Умные таблетки
Одно из социально значимых для здоровья человека направлений науки и техники лежит на стыке трех наук – биологии, информации, нанотехнологии. Именно био-инфо-нано может стать птицей-тройкой, что приведет россиян к новому качеству жизни.
Одно из социально значимых для здоровья человека направлений науки и техники лежит на стыке трех наук – биологии, информации, нанотехнологии. Именно био-инфо-нано может стать птицей-тройкой, что приведет россиян к новому качеству жизни.
Радиофикация
В Зеленограде – одном из наукоградов – в свое время была разработана «кремлевская таблетка». Первый прообраз таблетки с чипом, которую нужно было глотать, чтобы она действовала изнутри. Кремлевской ее прозвали по частому использованию кремлевскими старцами. Теперь в наукограде разрабатывают диагностические биочипы. Их работа выглядит так: на расходные полоски фиксируются разные антитела. Поскольку биотехнологии – в основном работа с инфекциями, то это могут быть антитела сразу нескольких инфекций – туберкулеза, гепатита, СПИДа и т.д. В чип встроены соответствующие маркеры «есть-нет», все это подсоединяется к электрическому датчику, и тогда можно смотреть расшифровку цифровых данных измерений на экране.
Второе направление – защита от фальсификации. Увы, для России эта проблема актуальна. Производители будут проставлять RFID-метки (радиофицированные коды) на свои упаковки. Подход при этом комплексный: и аптеки, и дистрибьюторы будут иметь единую систему считывания таких меток. Что удобно для производителей и продавцов с точки зрения анализа статистики продаж. В тестовом режиме уже идут испытания таких меток на отечественных лекарствах. В Зеленограде разрабатываются также лекарства и вакцины с использованием генной инженерии. Все они сегодня приходят к «общему знаменателю» – нанотехнологиям.
Напоминание
Для забывчивых пациентов на Западе уже изобрели новую систему, где лекарства сами напоминают, что пришла пора их принять. По подсчетам исследователей из Института здравоохранения Новой Англии (New England Healthcare Institute) в США, дополнительные издержки на медицинские расходы из-за неточного соблюдения врачебных предписаний составляют
290 млрд долларов ежегодно. В развитых странах не забывают вовремя принимать лекарства только 50% пациентов с хроническими заболеваниями, а в развивающихся – и того меньше, отмечает Всемирная организация здравоохранения.
Но теперь, похоже, ситуация меняется. Так как появились новые беспроводные технологии, четко следящие за забывчивыми пациентами, которые к тому же могут уведомить лечащего врача или родственника пациента о пропуске таблетки.
Быстро выгоду от новой медицинской технологии поняли телефонные компании. Американские и английские операторы мобильной связи уже предлагают новую услугу – звонок на мобильный номер пациента, если тот забыл принять пилюлю. Также предлагается делать записи измерений искусственного сердца, которые передаются докторам по Интернету. Почему бы и российским операторам не взять это на вооружение? Ведь подобное напоминание имеет важное значение для жизни больного. Специалисты подсчитали, что ежегодно от внезапной остановки сердца в России умирает до 300 тысяч человек, от гипертонии – более
1 миллиона человек, от осложнений, связанных с сахарным диабетом, – 400 тысяч. Среди людей, болеющих теми или иными хроническими заболеваниями, существует большой процент смертности. Летальный исход можно предотвратить, если пациенты просто вовремя примут лекарства. Но, к сожалению, около 50% больных людей просто забывают о приеме таблеток…
Диагностика
Второе направление работы таблеток с чипами – диагностика. После проглатывания по мере прохождения она «докладывает с места событий» о работе лекарства и о побочных эффектах. В таблетки пациента, помимо необходимого ему лекарства, вмонтирован еще и сенсорный чип. Размером он не больше песчинки, состоит из безопасных пищевых материалов и витаминов. Под действием кислоты желудка материалы чипа активизируются, и он испускает модулированные высокочастотные электромагнитные волны, распространяющиеся по тканям организма. Эти волны собирают информацию о ритме сердца, угле наклона тела, температуре и сне пациента, потом посылают ее в виде сигналов на трансдермальный пластырь, наклеенный на тело человека или введенный подкожно. Если человек проходит на расстоянии не больше 6 метров от телефона, информация с пластыря считывается и направляется на сервер лечащей поликлиники, откуда расшифрованные данные, а также рекомендации по принятию того или иного медикаментозного препарата посылаются пациенту, его родственникам или непосредственно лечащему врачу на телефон или электронную почту.
Существует несколько групп пациентов, которым просто необходима подобная технология. Это прежде всего люди с нарушениями в психике. Они не всегда в состоянии в силу заболевания следить за приемом препаратов. А больным серьезными заразными болезнями, например туберкулезом, прием подобных лекарств помог бы сократить количество визитов к врачу. Больным сахарным диабетом, гипертонией или различными заболеваниями сердца также жизненно необходим регулярный прием медикаментов.
Если принять во внимание, что на практике встречается еще и врачебная ошибка, то есть препараты попросту выписываются не в том количестве, которое необходимо конкретному пациенту, то польза от таблетки хай-тек будет весомой.
Препятствия
Но у новой технологии существует и ряд проблем. Прежде всего – врачебная тайна. Увы, в случае повсеместного распространения «умной» таблетки хакеры могут получить доступ к частным врачебным сведениям.
Еще одной проблемой является то, что доходы многих фармацевтических компаний, конечно, сильно понизятся. Вероятно, из-за этого могут появиться недоброжелатели, которые попытаются препятствовать внедрению таблетки.
У «умной» таблетки большой потенциал. Но будут ли расходы на подобные таблетки и беспроводные технологии покрываться медицинской страховкой? Если нет, то инициатива обречена на провал. Понимая это, производители «умных» пытаются сделать свое устройство менее дорогим. Массовое производство подобных таблеток не начнется ранее 2012 года. И, когда оно достигнет большого объема, цена стандартной таблетки практически не возрастет от ее первоначальной стоимости. А в результате «умная» таблетка все равно приведет к уменьшению расходов на здравоохранение, потому что во многих случаях можно будет избежать госпитализации, вызова «скорой помощи», работы врачей и т.д.
Работы в направлении беспроводных технологий и «умных» таблеток начались еще в конце прошлого века. Одна из наиболее известных разработок была создана в 1970-х годах биомедиком Робертом Ланжером. В 1998 году его лаборатория предложила образец вживляемого в тело микрочипа, который хранил в себе запас лекарства на несколько лет и автоматически по расписанию дозировал его в организм. Направление это сегодня бурно развивается. Голландская фирма Philips изобрела пилюлю под названием iPill, предназначенную для кишечных болезней, таких как болезнь Крона, колит и колоректальный рак. Эти болезни лечатся очень тяжелыми для организма наркотическими препаратами, от передозировки которых у пациента могут возникнуть нежелательные побочные эффекты. Таблетка iPill измеряет кислотность пищевода и желудка и открывает отсек медикаментов в том месте, где это необходимо, доставляя то количество лекарственного вещества, которое нужно. При приеме подобных таблеток риск возникновения побочных эффектов от передозировки лекарственного препарата практически сведен к нулю. Также iPill может измерить температуру человека и послать информацию вместе с изображением больного органа на специальный приемник, который носят вокруг талии.
Подобные изделия появляются и у нас. Например, диагностический комплекс «Ландыш», который был представлен Студенческим конструкторским бюро на выставке в МИФИ. Данный комплекс включает в себя одноразовую капсулу с видеокамерой и источником света, передатчик-считыватель, программный комплекс для обработки и анализа изображений, а также карманный компьютер, предназначенный для просмотра полученного видеоизображения. Само исследование происходит следующим образом: пациент глотает капсулу размером 15х7х7 миллиметров, которая после этого начинает свое путешествие по желудочно-кишечному тракту, осуществляя непрерывную съемку. Вся полученная видеоинформация транслируется в передатчик-считыватель, который закрепляется на поясе пациента и сохраняет полученную информацию. Спустя 14 часов запись отправляется в программный комплекс, где происходит удаление повторяющихся кадров и выявляются те участки ЖКТ, которые могут вызвать сомнение. После этого полученные данные просматривает врач, который и ставит на основании их окончательный диагноз.
В качестве основных преимуществ новой разработки российских студентов отмечается не только отсутствие какого-либо дискомфорта у пациента, неизбежного при традиционном эндоскопическом исследовании, но и возможность исследования тех отделов ЖКТ, куда обычный эндоскоп проникнуть не может (например, та же тонкая кишка). Хотя, безусловно, сама по себе эта технология довольно любопытна, но ее широкое внедрение предполагает соответствующее развитие информационно-технической инфраструктуры, окружающей пациента.
Информатизация
Еще одна разновидность «умных» таблеток сконструирована в ЮАР. Назвали ее SIMpill. Помимо непосредственно пузырька-контейнера она содержит своеобразную приставку-минимобильник, где располагаются SIM-карта, батарейка, передатчик и электронный чип. Принцип работы устройства таков: каждый раз, когда контейнер открывается, чип посылает сигнал центральному серверу. Тот, используя уникальный идентификационный код каждой упаковки, находит в базе данных нужного пациента и сравнивает время поступления сигнала с назначениями врача. Если человек припозднился или, наоборот, решил принять препарат раньше времени – немедленно отсылается СМС в три адреса: самому пациенту, его родственнику или другу, а также лечащему врачу. Стоит услуга 1800 южноафриканских рэндов (около 300 долларов США) в год. Но лечение пациенту, страдающему эпилепсией и забывшему принять лекарство вовремя, обойдется в южноафриканских госпиталях минимум в 7 тысяч рэндов (около 1200 долларов).
Но нигде не сказано о том, что система контролирует принимаемую дозу препарата. Как известно, программное обеспечение, сколь бы совершенно оно ни было, также не всегда работает безупречно. Отсюда – возможность сбоя и путаница с пациентами, препаратами и частотой приема лекарств. Лишнее драже витаминов – не страшно, а лишняя таблетка слабительного или снотворного?
Борис ПРИМОЧКИН
Радиофикация
В Зеленограде – одном из наукоградов – в свое время была разработана «кремлевская таблетка». Первый прообраз таблетки с чипом, которую нужно было глотать, чтобы она действовала изнутри. Кремлевской ее прозвали по частому использованию кремлевскими старцами. Теперь в наукограде разрабатывают диагностические биочипы. Их работа выглядит так: на расходные полоски фиксируются разные антитела. Поскольку биотехнологии – в основном работа с инфекциями, то это могут быть антитела сразу нескольких инфекций – туберкулеза, гепатита, СПИДа и т.д. В чип встроены соответствующие маркеры «есть-нет», все это подсоединяется к электрическому датчику, и тогда можно смотреть расшифровку цифровых данных измерений на экране.
Второе направление – защита от фальсификации. Увы, для России эта проблема актуальна. Производители будут проставлять RFID-метки (радиофицированные коды) на свои упаковки. Подход при этом комплексный: и аптеки, и дистрибьюторы будут иметь единую систему считывания таких меток. Что удобно для производителей и продавцов с точки зрения анализа статистики продаж. В тестовом режиме уже идут испытания таких меток на отечественных лекарствах. В Зеленограде разрабатываются также лекарства и вакцины с использованием генной инженерии. Все они сегодня приходят к «общему знаменателю» – нанотехнологиям.
Напоминание
Для забывчивых пациентов на Западе уже изобрели новую систему, где лекарства сами напоминают, что пришла пора их принять. По подсчетам исследователей из Института здравоохранения Новой Англии (New England Healthcare Institute) в США, дополнительные издержки на медицинские расходы из-за неточного соблюдения врачебных предписаний составляют
290 млрд долларов ежегодно. В развитых странах не забывают вовремя принимать лекарства только 50% пациентов с хроническими заболеваниями, а в развивающихся – и того меньше, отмечает Всемирная организация здравоохранения.
Но теперь, похоже, ситуация меняется. Так как появились новые беспроводные технологии, четко следящие за забывчивыми пациентами, которые к тому же могут уведомить лечащего врача или родственника пациента о пропуске таблетки.
Быстро выгоду от новой медицинской технологии поняли телефонные компании. Американские и английские операторы мобильной связи уже предлагают новую услугу – звонок на мобильный номер пациента, если тот забыл принять пилюлю. Также предлагается делать записи измерений искусственного сердца, которые передаются докторам по Интернету. Почему бы и российским операторам не взять это на вооружение? Ведь подобное напоминание имеет важное значение для жизни больного. Специалисты подсчитали, что ежегодно от внезапной остановки сердца в России умирает до 300 тысяч человек, от гипертонии – более
1 миллиона человек, от осложнений, связанных с сахарным диабетом, – 400 тысяч. Среди людей, болеющих теми или иными хроническими заболеваниями, существует большой процент смертности. Летальный исход можно предотвратить, если пациенты просто вовремя примут лекарства. Но, к сожалению, около 50% больных людей просто забывают о приеме таблеток…
Диагностика
Второе направление работы таблеток с чипами – диагностика. После проглатывания по мере прохождения она «докладывает с места событий» о работе лекарства и о побочных эффектах. В таблетки пациента, помимо необходимого ему лекарства, вмонтирован еще и сенсорный чип. Размером он не больше песчинки, состоит из безопасных пищевых материалов и витаминов. Под действием кислоты желудка материалы чипа активизируются, и он испускает модулированные высокочастотные электромагнитные волны, распространяющиеся по тканям организма. Эти волны собирают информацию о ритме сердца, угле наклона тела, температуре и сне пациента, потом посылают ее в виде сигналов на трансдермальный пластырь, наклеенный на тело человека или введенный подкожно. Если человек проходит на расстоянии не больше 6 метров от телефона, информация с пластыря считывается и направляется на сервер лечащей поликлиники, откуда расшифрованные данные, а также рекомендации по принятию того или иного медикаментозного препарата посылаются пациенту, его родственникам или непосредственно лечащему врачу на телефон или электронную почту.
Существует несколько групп пациентов, которым просто необходима подобная технология. Это прежде всего люди с нарушениями в психике. Они не всегда в состоянии в силу заболевания следить за приемом препаратов. А больным серьезными заразными болезнями, например туберкулезом, прием подобных лекарств помог бы сократить количество визитов к врачу. Больным сахарным диабетом, гипертонией или различными заболеваниями сердца также жизненно необходим регулярный прием медикаментов.
Если принять во внимание, что на практике встречается еще и врачебная ошибка, то есть препараты попросту выписываются не в том количестве, которое необходимо конкретному пациенту, то польза от таблетки хай-тек будет весомой.
Препятствия
Но у новой технологии существует и ряд проблем. Прежде всего – врачебная тайна. Увы, в случае повсеместного распространения «умной» таблетки хакеры могут получить доступ к частным врачебным сведениям.
Еще одной проблемой является то, что доходы многих фармацевтических компаний, конечно, сильно понизятся. Вероятно, из-за этого могут появиться недоброжелатели, которые попытаются препятствовать внедрению таблетки.
У «умной» таблетки большой потенциал. Но будут ли расходы на подобные таблетки и беспроводные технологии покрываться медицинской страховкой? Если нет, то инициатива обречена на провал. Понимая это, производители «умных» пытаются сделать свое устройство менее дорогим. Массовое производство подобных таблеток не начнется ранее 2012 года. И, когда оно достигнет большого объема, цена стандартной таблетки практически не возрастет от ее первоначальной стоимости. А в результате «умная» таблетка все равно приведет к уменьшению расходов на здравоохранение, потому что во многих случаях можно будет избежать госпитализации, вызова «скорой помощи», работы врачей и т.д.
Работы в направлении беспроводных технологий и «умных» таблеток начались еще в конце прошлого века. Одна из наиболее известных разработок была создана в 1970-х годах биомедиком Робертом Ланжером. В 1998 году его лаборатория предложила образец вживляемого в тело микрочипа, который хранил в себе запас лекарства на несколько лет и автоматически по расписанию дозировал его в организм. Направление это сегодня бурно развивается. Голландская фирма Philips изобрела пилюлю под названием iPill, предназначенную для кишечных болезней, таких как болезнь Крона, колит и колоректальный рак. Эти болезни лечатся очень тяжелыми для организма наркотическими препаратами, от передозировки которых у пациента могут возникнуть нежелательные побочные эффекты. Таблетка iPill измеряет кислотность пищевода и желудка и открывает отсек медикаментов в том месте, где это необходимо, доставляя то количество лекарственного вещества, которое нужно. При приеме подобных таблеток риск возникновения побочных эффектов от передозировки лекарственного препарата практически сведен к нулю. Также iPill может измерить температуру человека и послать информацию вместе с изображением больного органа на специальный приемник, который носят вокруг талии.
Подобные изделия появляются и у нас. Например, диагностический комплекс «Ландыш», который был представлен Студенческим конструкторским бюро на выставке в МИФИ. Данный комплекс включает в себя одноразовую капсулу с видеокамерой и источником света, передатчик-считыватель, программный комплекс для обработки и анализа изображений, а также карманный компьютер, предназначенный для просмотра полученного видеоизображения. Само исследование происходит следующим образом: пациент глотает капсулу размером 15х7х7 миллиметров, которая после этого начинает свое путешествие по желудочно-кишечному тракту, осуществляя непрерывную съемку. Вся полученная видеоинформация транслируется в передатчик-считыватель, который закрепляется на поясе пациента и сохраняет полученную информацию. Спустя 14 часов запись отправляется в программный комплекс, где происходит удаление повторяющихся кадров и выявляются те участки ЖКТ, которые могут вызвать сомнение. После этого полученные данные просматривает врач, который и ставит на основании их окончательный диагноз.
В качестве основных преимуществ новой разработки российских студентов отмечается не только отсутствие какого-либо дискомфорта у пациента, неизбежного при традиционном эндоскопическом исследовании, но и возможность исследования тех отделов ЖКТ, куда обычный эндоскоп проникнуть не может (например, та же тонкая кишка). Хотя, безусловно, сама по себе эта технология довольно любопытна, но ее широкое внедрение предполагает соответствующее развитие информационно-технической инфраструктуры, окружающей пациента.
Информатизация
Еще одна разновидность «умных» таблеток сконструирована в ЮАР. Назвали ее SIMpill. Помимо непосредственно пузырька-контейнера она содержит своеобразную приставку-минимобильник, где располагаются SIM-карта, батарейка, передатчик и электронный чип. Принцип работы устройства таков: каждый раз, когда контейнер открывается, чип посылает сигнал центральному серверу. Тот, используя уникальный идентификационный код каждой упаковки, находит в базе данных нужного пациента и сравнивает время поступления сигнала с назначениями врача. Если человек припозднился или, наоборот, решил принять препарат раньше времени – немедленно отсылается СМС в три адреса: самому пациенту, его родственнику или другу, а также лечащему врачу. Стоит услуга 1800 южноафриканских рэндов (около 300 долларов США) в год. Но лечение пациенту, страдающему эпилепсией и забывшему принять лекарство вовремя, обойдется в южноафриканских госпиталях минимум в 7 тысяч рэндов (около 1200 долларов).
Но нигде не сказано о том, что система контролирует принимаемую дозу препарата. Как известно, программное обеспечение, сколь бы совершенно оно ни было, также не всегда работает безупречно. Отсюда – возможность сбоя и путаница с пациентами, препаратами и частотой приема лекарств. Лишнее драже витаминов – не страшно, а лишняя таблетка слабительного или снотворного?
Борис ПРИМОЧКИН
вк
ок
youtube
telegram
ru–by
