Вектор развития

В структуру Ресурсного центра включены три основные лаборатории: лаборатория универсального дизайна и реабилитационных технологий, лаборатория медицинской техники и, наконец, лаборатория медицинского искусственного интеллекта. Значимым подразделением Ресурсного центра является техническая библиотека, которая осуществляет справочно-библиографическое обслуживание пользователей в гибридном формате, ведет научную обработку документов, электронный каталог библиографических баз данных, формирует учет и сохранение фонда документов по тематике искусственного интеллекта, промышленного универсального дизайна, технических средств медицинской заместительной реабилитации, медицинской, спортивной техники, а также текстильной и легкой промышленности. В настоящее время электронный каталог составляет более 220 тысяч записей.

Лаборатория универсального дизайна и реабилитационных технологий успешно взаимодействует с производителями товаров реабилитационной направленности, ведет мониторинг передовых технических средств реабилитации и ассистивных технологий, осуществляет прогнозирование востребованности российским рынком реабилитационных услуг, систематизирует и наполняет актуальной информацией единую базу отечественных производителей в данной сфере. Сотрудники лаборатории мониторят новости в сфере реабилитационной индустрии. Собранная информация о достижениях и проблемах отрасли оформляется в виде дайджестов, публикуемых на сайте Министерства промышленности и торговли. В компетенции лаборатории универсального дизайна и реабилитационных технологий входит экспертиза научно-технических инновационных разработок в промышленности, разработка профильных национальных стандартов, определение требований к производству, характеристикам, качеству технических средств реабилитации.

Важно отметить, что компетенции и задачи, возложенные на лабораторию, определяют ее связующим звеном между федеральным органом исполнительной власти – Минпромторгом России, производителями товаров реабилитационной направленности и конечными потребителями – инвалидами и маломобильными группами населения. Анализируя потребности всех заинтересованных сторон, лабораторией предлагаются оптимальные решения, которые позже берутся за основу нормативно-правовых актов, разрабатываемых в сфере реабилитационной индустрии.

Лаборатория медицинской техники проводит анализ видового состава, качества и распространенности электронной медицинской техники, на отечественном рынке, осуществляет поиск отечественных аналогов сырья и комплектующих изделий, информируя об этом производителей отрасли. Специалисты лаборатории постоянно коммуницируют с производителями медицинской техники, решая оперативные задачи Минпромторга России, в том числе о потребности и укомплектованности регионов различными медицинскими изделиями с электронной компонентной базой. Например, нынешняя действительность заставляет держать «руку на пульсе» в отношении аппаратов ИВЛ, ЭКМО, КК, которые являются жизненно необходимыми в период борьбы с новой коронавирусной инфекцией (COVID19).

Лаборатория ежемесячно готовит информационно-аналитические дайджесты главных событий отрасли, связанных с развитием и производством отечественных и зарубежных образцов электронной медицинской техники. Одновременно специалисты отслеживают тенденции в формировании новых или развитии наиболее перспективных направлений отрасли, освещают передовые модели медицинской техники Российского и зарубежного производства.

Лаборатория медицинской техники проводит анализ видового состава, качества и распространенности электронной медицинской техники, на отечественном рынке, осуществляет поиск отечественных аналогов сырья и комплектующих изделий, информируя об этом производителей отрасли. Специалисты лаборатории постоянно коммуницируют с производителями медицинской техники, решая оперативные задачи Минпромторга России, в том числе о потребности и укомплектованности регионов различными медицинскими изделиями с электронной компонентной базой. Например, нынешняя действительность заставляет держать «руку на пульсе» в отношении аппаратов ИВЛ, ЭКМО, КК, которые являются жизненно необходимыми в период борьбы с новой коронавирусной инфекцией (COVID19). Лаборатория ежемесячно готовит информационно-аналитические дайджесты главных событий отрасли, связанных с развитием и производством отечественных и зарубежных образцов электронной медицинской техники. Одновременно специалисты отслеживают тенденции в формировании новых или развитии наиболее перспективных направлений отрасли, освещают передовые модели медицинской техники Российского и зарубежного производства.

В настоящее время в лаборатории медицинской техники ведутся различные научные исследования. Например, по созданию устройств-помощников при проведении хирургических манипуляций в труднодоступных местах, разработке макета информационной системы мониторинга, анализа и прогнозирования текущих и перспективных потребностей в отечественной медицинской технике для системы здравоохранения, разработке отечественной технологии проектирования микросхем нового поколения для использования в слуховых аппаратах и другой медицинской электронной технике. Также ведутся исследования в области беспроводных технологий зарядки имплантируемых медицинских изделий, требующих периодической подзарядки.

Перейдем, наконец, к лаборатории медицинского искусственного интеллекта (ИИ) – пожалуй, самому масштабному проекту учреждения, который стартовал в 2020 году.

За полтора года созданы условия для развития искусственного интеллекта в различных областях медицинской сферы. Лаборатория укомплектована 8 высокопроизводительными серверами DGX-2 суммарной вычислительной мощностью 16 петафлопс и хранилищем медицинских данных объемом 1,5 петабайт. Ведется на регулярной основе работа с различными медицинскими учреждениями Минздрава и ФМБА, которые привлекаются для создания наиболее востребованных продуктов медицинского искусственного интеллекта. Одним из перспективных направлений развития искусственного интеллекта видим работу в области цифровой патоморфологии – вида медицинской деятельности связанной с изучением цифровых изображений микропрепаратов новообразований органов тела человека. В лаборатории медицинского искусственного интеллекта создана работающая модель цифровой патоморфологической лаборатории, которая является аналогом традиционного подразделения любого онкологического стационара. Она демонстрирует высокую эффективность, при этом серьезно облегчающей работу специалистов-патоморфологов, увеличивая вместе с тем, их производительность за счет автоматизации целого ряда ручных процессов. На сегодняшний момент учреждением накоплено более 15 тысяч оцифрованных в лаборатории изображений патоморфологических микропрепаратов, общим объемом 105 Тb, по 16 наиболее часто встречающимся в онкологии нозологиям. С апреля 2021 года в лаборатории созданы 5 продуктов искусственного интеллекта, которые с высокой точностью позволяют определить наличие опухолевого процесса в простате, почках, толстой кишке, пищеводе, легком; высчитать процент патологической ткани в микропрепарате, а так же определить тип патологического процесса. В 2022 году планируется развитие уже имеющихся продуктов, а также дополнительное создание искусственных нейросетей для детекции метастазов в лимфоузлах, молочной, щитовидной и поджелудочной желез. Кроме того, будет начата работа по тренировке искусственных нейросетей для формулирования гистологического диагноза, выбора кода по Международной классификации болезней 10-го пересмотра, а также формирования описания микропрепарата, которое получает патоморфолог, изучая опухоль пациента. С учетом того, что в настоящее время нам удается отсканировать порядка 4000 микропрепаратов в месяц, те амбициозные цели, которые мы перед собой ставим, представляются вполне достижимыми.

Кроме этого, мы развиваем направление интеллектуализации данных цифровой лучевой диагностики. Я говорю про исследования МРТ, КТ и рентгенографии. На сегодняшний день собрано более 100 миллионов изображений. С помощью нейросетей мы планируем облегчить работу рентгенологов, путем автоматического создания описания полученного во время исследования изображения и предложения варианта диагноза для данного пациента.

Наверное, самым ярким примером применения технологий машинного обучения в реабилитационной медицине являются нейропротезы со встроенными приложениями на основе ИИ. Алгоритмы ИИ объединяют и анализируют большие потоки информации, полученные с устройств функциональной электрической стимуляции мышц, интерфейса мозг-компьютер и из Интернета вещей для эффективного управления движениями конечностей даже у пациентов с тетрапарезами (моторное нейропротезирование). Современные достижения в области «умных» протезов также помогают в реабилитации пациентов, которые потеряли ногу или руку вследствие заболевания или травмы. Приложения на основе искусственного интеллекта могут помочь врачам лечебной физкультуры и физиотерапевтам подобрать наиболее подходящую программу реабилитации пациентам как на этапе стационарного лечения, так и во время продолжения восстановительной терапии в амбулаторных условиях.

В мире прогнозируется рост рынка реабилитационных устройств. В частности, по оценкам экспертов, до 2030 года рынок реабилитационных устройств будет расти в среднем на 10% ежегодно. Большая доля этого рынка будет приходиться на интеллектуальное медицинское оборудование, что дополнительно подтверждает верно выбранные пути развития Ресурсного центра.

В нашей ближайшей перспективе – создание и внедрение в медицину и реабилитацию технологичных цифровых продуктов, управляемых искусственными нейронными сетями, внедрение в медицинскую, медико-биологическую, реабилитационную и спортивную сферы в виде «АРМов специалиста» и программно-аппаратных комплексов. Тесное сотрудничество и взаимодействие с производителями продукции позволит внедрить разработки в серийное производство, а товары будут востребованы профильными организациями здравоохранения, социальной сферы, образования, культуры и спорта.

Специалисты лаборатории готовы поделиться наработанным опытом в сфере искусственного интеллекта и оказывать поддержку в испытаниях и оценке качества искусственной нейронной сети, разработанных сторонними организациями.

Подводя итог, отмечу, что увеличение доли пожилого населения, а в нашей стране и рост инвалидности – глобальная тенденция. В этой связи разработка эффективных технологий и продуктов на стыке инженерных, медицинских, социальных решений в сфере реабилитации представляется крайне важной. Мы работаем и в этом направлении – так, Учреждение совместно с Минпромторгом России является соорганизаторами проведения и активными участниками форума реабилитационной индустрии и универсального дизайна «Надежда на технологии». Эта площадка объединяет государственных заказчиков, общественные организации инвалидов, производителей, ученых, врачей и самих потребителей для обсуждения актуальных вопросов развития отрасли.

За недолгий период своей работы Ресурсный центр смог стать важным координирующим научно-практическим центром. Учреждение обладает высоким потенциалом в сфере проектирования и исполнения задач для отрасли. В наших планах множество проектов, я упомянул лишь некоторые из них. Впереди нас ждут более интересные и амбициозные задачи. Наша команда – это люди с горящими глазами, увлеченные своим делом, широким кругозором и глубоко погруженные в вопросы профильных отраслей. С такой командой, я уверен, мы достигнем самых высоких результатов.