Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка интеллектуальной распределённой системы популяционного скрининга онкологических заболеваний.

Докладчик: Тараканов Сергей Александрович

Должность: директор Центра медицинского, экологического приборостроения и биотехнологий НИУ ИТМО, Директор Центра медицинского, экологического приборостроения и биотехнологий

Цель проекта:
1.1 Проект направлен на решение проблемы повышения качества и эффективности диагностики, профилактики и лечения онкологических заболеваний. 1.2 Целями реализуемого проекта являются исследование и разработка научно-технических решений, направленных на создание интеллектуальной распределённой системы популяционного скрининга онкологических заболеваний (далее – Система), предназначенной для автоматизации некоторых процессов и обеспечения поддержки принятия решений при проведении скрининговых исследований в области онкологии.

Основные планируемые результаты проекта:
По результатам проекта будут разработаны и пройдут апробацию в реальной клинической практике методы, алгоритмы и прототипы программного обеспечения для интеллектуальной распределённой системы популяционного скрининга онкологических заболеваний. Разрабатываемая на основе этих результатов Система позволит реализовать качественно новый подход к проведению популяционного скрининга онкологических заболеваний, удовлетворяющий критериям скрининговых методов и обеспечивающий интеллектуальную поддержку принятия врачебных решений на основе медицинских баз знаний.
Основным результатом выполнения работ по проекту станет создание экспериментального образца интеллектуальной распределённой системы популяционного скрининга онкологических заболеваний, обладающего следующими основными характеристиками:
а) обеспечение отбора и приглашения целевых групп на процедуры скрининга;
б) обеспечение автоматизированных сбора, обработки и анализа медицинских данных (анкетных данных, снимков компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, изображений тканей и др.) на предмет выявления диагностически значимых параметров;
в) возможность визуализированного представления различных данных Системы;
г) обеспечение интеллектуальной поддержки принятия решений;
д) возможность обмена данными с внешними медицинскими информационными системами;
е) среднее время, затрачиваемое на описание одного клинического случая (в это время входит описание анамнеза, жалоб, диагноза, назначенного лечения и др.) – не более 2 мин;
ж) среднее время на поиск клинического случая по заданным характеристикам пациента – не более 1 мин;
з) допустимое количество пользователей системы при работе в интранет-сети медицинского учреждения – до 1000 пользователей;
и) средства доступа к экспериментальному образцу Системы – персональный компьютер с доступом к сети Интернет, мобильные устройства связи.
Разрабатываемая Система будет одной из первых на мировом рынке медицинского скрининга, на котором в настоящее время растет потребность во все большей автоматизации и контроле качества процессов в связи с ростом масштабов медицинских исследований. Решения, направленные на автоматизацию проведения скрининговых исследований, в мире еще только начинают разрабатываться. В это же время в Российской Федерации на настоящий момент не существует даже программ популяционного скрининга, равно как и программно-технических решений, обеспечивающих интеллектуальную поддержку принятия решений в этой области.
В этой связи, разрабатываемая в настоящем проекте Система с учетом применения механизмов поддержки принятия врачебных решений сможет иметь существенные конкурентные преимущества по сравнению с потенциальными аналогами (эффективность, низкая цена реализации, простота и удобство использования и т.п.) как на отечественном, так и на мировом рынках.
Достижение заявленных результатов в рамках предлагаемого проекта будет обеспечиваться за счёт использования передовых методов и алгоритмов построения программных систем.
В качестве уникальной технологической особенности разрабатываемой Системы будет выступать разработка интеллектуального компонента модуля базы знаний клинических рекомендаций по выявлению и генерации рекомендаций по лечению онкологических заболеваний, представляющего собой элемент системы поддержки принятия решений.
В качестве уникальной научной ценности выступает разработка, применение и дальнейшая апробация современной медицинской методики популяционного скрининга здоровья пациентов, позволяющей максимально быстро получать и с максимальной скоростью и точностью обрабатывать данные о текущем состоянии наблюдаемых пациентов.
Планируемый к получению по результатам проекта экспериментальный образец Системы будет построен по модульному принципу и будет включать в свой состав следующие программные компоненты:
а) Модуль взаимодействия с пациентами, выполняющий функции автоматизированного отбора и приглашения целевых групп на процедуры скрининга.
б) Модуль сбора и анализа данных, выполняющий автоматизированные сбор и обработку первичных медицинских данных на предмет выявления диагностически значимых параметров.
в) Модуль онтологии клинических рекомендаций, обеспечивающий возможность описания шаблонов клинических рекомендаций и стандартов оказания медицинской помощи в терминах онтологий, а также создание/редактирование структуры онтологии клинических рекомендаций.
г) Модуль интеллектуальной поддержки принятия решений на основе онтологии, обеспечивающий возможности генерации рекомендаций по диагностике и лечению пациентов.
д) Модуль интеграции, обеспечивающий возможность обмена данными с внешними медицинскими информационными системами.
Система будет разрабатываться в качестве самостоятельного решения, пригодного для использования совместно с действующими клиническими информационными системами, системами информационной поддержки и др.
Потенциал внедрения разрабатываемого продукта практически не имеет ограничений ввиду постоянного развития направления автоматизации и контроля качества медицинских исследований и все возрастающего уровня потребности в программно-аппаратных решениях по данному направлению.
В связи с отсутствием прямой конкуренции, так как потенциальные конкуренты на данный момент также находятся на стадии ведения научно-технических разработок, риски выхода продукта по проекту на рынок минимальны. Снижению рисков также способствует заинтересованность в проекте со стороны потенциальных потребителей – российских и международных организаций, таких как Комитет по здравоохранению Санкт-Петербурга, Научно-исследовательский институт онкологии им. Н. Н. Петрова, Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова, Санкт-Петербургская Государственная Медицинская Академия им. И. И. Мечникова, Раковый центр Финляндии, Раковое агентство Британской Колумбии (Канада), Департамент общественного здоровья (Нидерланды) и пр.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Полученные в ходе проекты результаты потенциально смогут использовать различные учреждения здравоохранения, а именно: лечебно-профилактические учреждения, медицинские институты и учреждения, занимающиеся популяционным скринингом и лечением онкологических заболеваний, онкологические центры, частные клиники и другие коммерческие медицинские организации.
Результаты проекта также могут быть использованы при разработке решений для скрининга других заболеваний (например, кардиологии или заболеваний метаболического синдрома) или аналогичных интеллектуальных распределенных систем на основе баз знаний.
Дальнейшее внедрение результатов проекта позволит существенно улучшить качество жизни населения, уменьшить смертность, увеличить эффективность профилактики и лечения онкологических заболеваний за счет внедрения высокоэффективного популяционного скрининга.
По результатам реализации проекта совместно с Индустриальным партнером будет осуществлен вывод на рынок новой научно-технической продукции мирового уровня – интеллектуальной распределённой системы популяционного скрининга онкологических заболеваний, которая позволит повысить качество и адресность профилактики и лечения онкологических заболеваний у населения. Это может способствовать формированию нового сегмента рынка в области здравоохранения в первую очередь на территории РФ, направленного на реализацию программно-аппаратных решений обеспечения автоматизированного скрининга целевых групп населения по выявлению различных патологий и услуг по проведению скрининга.
Выполнение данного проекта также способствует развитию исследований и разработок на стыке информационных технологий, измерительной техники, телекоммуникаций и медицины. С использованием научно-технического задела, полученного в рамках настоящего проекта, может быть обеспечено проведение дальнейших научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, в том числе в рамках международного сотрудничества, так как тематика, соответствующая выполняемому проекту, является актуальной и активно продвигается в мировом научном сообществе.

Текущие результаты проекта:
На текущий момент выполняется этап работ, направленный на выбор направления исследований. В ходе данного этапа командой проекта были проведены аналитические исследования области аппаратно-программных решений для скрининга онкологических заболеваний, патентные исследования, выполнена разработка требований к Системе. В то же время Индустриальным партнером в соответствии с Договором о дальнейшем использовании результатов проекта ведутся следующие работы: маркетинговый анализ рынка, обзор конкурентных решений, сбор функциональных и других требований к Системе, разработка методики анкетирования граждан и медицинских специалистов о проводимом исследовании и разрабатываемом программном продукте, оснащение Контакт-центра для профессионального телефонного анкетирования.
В ходе проведения аналитического обзора было выявлено, что общим существенным недостатком современных систем, которые потенциально могут быть использованы для скрининга онкологических заболеваний, является отсутствие автоматизации процессов массового приглашения людей из групп риска на скрининг, обработки результатов выполненных исследований, наблюдения динамики изменений от теста к тесту и контроля качества выполняемых исследований. Анализ современных источников показал, что в пределах Российской Федерации на настоящий момент не существует полноценных программ популяционного скрининга, как и программно-технических решений по обеспечению интеллектуальной поддержки принятия решений в этой области. Результаты проведенного аналитического обзора позволяют говорить о том, что на настоящий момент в мире только разрабатываются компьютеризированные методы учета и анализа массива данных, получаемых при скрининговых исследованиях, крайне ограничено применение систем автоматизированного анализа и отбора изображений, но, между тем, именно этот тип данных играет ключевую роль в обследованиях, применяемых при скрининге. В сложившихся условиях разрабатываемая Система за счет применения инструментов для автоматизации процессов отбора, формирования и контроля результатов исследований скрининговых групп, обработки больших массивов данных, включая интеллектуальные алгоритмы обработки изображений, поддержки принятия решений на этапах скрининга позволяет обеспечить существенные преимущества перед ближайшими аналогами и обладает большим потенциалом на рынке аппаратно-программных решений для осуществления программ скрининга онкологических заболеваний среди населения различных стран.
Проведенные патентные исследования показали, что в настоящее время отсутствуют патентные документы, которые могут препятствовать применению в Российской Федерации разрабатываемой интеллектуальной распределённой системы популяционного скрининга онкологических заболеваний. Однако на дальнейших этапах работ планируется проведение дополнительных патентных исследований для выявления вновь появившихся патентов в рассматриваемой области.
Полученные по результатам аналитических исследований данные позволяют говорить о том, что продолжение работ по проекту является перспективным как с точки зрения технико-экономической эффективности внедрения предлагаемого к разработке решения, так и с точки зрения вопросов охраноспособности планируемых к получению результатов.
Также в ходе выполнения проекта разработаны совместно с Индустриальным партнером требования к функциональным и техническим характеристикам Системы, включающие требования к отдельным модулям, составлены спецификации функциональных возможностей Системы и требований к Системе.
Индустриальным партнером проведен на текущий момент обзор конкурентных решений, близится к завершению выполнение маркетингового анализа рынка, ведется разработка методики анкетирования граждан и медицинских специалистов о настоящем исследовании и разрабатываемом в его рамках программном продукте, производится организация и оснащение оборудованием Контакт-центра для обеспечения проведения профессионального телефонного анкетирования вышеобозначенных категорий.
По итогам выполнения работ подготовлена отчетная документация в соответствии с нормативными актами Министерства образования и науки РФ.