Тема 5.5. Біотелеметрія

5.5.1. Глосарій

Біотелеметрія (телеметрія) – сукупність технологій та засобів, що дають змогу проводити дистанційне вимірювання, а також обробку та передачу інформації/даних про показники стану здоров’я пацієнта.

Телеконсультування (телевідеоконсультування) – комунікація (взаємодія) двох або більше учасників (медичних (фармацевтичних) працівників та/або фахівців з реабілітації та пацієнтів) з використанням інформаційно-комунікаційних технологій з метою надання пацієнтам медичної та/або реабілітаційної допомоги та профілактики.

Телемоніторинг – процес одноразового або динамічного обстеження пацієнта з використанням електронних діагностичних апаратів та приладів у режимі реального часу або періодичною передачею даних медичному працівнику з метою накопичення, аналізу медичної інформації щодо фізіологічних функції та здійснення відповідних дій з надання медичної допомоги. 

Інтернет речей – система взаємопов'язаних обчислювальних пристроїв, механічних та цифрових машин, предметів, яким присвоєно унікальні ідентифікатори, що забезпечують можливість передачі даних через мережу без необхідності взаємодії людини з людиною або людини з комп'ютером. У застосуванні до медицини використовується термін Інтернет медичних речей.

Телездоров’я – широке (всеосяжне) застосування цифрового середовища і телекомунікаційних технологій для збереження та покращення здоров’я і лікування, використання цифрових сервісів з метою отримання необхідної інформації, знань і навичок для надання медичної допомоги та для громадського здоров’я загалом; телемедицина є складовою телездоров’я.

Інтероперабельність – здатність систем інформаційних і комунікаційних технологій та бізнес-процесів, які вони підтримують, до обміну даними та до сумісного (колективного) використання інформації та знань.

5.5.2. Вступ

Телеметрія є складовим елементом теледіагностики і дозволяє отримувати, обробляти та передавати дані про показники стану здоров’я пацієнта з використанням загальних або персональних вимірювальних пристроїв для дистанційної діагностики. 

Рисунок 1. Схема складових компонентів телемедицини

У цьому матеріалі розглянуто теоретичні та практичні аспекти використання телеметрії для надання діагностичних послуг у рамках телемедицини. Наведено основні види телеметричних пристроїв, а також надані практичні рекомендації щодо сучасного розвитку методів телеметрії в Україні.

5.5.3. Актуальність питання

Зародження біотелеметричних засобів лікарського контролю та спостереження за фізіологічними показниками тварин та людей бере свій початок ще із 50х років минулого сторіччя на фоні розвитку авіації та космонавтики. 

У наш час методи телеметрії перейшли на якісно новий рівень із впровадженням Інтернету речей та хмарних технологій зберігання даних. В Україні у 2018 році відбулася значна активізація заходів, пов’язаних із програмою Президента з оновлення сільської медицини, коли було придбано та розгорнуто телеметричне обладнання та супутні послуги в різних регіонах України.

Упродовж останніх років в Україні було реалізовано ряд заходів, які стали стимулом розвитку телемедицини, зокрема:

• Громадяни отримали широкий доступ до інформаційних технологій та цифрових сервісів.
• Започатковано розбудову електронної системи охорони здоров’я.
• Схвалено Концепцію розвитку електронної охорони здоров’я та продовжуються заходи щодо її імплементації.
• Покращено умови для розвитку відкритого ринку виробників спеціалізованого програмного забезпечення та медичних виробів.
• Розпочато інформатизацію закладів охорони здоров’я: комп’ютерне обладнання, медичне діагностичне обладнання, телеметричні мобільні діагностичні комплекси.

Суттєвим каталізатором розвитку телеметричних засобів надання медичної допомоги стала пандемія коронавірусної хвороби. У країнах Європи, що визначили методи телемедицини пріоритетними для боротьби з пандемією, доступність та ефективність віддаленої діагностики значно підвищилася при дотриманні соціального дистанціювання. 

Іншим викликом стала розв’язана у 2022 році повномасштабна війна росії проти України, що завдала значної шкоди системі охорони здоров’я. У результаті частково зруйнована медична інфраструктура, у багатьох регіонах відсутня можливість дотримання норм профілактики та лікування та не вистачає медичних кадрів, а також порушені логістичні зв’язки, що перешкоджає вчасному та повному діагностуванню та забезпеченню населення медичними засобами. 

Зазначені обставини, з одного боку, є викликом, а з іншого – створюють можливості для розвитку і впровадження сучасних телемедичних технологій з використанням електронної системи охорони здоров’я. 

Згідно з наказом від 07 жовтня 2022 р. МОЗ № 1832 пріоритетні напрями розвитку сфери охорони здоров’я на 2023 – 2025 роки це зокрема: серцево-судинні захворювання, цукровий діабет, бронхіальна астма, онкологічні захворювання, розлади психіки та поведінки та інші хронічні захворювання. Телемедичні технології сьогодні знаходять найширше застосування у цих напрямах. Також реалізовано окремі місцеві ініціативи з впровадження телеметричних технологій у роботу центрів екстреної медичної допомоги та медицини катастроф, зокрема для реєстрації та передачі електрокардіограми з метою її подальшого аналізу та дистанційного консультування фахівцем незалежно від місця знаходження пацієнта та медичного працівника.

До початку повномасштабної війни за кошти державного, місцевих бюджетів та донорської допомоги було закуплено понад 4 тисячі мобільних діагностичних комплексів, зокрема мобільні телеметричні комплекси Beecardia, мобільні діагностичні комплекси IDIS, телемедичні кардіологічні комплекси UNET (UTAS), програмно-апаратні комплекси TMDN-Tredex для телеметрії та телемедичних консультацій, а також цифрові 12-канальні ЕКГ-системи Telecard. 

Аналіз використання цих комплексів (дослідження LHSS USAID «Телемедицина в Україні – ситуаційний аналіз») виявив проблеми зі стандартизацією інформації для обміну та передавання даних медичної діагностики. Крім того, не всі пристрої поки що мають можливість безпосередньо взаємодіяти з центральною базою даних ЕСОЗ, а лише опосередковано через МІС (у деяких випадках).

Рисунок 2. Реалізоване в Україні телеметричне рішення для кардіології

За період розвитку ЕСОЗ з 2017 року в центральній базі даних ЕСОЗ (ЦБД) накопичено значний обсяг інформації, зокрема медичні записи, направлення, рецепти, медичні висновки та інше. Відповідно до Концепції розвитку електронної охорони здоров’я України (2021, електронна медична картка пацієнта в ЦБД ЕСОЗ має стати єдиним агрегатором медичної інформації громадянина і універсальним джерелом інформації для медичних працівників, у тому числі тієї, яка отримана з діагностичного обладнання на всіх етапах надання медичної, профілактичної та реабілітаційної допомоги.

5.5.4. Теоретичні та практичні аспекти телеметрії

Телеметрію можна визначити як сукупність технологій та засобів, що дають змогу проводити дистанційне вимірювання, а також обробку та передачу інформації/даних про показники стану здоров’я пацієнта. За допомогою біотелеметричних технологій можна вимірювати біоелектричні, біологічні та фізіологічні параметри.

У наш час найбільш широкого використання біотелеметрія знаходить для діагностики та лікування:

• серцево-судинних захворювань;
• цукрового діабету;
• бронхіальної астми;
• різного роду хронічних захворювань. 

Біотелеметричні пристрої пропонують можливість індивідуального догляду на всіх етапах шляху пацієнта, починаючи від ранньої діагностики та оперативної допомоги, до індивідуально розроблених медичних планів. 

Залежно від способу отримання та використання даних розрізняють такі види телеметрії:

• Невідкладна (наприклад, передавання даних ЕКГ від фельдшера до спеціалізованого медичного закладу для прийняття рішення про госпіталізацію).
• Планова.
• Домашня (моніторинг пацієнтів на дому).

Дані збираються за допомогою відповідних пристроїв, піддаються постобробці та надсилаються на зовнішні пристрої моніторингу або керування, які можуть інтерпретувати отримані показники та впливати на процес ухвалення рішень.

Рисунок 3. Схема руху та обробки даних в телеметрії

Застосування телеметрії в медичній практиці має низку переваг, серед яких можна виділити такі:

• Ефективність. Телеметрія допомагає виявити захворювання на ранній стадії та проводити точне діагностування, залучаючи необхідних спеціалістів до своєчасної інтерпретації даних. Це допомагає запобігти розвитку ускладнень та підвищує ефективність лікування.
• Доступність. Медичні фахівці можуть отримувати діагностичні дані на відстані. Це особливо корисно для людей, які мешкають у віддалених або важкодоступних регіонах.
• Економічність та оптимізація. Телеметрія дозволяє ефективніше використовувати медичні ресурси, розподіляючи навантаження між фахівцями, що залучені до телемедичної мережі. Окрім того, вона допомагає оптимізувати клінічний та адміністративний маршрут пацієнта на всіх етапах надання медичної допомоги.
• Зменшення ризику розповсюдження інфекцій. Телеметрія дозволяє проводити діагностику та лікування без необхідності присутності пацієнта в лікарні.
• Ефективність взаємодії медичних працівників. Телеметрія сприяє покращенню рівня координації між медичними працівниками, що допомагає уникнути помилок, дублювання та зайвого діагностичного навантаження на пацієнта. 
• Підвищення свідомості пацієнтів до власного здоров’я. Цифрові пристрої дають пацієнтам більше можливостей контролювати стан свого здоров’я, дозволяючи їм приймати більш обґрунтовані рішення щодо власного здоров’я та робити внесок своїми особистими даними в спільні знання про еволюцію захворювання.

5.5.5. Моніторинг пацієнтів

Одним із найпоширеніших видів телеметрії є моніторинг пацієнтів на дому (англ. Personal remote monitoring, PRM). Цей метод є особливо актуальним для тих, хто має хронічні захворювання, тих, хто перебуває на реабілітації, а також для діагностики таких захворювань як онкологія, захворювання серця, діабет та інших хронічних захворювань.

Для пацієнтів моніторинг означає менше відвідувань медичних закладів, скорочення кількості і тривалості госпіталізацій, скорочення часу та витрат на поїздки, а також покращення доступу (для людей похилого віку, людей з обмеженими фізичними можливостями, особливо для пацієнтів у сільській місцевості). 

Для медичних працівників це означає більш обґрунтоване прийняття рішень, покращену комплаєнтність пацієнтів і більш ефективне ведення випадків. 

Зокрема, для ефективного ведення домашнього моніторингу пацієнтів в нашій державі було впроваджено гуманітарну телемедичну платформу HomeDoctor.

Рисунок 4. Напрями застосування платформи HomeDoctor

Інтернет речей (англ. Internet of things, IoT) сьогодні привертає все більшу увагу до взаємозв’язку фізичних пристроїв для полегшення збору та обміну даними. У рамках цієї парадигми виконується зберігання та обмін інформацією в реальному часі між пристроями або в хмарне середовище з фізичної мережі на основі конкретних датчиків. У застосуванні до медицини використовується термін Інтернет медичних речей. Завдяки домашньому моніторингу та розширенню доступу до послуг телемедицини інтернет медичних речей має потенціал для підвищення ефективності лікування, запобігання ситуаціям ризику та сприяння зміцненню здоров’я. Поєднуючи речі щоденного вжитку, такі як годинники, окуляри, ювелірні вироби, одяг і взуття, Інтернет медичних речей дозволяє збирати персоналізовані цифрові дані про стан здоров’я та робити їх доступними для медичних працівників. 

З поняттям Інтернету речей пов’язано поняття великі дані (англ. Big Data), що позначає сукупність даних або комбінацію масивів даних. Великі дані часто використовуються в поєднанні зі штучним інтелектом (англ. Artificial Intelligence, AI), оскільки такі масиви зазвичай аналізуються за допомогою інструментів машинного навчання (англ. Mashine Learning, ML) замість звичайних статистичних методів.

Завдяки успішному поєднанню записів біотелеметричних пристроїв із обчислювальною потужністю інструментів штучного інтелекту можна досягти багатообіцяючих покращень у профілактиці, діагностиці та прогнозуванні розвитку захворювань на основі постійного моніторингу відповідних фізіологічних і поведінкових параметрів. Ці передові методи мають широкі перспективи використання, адже прокладають шлях для переходу від традиційної до персоналізованої медицини, визначаючи потреби кожного пацієнта та пристосовуючи лікування до його анатомічних особливостей, фізіологічних умов і патологічного стану.

5.5.6. Телеметричні пристрої

Біотелеметричні пристрої можуть сприймати певні фізіологічні параметри, збирати конфіденційну інформацію, передавати її на детектор і далі впливати на організм людини шляхом стимуляції та доставки ліків. У своїй роботі вони використовують бездротові медичні датчики, здатні записувати та передавати широкий спектр параметрів, зокрема: датчики температури, тиску та деформації, оптичні, хімічні та електрофізіологічні параметри тощо. Таким чином, вони служать для прогнозування, виявлення, діагностики, моніторингу та лікування різних захворювань.

У загальному випадку біотелеметричні системи включають такі компоненти:

• Датчики, відповідні певним сигналам, що підлягають вимірюванню.
• Часовий або частотний мультиплексор та кодер.
• Трансмітери, що носять пацієнти (живляться від батареї).
• Радіоантена та приймач.
• Блок з дисплеєм, здатний одночасно виводити інформацію від багатьох пацієнтів.

Біотелеметричні пристрої можна класифікувати за різноманітними критеріями:

Для вживлення в тіло шляхом:

• імплантації;
• ін’єкції;
• ковтання.

Для зовнішнього використання:

• для домашнього / віддаленого використання – збір медичних даних з дому чи офісу;
• для клінічного використання – наприклад, машини швидкої допомоги та екстрено-рятувальні бригади можуть бути оснащені телеметричним обладнанням, яке дозволяє передавати електрокардіограми та інші фізіологічні дані до найближчої лікарні для інтерпретації.

За типом спостереження:

• онлайн;
• офлайн.

За видами даних:

• біологічні дані, такі як ЕКГ, ЕЕГ;
• фізіологічні дані, такі як артеріальний тиск, температура, рівень цукру в крові, рівень кисню тощо.

Персональний смартфон сьогодні поступово стає важливим ресурсом для сучасної телемедицини. Цей пристрій може містити програмовані датчики (наприклад, датчик зовнішнього освітлення, камеру, гіроскоп, датчик наближення, мікрофон, цифровий компас, сенсорний екран, акселерометр і глобальну систему позиціонування – GPS), які можуть бути задіяні в зборі корисної фізіологічної та поведінкової інформації. Завдяки різноманітним додаткам мобільного здоров’я смартфони та розумні пристрої для носіння (такі як фітнес-браслети тощо) стають придатними для постійного моніторингу біомедичних параметрів під час повсякденного використання. Таким чином, ці широкодоступні пристрої мають перспективу використання в якості портативних медичних наборів.

Згідно з результатами ситуаційного аналізу телемедицини в Україні (2023 р.) серед спеціалізованого обладнання, що сьогодні активно використовується для діагностики та моніторингу стану пацієнтів, працівники медичних закладів назвали пульсоксиметр, глюкометр, спірометр, термометр, дерматоскоп (з дистанційним передаванням даних), електрокардіограф (також з дистанційним передаванням даних), фетальний монітор, рентгенодіагностичний комплекс ІМАХ, а також телеметричний пристрій Tyto Care, портативний телемедичний комплекс IDIS, телеметричний кардіологічний комплекс Unet.

5.5.7. Захист персональних даних

Телеметрія передбачає обробку інформації, яка може містити медичні та персональні дані. Тому вона має відбуватися в захищеному середовищі.

Закон України “Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо функціонування телемедицини” передбачає, що надання медичної та/або реабілітаційної допомоги із застосуванням телемедицини здійснюється з дотриманням вимог щодо збереження лікарської таємниці та конфіденційності інформації про стан здоров’я пацієнта, дотриманням вимог законів України “Про інформацію”, “Про захист персональних даних”, “Про захист інформації у інформаційно-комунікаційних системах” та дотримання норм етики та деонтології надання медичної допомоги.

5.5.8. Практичні рекомендації з розвитку телеметрії

Для розбудови телеметрії на національному рівні на сьогоднішній день відбувається:

1. Забезпечення механізмів централізованого збору та надійного зберігання отриманих діагностичних даних.
2. Впровадження безпечного та захищеного доступу до даних телеметричних досліджень (зображення, метадані дослідження тощо) на центральному рівні.
3. Доопрацювання функціональності ЕСОЗ формування опису результатів телеметричних досліджень, у тому числі віддалено.
4. Реалізація функціональності керування доступом та маршрутизації медичної діагностичної інформації за результатами телеметричних досліджень.
5. Розвиток механізмів використання медичної інформації, отриманої в результаті проведення телеметричних досліджень, в процесі надання медичних послуг, зокрема, телеконсультування.
6. Забезпечення відповідності телеметричного рішення профільним стандартам та сучасним практикам впровадження телеметричних проєктів.
7. Удосконалення нормативно-організаційної бази для функціонування та впровадження телеметрії в процеси охорони здоров’я.

Зважаючи на різноманіття методів діагностики, роботи реалізовуються в розрізі процесів збору, зберігання та забезпечення віддаленого доступу, а саме для досліджень фізіологічних параметрів організму людини, отриманих на центральному рівні, за типами артефактів:

• набори даних (waveform): ЕКГ, спірометр;
• аудіо/відео/фото (media): дерматоскоп, стетоскоп (фонендоскоп);
• показник (забезпечення обліку результатів в ЕМК без обліку специфічних артефактів): термометр, пульсоксиметр, глюкометр.

5.5.9. Корисні посилання

1. Стаття 35-6 Закону України “Основи законодавства України про охорону здоров’я” про надання медичної допомоги із застосуванням телемедицини

2. Закон України “Про реабілітацію у сфері охорони здоров’я України” 

3. Закон України “Про захист інформації в інформаційно-телекомунікаційних системах”

4. Закон України “Про захист персональних даних”   

5. Розпорядження КМУ від 14 липня 2023 р. № 625 “Про схвалення Стратегії розбудови телемедицини в Україні”

6. Наказ МОЗ від 20 червня 2022 р. № 1062 “Про організацію надання медичної допомоги із застосуванням телемедицини в умовах воєнного стану”

7. Наказ МОЗ від 17 вересня 2022 р. № 1659 “Про затвердження Порядку надання медичної допомоги із застосуванням телемедицини, реабілітаційної допомоги із застосуванням телереабілітації на період дії воєнного стану в Україні або окремих її місцевостях”

8. Наказ МОЗ від 07 жовтня 2022 р. № 1832 “Пріоритетні напрями розвитку сфери охорони здоров'я на 2023 - 2025 роки”

9. Звіт «Телемедицина в Україні – ситуаційний аналіз». LHSS, USAID, березень 2023

10. Огляд телемедичних платформ / систем / мобільних додатків, що працюють в Україні (с. 57–63 звіту)

11. A Review of Digital Health and Biotelemetry: Modern Approaches towards Personalized Medicine and Remote Health Assessment. Ștefan Sebastian Busnatu, Adelina-Gabriela Niculescu, Alexandra Bolocan, Octavian Andronic зі співавторами. J. Pers. Med., 2022, Volume: 12: 

12. Evaluation of biotelemetry systems and novel proposal for chronic diseases management Ali Hakan Işık, Osman Özkaraca, İnan Güler. Emerging issues in the natural and applied sciences, 2011

13. Офіційний веб-сайт Уряду США щодо впровадження телемедицини

Ключові слова / теги

Біотелеметрія, телемедицина 

Наступна сторінка: Спеціалізовані телемедичні рішення (телекардіологія, теледерматологія, телехірургія, телемоніторинг, телереабілітація та інші)