К весомым научным результатам в сотрудничестве
Распоряжением Правительства РФ №2744-р от 24 октября 2020 г. утвержден список получателей грантов среди научных центров мирового уровня. В их числе – Сеченовский университет с проектом «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение», победившем в конкурсном отборе. Разработка цифровых экосистем началась с прошлого года и закончится в 2025 г. Университет тесно взаимодействует с научными учреждениями страны – с Научно-исследовательским институтом биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Институтом системного программирования имени В.П. Иванникова, Институтом конструкторско-технологической информатики РАН, и Новгородским государственным университетом имени Ярослава Мудрого, зарекомендовавших себя в продвижении этого научного направления. Поэтому от этого сотрудничества можно ждать весомых результатов.
 
Так, институт биомедицинской химии им. Ореховича – лидер в стране и мире по работе с протеиномом человека. Институт системного программирования РАН и Институт конструкторско-технологической информатики РАН – ведущие в Академии наук, доказавшие возможность создания самых сложных кроссплатформеннных цифровых решений и математических моделей, в том числе в области биоинформатики. Среди заказчиков – мировые ИТ-лидеры уровня IBM, Microsoft, Samsung, Intel и др. Новгородский ГУ – опорный университет региона, что позволит активно апробировать и внедрять разрабатываемые решения. Кстати, он имеет значимую поддержку со стороны губернатора Новгородской области.
 
Размер утвержденного гранта – более 2,5 млрд руб. на 6 лет на всех участников консорциума.
   
В проекте Сеченовский Университет взял на себя координирующую роль, которая определена компетенциями и опытом реализации таких проектов как «5-100» и «Цифровой университет», а также наличием Научно-технологического парка биомедицины, клинической базы, насчитывающей 3500 коек.
    
Научный центр сможет обеспечить эффективную реализацию и достижение ключевых показателей трех национальных проектов: «Наука», «Здравоохранение», «Цифровая экономика». В рамках стратегии научно-технологического развития РФ будут решены следующие задачи: создание возможностей для выявления талантливой молодежи, организация процессов реализации научно-технологических проектов согласно лучшим мировым и отечественным практикам, внедрение результатов исследований в реальный сектор экономики и жизнь общества.
    
Главная цель центра – разработка прорывной технологии персонализированной медицины для формирования прототипа цифровой экосистемы здравоохранения, основанной на принципах управления здоровьем. За ближайшие годы планируется создать фундамент цифрового прототипа физиологических и патологических процессов человека, что уже эффективно сделано в других отраслях экономики. Это, так называемые, «цифровые двойники» патологических процессов, которые позволят достигать новых значимых результатов сохранения здоровья на основании математического и информационного анализа больших баз данных с использованием систем искусственного интеллекта принятия клинических решений (в области онкологии и кардиологии). Элементы данной модели активно прорабатываются на базе Клиники управления здоровьем, которая 3 года назад создана в университете.
    Если посмотреть задачи центра, то они прописаны следующие:
•         Разработка технологии анализа живых систем путем обработки больших данных функциональных методов исследования, омиксных технологий и биоинформатики, а также терапевтического лекарственного мониторинга социально-значимых заболеваний с использованием искусственного интеллекта, включая создание новых цифровых сенсорных систем.
•         Создание модели цифрового биобанка данных для полномерного анализа и персонализированного прогнозирования течения болезни и платформы цифровых доклинических исследований для перехода к персонализированным микрофлюидным системам высокоточного анализа и прогнозирования действия лекарственных средств на организм человека.
•         Разработка цифровой модели развития процессов канцерогенеза и патологических процессов сердечно-сосудистой системы у пациента.
    
Программа разделена на три этапа: начинается она с фундаментальных исследований, и заканчивается обеспечением отрасли конкретными прикладными результатами. Главным результатом деятельности центра станет первая в мире единая база данных, объединяющая показатели функционального значения, биоинформационного, геномного и лекарственного мониторинга. Также появится уникальная технологическая платформа для создания «цифровых двойников заболевания», которые позволят врачам предусматривать и прогнозировать течение, развитие, лечение и исходы заболеваний. Кроме того, на основе анализа большого количества данных будет создана система эффективного прогнозирования лечения и подбора индивидуальной терапии.
   
В рамках деятельности НЦМУ запланировано более 200 мероприятий, направленных на достижение ключевых показателей национального проекта «Наука». К работе будет привлечено более 170 исследователей, 40% из которых – специалисты до 39 лет. На базе Центра более 500 молодых исследователей из разных регионов страны смогут пройти обучение и стажировки, а также более 150 аспирантов. За это время расчитано опубликовать более 650 высокорейтинговых научных работ.
   
Деятельность НЦМУ будет способствовать созданию цифровой трансформации системы оказания медицинской помощи в нашей стране, не имеющей аналогов в мире.
    
В центре предусматривается внедрение отечественных цифровых решений (группы компаний Аквариус, АО «Крафтвэй корпорэйшн ПЛС», ОАО «СКТБ по релейной технике» и структур ГК «Ростех»).
    
Что в итоге? Цифровая экосистема создает возможность прогноза риска развития онкологических заболеваний, исходя из индивидуальных факторов риска. Она позволяет сформировать систему опережающего прогноза по наследственным данным и созданной базе наследственной отягощенности, а также сформировать алгоритмы по прогнозированию по факторам риска окружающей среды и на основе показателей микроэлементного анализа в волосах и крови. Таким образом создаётся биостатистическая платформа с использованием машинного обучения на основе анализа биомаркеров, с помощью чего полностью формируется структура модели онкологического заболевания.
   
Другим важным фактором цифровой экосистемы является цифровой онкоконсилиум, который будет способен делать оценку состояния человека на основе цифрового образа пациента, обеспечивая доступ к информации мультидисциплинарной команды. При этом модуль клинических данных передаёт информацию дальше. В работу вступает цифровое планирование хирургического вмешательства и прогнозирования операционных рисков. После окончания анализа данные переходят в модуль лучевой разметки и прогнозирования результата. После этого – в модуль цифровой терапии.
     
В кардиологии цифровая экосистема делится на две подсистемы - «Сердечный возраст» и «Сосудистый возраст». Каждая из них охватывается особыми четырьмя платформами: «Цифровой двойник здоровья», «Модель развития болезни гипертонии/ИБС», «Биоинформационные платформы мониторинга состояния пациентов», «Онлайн-сервис», каждая из которых несет определенную нагрузку, складывающуюся в систему управления процессами приема, сопровождения и лечения пациентов.
   
«Цифровой двойник здоровья» - это адаптивная программная среда, состоящая из комплекса математических моделей разного уровня сложности, средств усвоения данных (омиксных данных, физических маркерах, демографических данных и данных об образе жизни человека) и элементов искусственного и интеллекта, позволяющая предсказывать развитие заболеваний. В её состав входят: система опережающего прогноза на базе новых факторов риска  (масс-спектрометрии выдыхаемого воздуха, КТ-изображений, оценки глазного дна); цифровая модель нормальной физиологии сердечно-сосудистой системы; цифровая модель биохимических процессов и омиксных параметров сердечнососудистой системы; калькулятор риска гипертонической и ишемической болезни сердца на базе клинических и лабораторно-инструментальных  данных.
  
«Модель развития болезни гипертонии/ИБС» - это элемент программной среды, созданный на базе экспериментальных, клинических, инструментальных и омиксных данных пациента для диагностики, лечения и профилактики заболеваний. В неё входят: цифровая модель патофизиологии сердечно-сосудистой системы, цифровая модель гиполипидемических лекарственных средств, автоматизированная цифровая система анализа состояния здоровья на базе новых биомаркеров, система оценки лекарственной эффективности и безопасности на базе моделей взаимодействия лекарств и человека, цифровая платформа доклинических исследований для моделирования процессов испытания новых лекарственных средств в кардиологии iv vivo и алгоритм определения состояния сосудистой стенки и риска атеросклеротического поражения артерий как основы развития и прогрессирования кардиологических заболеваний.
   
«Биоинформационные платформы мониторинга состояния пациентов» - это система цифровых инструментов сбора, хранения и обработки данных о состоянии здоровья для диагностики, лечения и профилактики заболеваний. В состав платформы входят: цифровая система удаленного мониторирования жизненно важных параметров, телемедицинский центр непрерывного наблюдения за здоровьем пациента, система сбора, хранения и обработки данных онлайн мониторирования, система оценки эффективности и безопасности лекарственной терапии.
   
Платформа «Онлайн-сервис» подразумевает создание технической возможности онлайн-консультаций или онлайн-применения программных продуктов по поддержке принятия клинических решений у пациентов с кардиальной патологией. В неё входят телемедицинский центр, мобильное приложение, блок систем поддержки принятия врачебных решений, система автоматизации анализа данных лабораторных и инструментальных исследований и система управления процессами приема, сопровождения и лечения пациентов.
Подготовил Алексей Папырин, обозреватель «МГ»,