Роль IT-технологий в развитии медицины

XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Роль IT-технологий в развитии медицины

Новожилов С.Д. 1
1МБОУ Наро-Фоминская СОШ №5 СУИОП, 10 класс
Цвеловская Ю.В. 1
1МБОУ Наро-Фоминская СОШ №5 СУИОП
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В современном мире информационные технологии (IT) играют ключевую роль в различных сферах жизни, включая медицину. Развитие IT-технологий значительно изменяет методы диагностики, лечения и управления здравоохранением, что делает эту тему крайне актуальной и важной для исследования.

Актуальность:

  • С каждым годом наблюдается рост количества заболеваний, требующих высококвалифицированного подхода к диагностике и лечению. В удалённых регионах проблемой является нехватка высококвалифицированных врачей, это создаёт необходимость в разработке и внедрении современных IT-решений, которые могут улучшить качество медицинских услуг, повысить их доступность и снизить затраты. Актуальность работы заключается в необходимости анализа влияния IT-технологий на медицинскую практику и разработки рекомендаций для их более широкого внедрения.

Цель исследования:

  • Целью данного исследования является изучение роли информационных технологий в развитии медицины, а также оценка их влияния на улучшение качества медицинского обслуживания и повышение эффективности работы медицинских учреждений.

Объект исследования: 

  • Объектом исследования выступают IT-технологии, применяемые в различных областях медицины.

Гипотеза:

  • Внедрение IT-технологий в медицину способствует улучшению качества и доступности медицинских услуг, а также повышению эффективности работы медицинских учреждений.

Задачи или этапы исследования:

  • Изучить и классифицировать существующие IT-технологии, применяемые в медицине.

  • Изучить примеры успешного внедрения высоких технологий в медицинские процессы.

  • Оценить влияние IT-технологий на качество диагностики и лечения.

  • Изучить оснащённость медучреждений Наро-Фоминского района.

  • Изучить мировую статистику в области IT в медицине.

  • Провести опрос для выявления мнений о применении IT в медицине.

  • Разработать рекомендации по эффективному внедрению IT-технологий в медицинскую практику.

  • Разработать приложение.

Практическая значимость выполненной работы:

  • Результаты исследования могут быть использованы для дальнейшей научной работы в области медицины и информационных технологий, кроме того, работа может послужить основой для разработки новых рекомендаций по внедрению IT-технологий в здравоохранение.

  1. Классификация существующих IT-технологий, применяемых в медицине

В последние годы информационные технологии (ИТ) играют важную роль в области медицины, и их применение охватывает различные аспекты лечения, диагностики и управления здравоохранением. Основные примеры ИТ-технологий, используемых в медицине:

  • Электронные медицинские записи (ЭМЗ)

  • Телемедицина

  • Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение

  • Большие данные и аналитика

  • Мобильные приложения

  • Робототехника

  • Инновационные устройства и носимые технологии

1.1 Электронные медицинские записи (ЭМЗ)

Электронные медицинские записи (ЭМЗ) представляют собой цифровые версии традиционных бумажных медицинских карт, которые содержат всю необходимую информацию о здоровье пациента. ЭМЗ значительно упрощают процесс хранения и обмена медицинской информацией между различными учреждениями и специалистами.

1.1.1 Виды электронных медицинских записей

  • Амбулаторные электронные записи

  • Стационарные электронные записи

  • Электронные записи о вакцинации

  • Электронные записи о лабораторных и диагностических исследованиях

  • Мобильные медицинские записи

1.1.2 Применение ЭМЗ в медицине

  • Упрощение доступа к информации

  • Снижение количества ошибок

  • Улучшение координации лечения

  • Анализ данных и исследования

  • Управление затратами

1.2 Телемедицина

Телемедицина — это использование современных технологий для оказания медицинских услуг на расстоянии. Она предоставляет возможность врачам и пациентам взаимодействовать без необходимости физического присутствия. Это особенно актуально в условиях удалённости, нехватки медицинских специалистов или для пациентов с ограниченной мобильностью.

1.2.1 Виды телемедицины

  • Синхронная телемедицина

  • Асинхронная телемедицина

  • Мониторинг здоровья

  • Образование и консультирование

  • Телепсихология и психотерапия

1.2.2 Применение телемедицины в медицине

  • Доступность медицинской помощи

  • Экономия времени и ресурсов

  • Улучшение качества обследования

  • Поддержка в хронических заболеваниях

  • Пандемические ситуации

1.3 Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение

Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО) представляют собой быстро развивающиеся области, которые имеют широкий спектр применения, особенно в медицине.

1.3.1 Виды машинного обучения

  • Обучение с учителем

  • Обучение без учителя

  • Обучение с частичным учителем

  • Углублённое обучение

1.3.2 Применения в медицине

  • Диагностика заболеваний

  • Прогнозирование и управление заболеваниями

  • Персонализированная медицина

  • Управление медицинскими данными

  • Разработка новых лекарств

1.4 Большие данные и аналитика

Большие данные и аналитика стали неотъемлемой частью современной медицины, поскольку они позволяют оптимизировать процессы, улучшать качество обслуживания пациентов и проводить научные исследования.

1.4.1 Существует несколько видов аналитики больших данных в медицине

  • Описательная аналитика

  • Диагностическая аналитика

  • Прогностическая аналитика

  • Внедряющая аналитика

1.4.2 Применение больших данных и аналитики в медицине имеет множество направлений

  • Персонализированная медицина

  • Управление рисками

  • Оптимизация процессов

  • Научные исследования

1.5 Мобильные приложения

Мобильные приложения для медицины представляют собой инновационные инструменты, которые значительно изменяют подход к уходу за пациентами, диагностике и лечению.

1.5.1 Виды мобильных приложений, применяемых в медицине.

1. Приложения для мониторинга здоровья. Эти приложения помогают пользователям отслеживать различные показатели здоровья, такие как уровень сахара в крови, пульс, артериальное давление и массу тела.

M yFitnessPal — страна США. Бесплатное приложение для отслеживания питания, физической активности и потребления воды. Помогает планировать рацион, вести дневник питания и следить за весом.

2. Приложения для телемедицины. Позволяют проводить консультации с врачами удалённо через видеосвязь или сообщения. Это особенно важно в условиях пандемий или при ограниченном доступе к медицинским учреждениям.

« Онлайн Доктор» — страна Россия, компания-разработчик: MMT LLC, доступно на Android и iOS. Позволяет общаться со специалистами (дежурный терапевт и педиатр или профильный специалист) по телефону, в чате или по видеосвязи.

3 . Приложения для управления медицинскими записями. Обеспечивают удобный доступ к медицинским данным, таким как результаты анализов, выписки и истории болезни.

Qird — страна Россия, Нижний Новгород, приложение содержит электронную медицинскую карту пациента, в которой отображаются результаты анализов, заключения врача и другие медицинские данные.

4 . Приложения для медицинской помощи. Направлены на помощь в оказании первой помощи, предоставляя инструкции и рекомендации при различных состояниях до прибытия медицинских работников.

«Доктор рядом 24/7» — страна Россия, компания разработчик: ООО «МК Доктор рядом», предоставляющая цифровые услуги в области здравоохранения и телемедицинский сервис. Доступно на Android 5.0 и выше.

5. Приложения для напоминания о лекарствах. Помогают пациентам не забывать о приёме лекарств и сообщают о необходимости повторной покупки препаратов.

«Домаптека» — страна Россия, приложение разработали студенты РЭУ им. Плеханова в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства». Доступно на Android и iOS.

6 . Приложения для научной и образовательной деятельности. Обеспечивают доступ к медицинским исследованиям, статьям и материалам для обучения как медицинских работников, так и пациентов.

«Справочник врача» — страна Россия, разработано компанией ООО «Медицинские информационные решения». Оптимизирует работу медицинских специалистов и помогает им принимать клинические решения. Доступно на Android, версия 5.1 и выше.

1.6 Робототехника

Робототехника – это область науки и техники, которая занимается проектированием, строительством, управлением и использованием роботов. В последние десятилетия робототехника прочно вошла в сферу медицины, помогая улучшить диагностику, лечение и уход за пациентами.

1.6.1 Виды робототехники в медицине

1 . Хирургические роботы. В России с 2016 года идёт разработка российского «робота-хирурга» AST (Assisted Surgical Technologies). Среди особенностей — высокая точность манипуляций (в 20 раз больше, чем у da Vinci), возможность применять недорогие одноразовые инструменты и режим, когда робот обучает хирурга. Такие роботы позволяют провести сложные операции с высокой точностью и меньшими повреждениями тканей, что способствует быстрому восстановлению пациентов.

2 . Роботы-ассистенты. Эти устройства помогают врачам и медицинскому персоналу в повседневных задачах, таких как транспортировка препаратов, ассистирование во время процедур и уборка. Робот-манипулятор «Орбита», разработанный совместно с Институтом мозга человека им. Н. П. Бехтеревой РАН, создан в помощь нейрохирургам. Он облегчает и ускоряет наведение инструментов на целевые точки головного мозга, а также позволяет удерживать их в заданном положении.

3 . Роботы для реабилитации. Разработку робота-велотренажёра с VR-программой для реабилитации после инсульта выполнили учёные Тюменского государственного медицинского университета. Робот управляет ногами человека за счёт подключения к программе Нейро-ВИАР.Р.100. VR-оборудование восстанавливает утраченную пациентами связь между головным мозгом и конечностями.

4 . Диагностические и исследовательские роботы. Эти устройства используются для аналитики и диагностики заболеваний. «Робот-диагност» Promobot разработан пермской компанией «Промобот». Робот способен измерять первичные показатели здоровья человека, а также проводить скрининговый опрос пациента.

5 . Телемедицинские роботы. Телемедицинский робот InTouch Vici, разработанный компанией InTouch Health, даёт возможность врачам дистанционно общаться с пациентом, проходящим лечение в условиях изоляции. Помимо камеры, экрана и клавиатуры, обеспечивающих связь врачей с пациентом, робот снабжён медицинским оборудованием для измерения показателей жизнедеятельности и передачи данных в электронный архив.

1.6.2 Применение робототехники в медицине

  • Улучшение точности и эффективности операций

  • Снижение времени восстановления

  • Оптимизация работы медицинского персонала

  • Доступ к медицинской помощи

1.7 Инновационные устройства и носимые технологии

Инновационные устройства и носимые технологии в медицине представляют собой значительный шаг вперёд в области здравоохранения. Эти технологии помогают как врачам, так и пациентам улучшать качество диагностики, мониторинга и лечения заболеваний. Рассмотрим основные виды и их применение.

1.7.1 Виды носимых технологий и инновационных устройств в медицине

1 . Фитнес-трекеры. Эти устройства обычно используются для мониторинга физической активности, сна и жизненных показателей. Они могут фиксировать количество шагов, пульс, уровень стресса и качество сна.

2 . Умные часы. Развитее фитнес-трекеров произошло в сторону более сложных устройств, таких как умные часы. Они не только отслеживают физическую активность, но и могут выполнять функции ЭКГ, измерения уровня кислорода в крови и другие жизненно важные параметры.

3 . Носимые устройства для мониторинга здоровья. Это специализированные устройства, такие как сенсоры глюкозы для диабетиков, которые автоматически мониторят уровень сахара в крови.

4 . Имплантируемые устройства. Эти устройства, как правило, требуют хирургического вмешательства и включают кардиостимуляторы, имплантируемые дефибрилляторы и устройства для мониторинга состояния сердца.

5 . Телемедицинские технологии. Это не столько носимые устройства, сколько целая категория технологий, позволяющих врачам проводить обследования и консультации через видеосвязь.

6 . Аналитические платформы. Используются для анализа собранных данных с носимых устройств. На основе больших данных и искусственного интеллекта могут даваться предсказания и рекомендации для дальнейшего лечения.

1.7.2 Применение в медицине

  • Профилактика и ранняя диагностика заболеваний

  • Управление хроническими заболеваниями

  • Восстановление и реабилитация

  • Исследования и клинические испытания

  1. Успешное внедрение высоких технологий в медицинские процессы

Внедрение высоких технологий в медицинские процессы стало одним из ключевых факторов повышения качества медицинской помощи и оптимизации работы клиник. Рассмотрим несколько примеров успешного применения таких технологий.

1. Телемедицина. Телемедицина обеспечивает пациентам доступ к медицинским услугам вне зависимости от географического положения. Она позволяет проводить дистанционные консультации с врачом через интернет.

2. Искусственный интеллект (ИИ). Использование ИИ в радиологии для анализа медицинских изображений помогает врачам быстро и точно выявлять заболевания.

3. Носимые устройства. Устройства, такие как фитнес-браслеты и смарт-часы, собирают данные о здоровье пользователей, что позволяет отслеживать жизненные показатели в реальном времени.

4. Роботизированные хирургические системы. Например, система da Vinci, используемая для проведения операций с минимальным хирургическим вмешательством, предоставляет хирургам возможность более точно выполнять сложные процедуры.

5. Электронные медицинские записи (ЭМЗ). Внедрение ЭМЗ позволяет улучшить организацию работы в медицинских учреждениях. Все данные о пациентах и их истории болезни хранятся в одной системе.

  1. Влияние IT-технологий на качество диагностики и лечения.

Влияние IT-технологий на качество диагностики и лечения невозможно переоценить, они улучшили как эффективность, так и точность медицинских услуг. Существует несколько ключевых аспектов, в которых IT-технологии оказывают своё влияние.

1. Доступ к информации. Современные системы позволяют медицинским работникам мгновенно получать доступ к огромным объёмам данных о болезнях и методах лечения.

2. Диагностика с использованием ИИ. Алгоритмы способны обрабатывать и анализировать медицинские изображения, выявляя патологии с высокой степенью точности, что позволяет врачам принимать более обоснованные решения.

3. Персонализированная медицина. IT-технологии также способствуют индивидуализации лечения. Сбор и анализ данных о генетике пациентов и сопутствующих заболеваниях позволяют разрабатывать более эффективные и целенаправленные лечебные подходы.

4. Мониторинг состояния здоровья. Беспроводные технологии и мобильные приложения позволяют следить за состоянием здоровья пациентов в реальном времени.

Несмотря на многочисленные преимущества, есть и определенные вызовы, связанные с использованием IT-технологий в медицине: проблемы с безопасностью данных, необходимость в обучении медицинского персонала, а также возможные проблемы с юридической ответственностью в случае ошибок, связанных с использованием ИИ.

  1. Оснащённость оборудованием медучреждений Наро-Фоминского района.

О снащённость медицинских учреждений Наро-Фоминского района Московской области продолжает улучшаться. В 2022 году в рамках государственной программы Московской области «Здравоохранение Подмосковья» для учреждений здравоохранения Наро-Фоминского городского округа было запланировано поставить 107 единиц оборудования на общую сумму 111,4 млн рублей. Из них уже было поставлено и используется в работе 73 единицы оборудования. А в 2024 году в отделение эндоскопии Наро-Фоминской больницы поступила современная видеоэндоскопическая система для ранней диагностики онкологических заболеваний.

В целях модернизации первичного звена здравоохранения в Наро-Фоминскую областную больницу поступило современное диагностическое оборудование для поликлиник. Во взрослую поликлинику г. Наро-Фоминска и в поликлинику п. Селятино были поставлены новые пневмотонометры. В поликлиниках Апрелевки и Селятино появились новые авторефрактометры – аппараты, с помощью которых проводят анализ оптических свойств человеческого глаза в целях выяснения таких патологий. Поставлены новые хирургические столы в п. Селятино и с. Петровское.  Поликлиника п. Селятино оснащена новыми аппаратами ультразвуковой диагностики.

Мировая статистика в области IT в медицине

В 2023 году, согласно данным Росстата, в России было произведено медицинского оборудования на 50,3 млрд рублей. За последние пять лет показатель вырос почти в три раза — с 18,5 млрд руб. в 2018 году. Также по итогам 2023 года в стране было открыто 556 центров амбулаторной онкопомощи, в региональные онкологические клиники и отделения поставлено свыше 13,6 тыс. единиц оборудования. В целом, Россия занимает 61-ю строчку в рейтинге стран по уровню медицины по версии Numbeo.

По данным сервиса Numbeo, в 2025 году лидером по оснащённости больниц оборудованием является Тайвань. Частные и государственные клиники острова по оснащению не уступают европейским. По информации Cognitive Market Research, компании, занимающейся исследованиями и консалтингом в различных отраслях, в 2024 году объём глобального рынка медицинского оборудования составил 640,45 млрд долларов США.

  1. Рекомендации по эффективному внедрению IT-технологий в медицинскую практику

Внедрение IT-технологий в медицинскую практику может значительно повысить эффективность, качество и доступность медицинских услуг. Вот несколько рекомендаций по эффективному внедрению IT-технологий в медицинской сфере:

1. Анализ потребностей и целей. Прежде чем внедрять какие-либо технологии, важно провести анализ текущего состояния медицинской практики, определить ключевые проблемы и цели, которые необходимо достичь с помощью IT-технологий.

2. Выбор подходящих технологий. Исходя из анализа, необходимо выбрать соответствующие IT-решения.

3. Информационная безопасность. Внедрение технологий должно сопровождаться мерами по защите информации, соответствующими стандартами, включая шифрование данных и создание резервных копий.

4. Интеграция с существующими системами. Новые технологии должны беспрепятственно интегрироваться с уже существующими системами.

5. Постоянное обновление и поддержка. IT-технологии быстро развиваются, и важно следить за новыми тенденциями. Необходимо регулярно обновлять системы и дополнительные функции, чтобы оставаться конкурентоспособными и поддерживать высокий уровень качества медицинских услуг.

6. Клиентский подход. Внедрение онлайн-записи на приём, телемедицинских консультаций и возможности доступа к своей медицинской информации через приложения может значительно упростить взаимодействие пациентов с медицинскими учреждениями.

Статистика по опросу 100 человек

Я провёл опрос среди обучающихся 5-11 классов и тех людей, кто уже не обучается в школе, а также составил по нему статистику.

С сылка на опрос: https://forms.gle/BHjkdMZ8CWmyXZYf6

Онлайн-приложение

По итогам исследования и опроса я разработал онлайн-приложение для изучения направлений развития современной медицины, демонстрации применения IT-разработок в медицине, а также для профориентации населения.

Ссылка на приложение:

https://learningapps.org/view40214798

Заключение

Поработав над проектом и изучив влияние IT-технологий на развитие медицины, я могу сделать следующие выводы:

  • Использование электронных медицинских записей (ЭМЗ) позволяет врачам мгновенно получать доступ к медицинской информации о пациентах, что способствует более точной диагностике и эффективному лечению.

  • Внедрение телемедицины даёт возможность людям, особенно из отдалённых и сельских районов, получать консультации специалистов без необходимости физического посещения медицинских учреждений.

  • IT-технологии значительно повышают эффективность работы учреждений здравоохранения. Применение автоматизированных систем управления позволяет оптимизировать процессы записи на приём, распределения ресурсов и учёта пациентов.

Всё это подтверждает выдвинутую в начале гипотезу о том, что внедрение современных IT-решений действительно способствует улучшению качества и доступности медицинских услуг, а также повышению эффективности работы медицинских учреждений.

Источники

  1. Medical Equipments Market Report 2025: https://www.cognitivemarketresearch.com/medical-equipments-market-report (Датаобращения: 26.02.2025)

  2. MyFitnessPal // Wikipedia: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.e8fc0975-67cf3eae-071d0f7d-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/MyFitnessPal (Датаобращения: 10.03.2025)

  3. MyTherapy // Tracxn: https://tracxn.com/d/companies/mytherapy/__4rpkIqS9pzp7szePSXueMOt9j_3_BUOm1SqIaoT18jo#about-the-company (Дата обращения: 10.03.2025)

  4. Итоги года в здравоохранении // RG.RU: https://rg.ru/2024/12/27/eksperty-nazvali-glavnye-itogi-goda-v-zdravoohranenii.html (Дата обращения: 24.02.2025)

  5. Оснащение оборудованием учреждений здравоохранения Наро-Фоминского г.о. // Администрация Наро-Фоминского городского округа Московской области: https://nfreg.ru/novosti/osnashhenie-oborudovaniem-uchrezhdenij-zdravoohraneniya-naro-fominskogo-g-o/ (Дата обращения: 23.02.2025)

  6. Первый в России робот-помощник для нейрохирурга // Проекты России: https://rg.ru/2023/08/01/navigator-po-mozgu.html?ysclid=m70vytkw1481528586 (Дата обращения: 21.02.2025)

  7. Топ-10 стран с лучшей медициной // Immigrant Invest: https://immigrantinvest.com/ru/blog/10-best-medicine-countries/ (Дата обращения: 26.02.2025)

Просмотров работы: 13