис работает непосредственно в интернет-браузере, запустить его можно не только на компьютере, но и на планшете, телефоне или даже на современном телевизоре.

Среди полезных инструментов сервиса – измерение амплитуды ЭЭГ, просмотр записи в различных монтажах, изменение масштаба ЭЭГ-кривых, скорости развертки, фильтров, просмотр событий записи. Тот факт, что «Нейрон-Спектр-WEB» работает непосредственно в веб-браузере, позволяет анализировать ЭЭГ-обследования на любом устройстве под управлением любой операционной системы без установки специализированного программного обеспечения (рис. 5).

Интеграция в медицинские информационные системы / Integration into medical information systems

Немаловажным преимуществом современных цифровых систем хранения медицинской информации становится их объединение в медицинские информационные системы (МИС), которые позволяют упорядочить хранение данных, структурировать запросы на проведение разных видов обследований. Как правило, современные МИС предоставляют личный кабинет как для врачей, так и для пациентов со своими правами доступа.

Существуют международные стандарты по организации МИС: HL7, GDT, DICOM. В России разработаны и действуют самые разнообразные МИС: Медиалог, 1C.Медицина, Инфоклиника, Ариадна, ЕМИАС и др. Современное программное обеспечение для регистрации и анализа ЭЭГ [10], как правило, поддерживает интеграцию с перечисленными и другими МИС.

Если система для регистрации и анализа ЭЭГ интегрирована в МИС, это, разумеется, является большим преимуществом и дополнительным удобством. Данные пациента из электроной регистратуры автоматически передаются на станцию регистрации ЭЭГ, а протокол проведенного ЭЭГ-обследования также автоматически сохраняется в его цифровой карточке. В настоящее время МИС хранят информацию о пациентах и их обследованиях в региональных центрах обработки данных, которые, в свою очередь, разворачиваются на базе облачных хранилищ, имеющих специальную аккредитацию для хранения медицинской информации.

ПЕРСПЕКТИВЫ ДЛЯ ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ / PROSPECTS FOR TELEMEDICINE

Новые возможности / New opportunities

В настоящее время слово «телемедицина» стало очень популярным, но на деле дальше видеоконсультаций пациента с врачом дело почти не идет. С появлением распределенных систем хранения данных с удаленным доступом к ним открываются новые возможности для телемедицинских решений в области инструментальной диагностики, в т.ч. на дому у пациента.

Например, если человеку в Краснодаре требуется пройти длительный видео-ЭЭГ-мониторинг, к нему на дом приезжает специалист, разворачивает оборудование, накладывает электроды и запускает обследование. Данные ЭЭГ и видео сохраняются на станции регистрации, которая располагается здесь же, но помимо этого по сети Интернет все результаты копируются в облачную базу данных (см. рис. 3).

Предположим, что врач, которому нужно просмотреть запись и провести анализ обследования, находится в Москве. Со своего компьютера он подключается к облачной базе данных, просматривает обследование и подготавливает заключение, которое автоматически синхронизируется и может быть распечатано или скопировано в электронную карту пациента на станции регистрации в Краснодаре (рис. 6).

Бразильский проект PBSF / Brazilian PBSF project

Подобные облачные системы с возможностью удаленного доступа к данным обследований уже активно применяются на практике. Для примера рассмотрим бразильский проект в области неонатологии Protecting Brains and Saving Futures (PBSF) [11]. Он направлен на развитие инструментальной диагностики в неонатологических отделениях реанимации и интенсивной терапии с целью оказания высокотехнологичной помощи и снижения младенческой смертности и неврологических нарушений у детей, рожденных с осложнениями или раньше срока.

В рамках данного проекта на первом этапе была создана мультимодальная система диагностики и терапии центральной нервной системы новорожденных, включающая четыре основных диагностических инструмента [12]: амплитудно-интегрированную ЭЭГ [13], церебральную оксиметрию, прикроватный мониторинг жизненно важных функций и систему гипотермии (рис. 7).

Перечисленное оборудование установлено в неонатальных центрах в разных регионах страны. Данные всех проводимых обследований передаются в единый центр обработки информации в Сан-Паулу для анализа в режиме реального времени (рис. 8).

Кроме удаленного доступа к данным обследований в реальном времени с любого устройства система использует инструменты искусственного интеллекта для автоматического оповещения врачей об опасных показаниях системы контроля состояния здоровья пациента. Если один из наблюдаемых физиологических показателей выходит за пределы нормальных значений, врач получает уведомление об этом в виде тревожного сообщения со скриншотом программы во вложении (рис. 9).

Лечащий врач в своем личном кабинете на телемедицинском портале одновременно видит всех своих пациентов и их регистрируемые показатели (рис. 10). При необходимости он может практически в реальном времени отслеживать текущие показатели любого пациента, просматривать данные и формировать рекомендации по лечению, находясь даже за тысячи километров от больного (рис. 11).

Для Бразилии с ее огромной территорией и дефицитом квалифицированных неонатологов в провинциальных районах проект PBSF [11] стал настоящим спасением. Удивительно, но эта масштабная инициатива не финансируется государством, а держится исключительно на энтузиазме своих организаторов и частных спонсоров. Проект начинался с оснащения первых трех центров и теперь разросся на всю страну и вышел за ее пределы. За 6 лет работы оборудовано уже более 50 центров, высококвалифицированную медицинскую помощь получили более 12 тыс. малышей. Остается надеяться, что и в нашей стране удастся построить подобную централизованную систему хранения данных обследований и удаленного доступа к ним.

Телемедицинские системы в России: вызовы и ограничения / Telemedicine systems in Russia: challenges and limitations

В настоящее время в России облачные системы хранения с удаленным доступом к ним уже начинают применяться для организации телемедицинских систем инструментальной диагностики. При таком подходе врачи получают доступ к данным обследований своих пациентов, находясь за тысячи километров от них.

Однако нельзя не отметить, что внедрение подобных систем хранения данных на текущий момент имеет ряд рисков и ограничений. Например, организация таких телемедицинских систем сопряжена с риском утечки медицинских персональных данных вследствие кибератак. Медицинские персональные данные нуждаются в самой серьезной защите, а их утечка может грозить уголовной ответственностью. Поэтому при организации телемедицинских систем применяются дополнительные средства шифрования и криптозащиты, что делает их более сложными и дорогими.

Многие лечебные учреждения просто не рискуют организовывать на своей инфраструктуре подобные системы. А еще большее количество медицинских учреждений в России вообще не имеют необходимой инфраструктуры и IT-кадров для этого. Указанные ограничения являются серьезным препятствием на пути распространения телемедицинских систем для инструментальной диагностики у нас в стране.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ / CONCLUSION

В настоящее время во всем мире и в России активно развиваются облачные базы данных, удаленный доступ к результатам обследований и телемедицинские системы. Пандемия коронавируса ускорила этот процесс. Новые носимые медицинские устройства в совокупности с современными телекоммуникационными технологиями позволяют существенно упростить оказание медицинской помощи, сократить ее сроки и повысить качество.

На пути распространения телемедицинских систем в здравоохранении существуют препятствия в виде риска утечки персональных данных и сложности необходимой инфраструктуры. Тем не менее процесс их внедрения в стране продолжается. Накопленные в облачных хранилищах данные обследований открывают новые возможности для создания систем диагностики на базе искусственного интеллекта, что, в свою очередь, должно еще больше повысить качество оказания медицинской помощи населению.