МЕДИКО-СОЦИАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ В ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ

Платформа ChatterBox – теоретические основы и бизнес модель нового решения в направлении mHealth

Авторы:
Горелик С.Л, доктор технических наук
Комолов И.С, кандидат медицинских наук
Лещинский В.В., ведущий аналитик объединения «Магеллан»
Хаскельберг Е.Л., аспирант Университета ИТМО

«Врач будущего не будет давать лекарства,
а привлечет внимание пациента к заботе о своем теле,
к диете, к поиску причин и способов предупреждения болезни».
Томас Эдисон

Современная медицина освоила большой ряд приборных методов постоянного контроля различных параметров здоровья. Чтобы эффективно и своевременно определять угрозы и риски, обычно используют широкий набор специальных  датчиков, с которыми человек должен находиться в регулярном контакте. При этом анализ измеряемых показателей в основном сводится к оценке по принципу «зеленый-желтый-красный» и чаще всего проводится независимо для каждого из направлений медицины на основе имеющегося опыта, отражающего практику. Такой подход весьма ограничен, потому что не позволяет учесть комплексный характер проблем здоровья и корреляции между различными факторами, влияющими на общее самочувствие, и не позволяет своевременно спрогнозировать возможные кризисные состояния.

Современные математические теории (в частности, общие теории управления и информации и дополняющие их частные направления, изучаемые в теориях информационных взаимодействий, равновесных состояний, устойчивости и некоторых других) дают новые возможности для  прогнозирования состояния каждого человека в реальном жизненном цикле без необходимости тратить много временнЫх и финансовых ресурсов на приобретение большого количества специальных технических средств, постоянное «ношение» таких средств с собой, частое обращение к врачам и т.п.

Человек — единая и целостная система способная к саморегуляции и адаптации ко множественно изменяющимся внешним и внутренним факторам, сохраняя при этом эффективность необходимых механизмов жизнеобеспечения.

Все процессы в организме человека построены по принципу оптимизации — получение наибольшей результативности при наименьших энергозатратах.

Адаптационные механизмы имеют ресурс, определяющийся балансом между поступлением энергии и энергетическими затратами организма.

Наибольшая эффективность наблюдается в равновесии системы, тогда ресурс к адаптации не сокращается, однако при дисбалансе системы наблюдается истощение стабилизирующих факторов и адаптационный ресурс значимо сокращается или исчезает.

Истощение адаптивного потенциала неминуемо приводит к тем или иным болезненным состояниям.

Биоритм и жизненный цикл человека в современном обществе имеет весьма однотипную структуру (в индивидуальном рассмотрении), также как и характер распределения физических нагрузок, пищевое поведение.

Нарушения, дефекты одной и/или нескольких составляющих жизненного цикла имеют как правило стойкий характер. Нарушения могут потенциировать друг друга,  и неразобщение круга нарушений с течением времени приводит к формированию патологического конгломерата и грубых болезненных состояний.

Одной из важнейших медико-социальных проблем является ранняя диагностика, профилактика и реабилитация. Профилактика и реабилитация направлены на поддержание и восстановление адаптационного потенциала с целью сохранения, повышения, восстановления качества жизни (Рисунок 1).

Сегодня жизнь в мегаполисе имеет множество факторов риска способствующих развитию психофизических заболеваний в условиях отсутствия эффективных подходов к психогигиене. Высокая скорость и большой поток информации, высокая стрессовая нагрузка, нарушения сна, дефекты питания, недостаток времени для физической нагрузки — все эти факторы формируют условия недостаточного восстановления и, повторяясь изо дня в день, астенизируют организм, нарушая адаптационный ресурс.

Платформа ChatterBox [1] представляет собой изящное решение домедицинской профилактики различных заболеваний. Концепция построена на основе дистанционного наблюдения за биоритмом человека, его модификации и коррекции при формировании нарушений или выявлении тенденций заведомо приводящих к нарушению (Рисунок 2).

Проект содержит несколько этапов, первый из которых посвящен коррекции пищевого поведения, баланса физической нагрузки, гармонизации метаболизма и биоритма.

Второй этап включает в себя доклиническую профилактику развития нейро-дегенеративных заболеваний, повышение уровня адаптации и стрессоустойчивости, сохранению высокого уровня эффективности.

Расширение второго этапа проекта охватывает группы пользователей с развившимися нейро-дегенеративными заболеваниями и/или имеющих последствия каких-либо неврологических, ортопедических заболеваний (нуждающиеся в реабилитации).

Идеология проекта позволяет формировать платформы, используемые для контроля физиологических функций у рабочих групп, например, контроль уровня утомления у водителей рейсовых автобусов, контроль динамики уровня стресса у работников крупных компаний и многое другое (Рисунок 3).

«Chatterbox» основана на высокоперспективной и прогрессивной модели доклинической коррекции психофизического состояния человека, что является начальным звеном профилактики, в особенности учитывая ежегодное повышение информационных нагрузок в условиях развитого общества.

Мониторинг здоровья типа mHealth [2] соединяет пациента с его лечащим врачом, чтобы повысить удобство и скорость контакта. Возможность поговорить с врачом или получить консультацию о состоянии, симптомах или препарате в любое время имеет множество преимуществ, наиболее важной из которых является возможность более раннего вмешательства. Если пациент выражает беспокойство по поводу своего здоровья, но физически не может обратиться к врачу, он может использовать приложение типа mHealth для общения. Врач может посчитать нужным вмешаться, тем самым потенциально спасая жизнь пациента.

Платформа ChatterBox [1] представляет новое решение в направлении mHealth. Новизна в том, что создана математическая модель, которая позволяет оценивать состояние человека не по общим признакам, а по индивидуальным. Эти признаки формируются на основе наблюдения за некоторыми показателями, которые позволяют заметить на ранних стадиях, насколько организм наблюдаемого клиента выходит из состояния равновесия и не восстанавливается в равновесное состоянии за определенный период времени (этот период имеет индивидуальное значение для каждого организма).

Переход из одного равновесного состояния в другое может быть связан с воздействием изменяющихся внешних и внутренних факторов. Если организм не приходит к равновесному состоянию за указанный выше период, то ему нужна помощь извне. Те, кто изучал термодинамику и не забыл ее, сразу поймут, что речь идет о теории равновесных состояний Пригожина и энтропии. Мы используем аналогию между информационной и термодинамической энтропией, чтобы на основании ее динамики для наблюдаемого предсказать возможные проблемы, препятствующие восстановлению равновесия и потере устойчивости (Рисунок 4).

Наблюдаемые показатели очень просты и доступны для измерения в бытовых условиях. Например, разница между утренним и вечерним весом, которая лежит в основе оценки индекса метаболизма, изменение во времени реакции на динамические объекты на экране смартфона (индекс стабильности психофизического состояния на основе мониторинга мелкой моторики), индекс стабильности функций опорно-двигательного аппарата на основе простых упражнений, повторяемых периодически и фиксируемых смартфоном или другими общедоступными гаджетами. Уже появляются многочисленные датчики и мобильные приложения, которые дают периодическую информацию об организме человека, которая может быть обработана с помощью математической модели ChatterBox , которая позволяет делать прогнозы состояния организма.

Функциональная схема алгоритма, реализованная в платформе ChatterBox, представлена на Рисунке 5.

• Назначение алгоритма — выявление статистически значимого тренда к увеличению энтропии системы.
• Осуществляется по сопоставлению прогнозных и измеренных значений интегральных показателей.
• Для фильтрации случайных выбросов и обеспечения достоверности оценки на малой выборке используется методы робастной статистики.
• Ключевым моментом является выявление ситуации, когда расхождения прогнозной и текущей оценок становятся статистически значимыми (величина превышает случайную погрешность оценки) и повторяемыми.
• Такая ситуация означает необходимость корректирующих воздействий, чтобы вернуть систему в прежнее равновесное состояние или в новое (например, соответствующее изменившимся внешним факторам).
• Невозможность перейти в одно из равновесных состояний является признаком «критического блуждания показателей организма»,  периодом возможности возникновения нежелательных перестроений в функционировании систем.

Бизнес-модель ChatterBox

1. Пользовательский сегмент:

• Граждане в возрасте от 30, не имеющие явно выраженных заболеваний, заинтересованные в сохранении своего здоровья, управления весом и т.п.
• Медицинские клиники, которые заинтересованы повысить лояльность своей аудитории и привлечь новых клиентов.
• Организации и страховые компании – для сокращения издержек на лечение  сотрудников и клиентов.
• Организации, где высок уровень влияния человеческого фактора на безопасность и качество работы (диспетчеры, водители, операторы сложных технологических систем).

2. Ключевые активности:

• Обеспечение регулярного сбора показателей без явки в специализированные учреждения.
• Автоматический анализ динамики ключевых интегральных показателей и выявление статистически значимых эксцессов.
• Обеспечение медицинского сопровождения наблюдаемого (дистанционного и очного).
• Подготовка документированного анамнеза для обращения за медицинской помощью.

3. Ключевые ресурсы:

• Алгоритм и программно-технические средства для мониторинга данных (online, off-line), основанные на доступных технических средствах и мобильных решениях (Рисунок 6).
• Методология формирования заключений на основе автоматизированной экспертной системы и накапливаемой базы знаний (Рисунок 7).
• Программные, интернет и мобильные  решения для привлечения клиентской базы (клиники, компании, частные лица).

4. Каналы продвижения:

• Поставки через Интернет и мобильные приложения для частных лиц, клиник, организаций, страховых и прочих компаний.
• Вирусная реклама.

5. Ключевые партнеры:

• Медицинские страховые компании.
• Поставщики оборудования для мониторинга показателей, получения анализов, выполнения профилактических процедур.
•  Компании-провайдеры  здорового образа жизни и поддержания физической формы.
•  Сетевые Интернет-сервисы.

6. Доходы

• Абонентская плата.
• Доп. Сервисы.
• Реклама.

7. Интеллектуальная собственность

• Алгоритм мониторинга основан на научных работах и ноу-хау авторов, имеется патент РФ на одно из базовых решений [3] и программное обеспечение.
• Ноу-хау на математическое обеспечение.

Заключение

• Общая ситуация на рынке – быстрый рост предложений по дистанционным медицинским услугам, которые все более поддерживаются на законодательном уровне, стимулируются недостатком квалифицированных кадров даже в развитых странах и регионах.
• Основная тенденция – перенос принципов стандартной медицины на дистанционные технологии, которая в основном лечит, а не предотвращает.
• Борьба с последствиями должна максимально совмещаться  с технологиями выявления потенциальных угроз и прогнозированием.
• Очевидный недостаток – отсутствие математически обоснованных алгоритмов обработки данных и составления прогнозов. Технологии нейронных сетей и обработки «big data» очень популярны, но плохо подходят к решению важнейшей задачи  прогнозирования рисков и нестандартных проблем со здоровьем.
• Основной упор в конкурентной борьбе: интеллектуальная  математика превращает медицину в науку (против математики медицина бессильна).
• Второе конкурентное преимущество – использование удобных массовых  приборов для персонального мониторинга. Через технологию социальных экосистем нужно сделать модным трендом постоянное наблюдение за своим психофизическим состоянием и создать активное сообщество, в котором будет формироваться «мода».

Рассмотренные теоретические основы и бизнес-модель нового решения в направлении mHealth» реализованы в  «Платформе ChatterBox».

Список используемых источников

1. Контроль состояния здоровья человека на основе информационной фенологической модели (О системе мониторинга здоровья ChatterBox). «Электронный научно-технический журнал «Magellan», С.Л. Горелик, В.В. Лещинский, Е.Л. Хаскельберг.
2. Международные тренды по теме mHealth.  Medical News Today. mHealth: что это такое и как оно может нам помочь? Жасмин Кольер. https://www.medicalnewstoday.com/articles/322865.php.
3. Способ контроля веса пациента. Пат. РФ 2209582. Автор патента: Горелик С.Л.