Оснастите обычных людей так, чтобы они могли сами ставить себе надежные диагнозы в любом месте, в любое время.

Ариэль Сабар, 2014 г.1

Я глубоко убеждена, что основное право человека, которое должно быть у любого, — это доступ к такой инфраструктуре тестирования, которая сможет сообщить вам о тех или иных состояниях тогда, когда у вас еще есть время что-то сделать.

Элизабет Холмс, генеральный директор Theranos2

В любой другой отрасли технологии снижают затраты, и потребители считаются вполне способными принимать самостоятельные решения.

Дэвид Голдхилл3

На карикатуре в New Yorker очень хорошо подмечены взаимоотношения между врачом и пациентом: «Это простой стресс-тест — я беру у вас анализ крови, отправляю его в лабораторию, а потом не связываюсь с вами, чтобы сообщить результат»4. Я прекрасно знаком с этой ситуацией, причем с обеих сторон «медицинского забора», поэтому пора­зился, прочитав в Wall Street Journal о 29-летней женщине, бросившей учебу в Стэнфордском университете и создавшей компанию для того, чтобы сделать лабораторные исследования более эффективными, доступными и менее болезненными, причем по ценам в разы меньше нынешних.

Эту женщину зовут Элизабет Холмс. Она бросила учебу после первого курса, чтобы основать компанию под названием Theranos2, 5–7. В интервью Wall Street Journal она сказала: «Искусство венесекции возникло вместе с кровопусканием в 1400 г. до н.э., а современная клиническая лаборатория появилась в 1960-е гг. — и с тех пор она по большому счету не менялась». И далее: «У вас на руке затягивают жгут, в вену втыкают иглу, а потом набирают кровь пробирка за пробиркой»5. Да, все так и есть.

В США каждый год делается примерно 10 млрд лабораторных анализов, и от 70% до 80% решений2, 5 принимается с их учетом. Понимая, какую огромную часть медицины составляют анализы, и узнав о том, что происходит что-то очень инновационное, я отправился в главный офис Theranos, чтобы взять интервью у Холмс. Это огромный модернизированный склад, окрашенный в яркие цвета, с развешенными повсюду большими фотографиями счастливых детей.

Мое посещение началось с легкого обеда, мы немного поговорили о том, как она прекратила учебу в Стэнфордском университете в возрасте 19 лет и как провела последние 10 лет, создавая Theranos — компанию, которая до последнего времени, можно сказать, действовала украдкой. Перед тем как начать интервью, я спросил у Холмс, можно ли мне сделать анализ крови. Она была счастлива удовлетворить мою просьбу. Это был приятный и новый опыт. Никакого жгута. Никаких «поработайте кулачком» и огромных игл. Вместо этого молодая женщина, которая проводила у меня забор крови, надела мне на указательный палец устройство для согревания пальца, чтобы расширить кровеносные сосуды. Затем она поймала капельку крови в один из так называемых нанотейнеров, причем я даже не почувствовал укола, и отправилась в лабораторию, которая находится в том же здании. Было исследовано свыше 50 показателей (некоторые из них показаны на рис. 6.1), и результат я получил уже через несколько минут. Обнадеживало и то, что результаты соответствовали анализам, которые ранее делались в обычной лаборатории: повышенный сахар из-за того, что я только что пообедал, а ЛПВП, или «хороший» холестерин, чуть понижен, о чем я давно знаю. На самом деле главное, что меня интересовало, — это то, каким образом результаты всех этих анализов так быстро поступили ко мне, при том что делались они на основании всего одной капли крови и исследовали работу почек, функции печени, химический состав крови, липидный статус, полный подсчет клеток крови и многое другое. Обычно на это требуется по крайней мере две пробирки и много часов ожидания.

В целом Theranos предлагает 1000 лабораторных анализов по ценам на 50% ниже, чем те, что в настоящее время компенсируются в соответствии с программой Medicare, и от 70% до 90% ниже в сравнении со счетами, которые выставляют лаборатории при больницах2, 5. Все анализы и цены есть на сайте компании8. Еще более радикален их договор с аптечной сетью Walgreens. Мы обсуждали контракт с Walgreens, о котором было недавно объявлено. В соответствии с ним в аптеках специально отводится место, где фармацевтов или их помощников будут учить брать кровь по методу Theranos, причем во всех 8200 аптеках, входящих в сеть. Особенно знаменательна здесь роль фармацевтов. Такое признание несколько необычно среди врачей, но Холмс назвала это «прекрасным применением талантов работников этих аптек»9. Цель: находиться не более чем в пяти милях от каждого американца.

Но самым важным вопросом для меня был следующий шаг — доставка результатов пациенту. Холмс утверждает, что доступ пациентов к результатам их анализов — одно из основных прав человека2, 9. Это его кровь и его анализ10. Почему у человека нет доступа к собственной крови? Единственная причина, по которой поначалу Элизабет и Theranos не предоставляли результаты клиентам, состояла в том, что медицинская система не была к этому готова. Мы застряли в эпохе патернализма, и это подтверждает комментарий, опубликованный в 2011 г. в одном из ведущих медицинских журналов, который на долгие годы врезался в мою память: «Следует ли пациентам иметь прямой доступ к результатам своих лабораторных анализов?»11

Как могут ведущие врачи сегодня продолжать задаваться вопросом, стоит ли пациентам иметь прямой доступ к результатам своих анализов? Они объясняют свои сомнения тем, что пациенты запутаются в результатах, это вызовет у них ненужное беспокойство и только лечащий врач на самом деле поймет данные и рассмотрит их в контексте. Я так не думаю. В лабораторном отчете всегда есть столбик с референсными значениями, и любой человек способен разобраться, какие показатели соответствуют норме, а какие нет. Им в помощь могут быть добавлены «звездочка» или две, а также обозначения Н (высокий) или L (низкий), как показано на рис. 6.1, для подчеркивания каких-то аномальных показателей. Это безусловно проще, чем изучение счета за газ или электричество или выписка из кредитной карты. Что касается беспокойства, я не видел никаких научных доказательств по этому поводу, кроме устоявшегося мнения некоторых врачей. На самом деле результаты исследования 1546 пациентов, которые смотрели результаты своих анализов онлайн, опубликованные в Journal of Participatory Medicine, показали малую степень или отсутствие беспокойства, путаницы, страха или раздражения (их продемонстрировали менее или 1% участников эксперимента); 98% пациентов посчитали, что это им помогает, и вывод был таков: «Исследование показывает, что реакция пациентов, изучающих результаты своих анализов онлайн, в подавляющем большинстве случаев демонстрирует скорее положительные, чем отрицательные эмоции»12. Но эти выводы пока не изменили медицинскую практику или восприятие медицинского сообщества в целом. Как я уже упоминал, потребители услуг здравоохранения на самом деле уподобляются персонажу Родни Дэнджерфилда с его присказкой «Никто меня не уважает».

Несмотря на нежелание медиков выпустить из своих рук результаты анализов, есть основания полагать, что такое положение вещей все-таки изменится. Мобильное приложение Kaiser Permanente и сайт компании в Интернете предлагают своим членам (обратите внимание, что их не называют пациентами) доступ к результатам анализов. Несколько организаций здравоохранения последовали этому примеру, и некоторые даже рекламируют это как дополнительную льготу. Даже Quest Diagnostics и LabCorp, два крупнейших лабораторных центра в США, начинают делать результаты анализов доступными для пациентов через мобильные приложения. Это дает основание полагать, что они не живут в патерналистском государстве; но во многих штатах требуется подтверждение врача. В последнее время появились новые лаборатории, исследующие кровь, как, например, WellnessFX и DirectLabs13, позволяющие клиентам получать результаты онлайн. В 2014 г. Medicare издала новое правило, в соответствие с которым от лабораторий требуется представлять пациентам копии полученных результатов не позднее чем через 30 дней после поступления запроса14–19а. Вместо передовицы, в которой спрашивается, следует ли пациентам иметь доступ к результатам анализов, теперь публикуется обнадеживающая статья, в которой врачей убеждают активно консультировать пациентов, убирать барьеры и пользоваться благами перемен19b. Так что, по крайней мере, наблюдается движение в правильном направлении, при котором предпочтение отдается законным владельцам данных.

Моя лаборатория в смартфоне

Мы далеки от права собственности на наши персональные данные, и еще дальше мы от генерирования персональных данных — от права заказывать и даже проводить анализы самим. Однако благодаря прогрессу в лабораторных исследованиях технологии существуют — приложения к смартфонам, в которых содержится «лаборатория на чипе»20, «лаборатория в сжатом виде»20, дали возможность комбинации микроэлектроники и микрофлюидного устройства, с одной стороны, и смартфона с микропроцессором и функциями дисплея — с другой21–26. В результате получается идеальное устройство для диагностики на месте — быстрого анализа цифровых фрагментов нашего организма в форме крошечных объемов (менее 10 нанолитров) — крови, мочи, слюны, дыхания и даже самой ДНК. То, что кто-то написал статью под заголовком «Микрофлюидные технологии позволяют вам самим распечатывать результаты ваших анализов» (Microfluidic Technology May Let You Print Out Your Own Health Tests), должно дать вам ощущение, что происходит что-то необычное за пределами привычных мест, где проводятся анализы, — поистине анализы из серии «сделай сам».

Смартфоны для анализа или секвенирования ДНК незаменимы в некоторых методиках компаний Genia, Biomeme и QuantuMDx27. Их возможности позволяют сделать, например, анализ на месте с целью определения взаимодействия лекарств, назначенных пациенту, или быстрое секвенирование патогена с целью определения причины и оптимального лечения инфекции или для фактического секвенирования участка генома. Маленькое мобильное устройство для этих целей описано как «децентрализованный универсальный диагностический инструмент»27, который может легко связать с облачным хранилищем данных для интерпретации результатов.

Вот частичная сводка некоторых поразительно разно­образных анализов из серии «лаборатория на чипе», которые уже интегрированы или вскоре будут интегрированы в смартфон. Анализ крови включает сахар, гемоглобин, калий, холестерин, функцию почек, функцию печени, щитовидной железы, мозговой натрийуретический пептид (используется для отслеживания проблем с сердцем), токсины и различные патогены (включая малярийный, туберкулезный, денге, кишечный шистосом, сальмонеллу и ВИЧ с возможностью отслеживать лимфоциты СD4+ и CD8+ T и вирус саркомы Капоши)28–38. При исследовании мочи список включает полный количественный анализ, белок (альбумин), человеческий хорионический гонадотропин (для мониторинга преэклампсии в случае осложненной беременности) и инфекции мочеиспускательного канала39. При анализе слюны есть возможность определить штаммы вируса гриппа и стрептококковую ангину23. Самое удивительное, пожалуй, это разнообразие проб, получаемых из дыхания, — соль молочной кислоты, алкоголь, сердечная недостаточность, наркотики (кокаин, марихуана, амфетамины) и даже некоторые виды рака40.

Последнее может показаться странным, но известно, что собаки способны учуять рак41–45. Кажется, впервые об этом заговорили в 1989 г., после того как журнал The Lancet рассказал о женщине, собака которой (помесь колли и добермана) постоянно нюхала родинку, что заставило женщину обратиться к медикам и привело к диагностированию меланомы46. К 2004 г. независимо друг от друга разные источники сообщали о способности собак «диагностировать» рак легких по дыханию и рак мочевого пузыря по моче. Дальнейшие подтверждения эта информация получила в 2006 г., когда одна клиника в Северной Калифорнии провела сбор проб дыхания у 55 человек с диагностированным раком легких и у 83 здоровых людей в виде контрольной группы. Три лабрадора и две португальские водяные собаки подтвердили диагноз в 99% случаев! Точно так же собаки смогли определить рак простаты через пробы мочи с точностью в 98%. В Пенсильванском университете имеется Центр служебных собак, где голландские овчарки (хердеры) и немецкие овчарки продемонстрировали 90%-ную точность в определении рака яичников47−50. Собаки обладают поразительным обонянием, поскольку у них свыше 220 млн обонятельных рецепторных клеток, в четыре или пять раз больше, чем у людей, поэтому их способности к улавливанию разнообразных органических химических веществ, испускаемых опухолью, — таких как спирты, алкены и производные бензина — поразительны. На самом деле это означает, что обонятельные пути собаки представляют собой очень мощные «лаборатории на чипе»! Основываясь на этих исключительных собачьих способностях, многие компании, например Adamant Technologies, Nanobeak и Metabolomx, тестируют «электронный нос» смартфона для обнаружения рака через дыхание — не только рака легких, но также и рака яичников, печени, желудка, груди, колоректального рака и рака простаты51,52. Одна из разработок для диагностирования рака с помощью анализа дыхания была предложена Израильским технологическим институтом Технион в Хайфе, Израиль. В ней используется комплект из 40 золотых наночастиц в качестве электродов, которые присоединены к слою молекул известных органических соединений, служащих датчиками, и воздух, выдыхаемый человеком, генерирует пробу, которую анализирует программа. С помощью микроэлектроники, воспроизводящей острое обоняние, такие датчики смартфонов испытывают для количественного определения и других метаболитов, которые будут связаны с определенными болезнями, как, например, окись азота в случае астмы.

Работа лаборатории на чипе выходит за пределы смартфона, поскольку специальные пластыри с введенными подкожно микроиглами или электрохимические чипы, плотно прилегающие к коже, показали способность анализировать химические вещества, как, например, соль молочный кислоты в поте53. Данные в режиме реального времени могут быть представлены через смартфон. Аналогично в настоящее время проверяется возможность беспроводной передачи и вывода на дисплей смартфона информации об уровне глюкозы в крови, используя контактные линзы, измеряющие уровень глюкозы в слезной жидкости.

Раздвигает границы лаборатории на чипе и группа из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которая использует 3D-принтер для того, чтобы сделать легкое по весу приложение к камере смартфона. Эта необычная камера может фотографировать один-единственный вирус, как, например, цитомегаловирус, размер которого всего лишь 150–300 нанометров (человеческий волос составляет порядка 100 000 нанометров)31. Такой метод быстрого обнаружения патогена может рассматриваться как дополнение к стратегии секвенирования. Мы вернемся к этому ниже, в главе о «плоской Земле». Подобная «лаборатория на чипе» в смартфоне доставляет сложные лабораторные исследования куда угодно, даже в самые удаленные уголки, где бывают перебои с электричеством.

Однако есть некоторые проблемы: любые анализы должны быть технически подтверждены, чтобы знать, что данные точные; кроме того, они должны иметь пользу с точки зрения лечения пациентов (т.е. служить руководством к действию) и должны быть рентабельными. Хотя существуют поразительные и беспрецедентные возможности для измерения уникальных белков через смартфон, например свидетельствующих о черепно-мозговой травме или любом типе рака54, есть много свидетельств и того, как выяснялось при серьезной оценке, что биомаркеры не сработали. Не из-за того, что в анализах не хватало точности, а из-за проблемы соответствия лабораторных анализов и клинических результатов. Стоит учитывать количество заявленных биомаркеров в сравнении с количеством биомаркеров, которые обычно используются в клиниках, — 150 000 к 10055. Это означает, что есть большая вероятность ложных заявлений или преждевременного толкования неподтвержденных лабораторий на чипе на коммерческом рынке.

Тем не менее мы теперь вступаем в эпоху полной демократизации лабораторных исследований. Цель Theranos — обеспечить удобную лабораторию в аптеке или магазине, на расстоянии не более пяти миль от каждого дома в США. Переход к лабораторным исследованиям на основе смартфонов, конечно, избавит от необходимости куда-то ходить. Это второй узловой пункт обходного пути: вначале лаборатория центра или больницы, затем аптека на углу. Во время интервью с мисс Холмс я спросил ее об этой следующей волне перемен, которая когда-нибудь произойдет; она ответила, что ее компания «очень старается идти в этом направлении»9.

Конечно, она это понимает — все цифровое для нее естественно, она родилась в цифровом обществе. Но как их модель лабораторных исследований будет адаптирована к модели, основанной на смартфоне клиента, не совсем понятно. Тем не менее я не думаю, что само направление нашего движения вызывает вопросы. Как первый домашний тест на беременность, проведенный в 1978 г., ознаменовал новую эпоху с точки зрения расширения возможностей потребителя, точно так же эти новые продукты и компании являются предвестниками грядущей, ничем не ограниченной перспективы любого анализа в любое время и в любом месте.

Лаборатория внутри тела

Более удаленным видится переход от лаборатории на чипе к лаборатории внутри тела. Как упоминалось ранее (глава 5), речь идет о запуске чипа в кровоток для анализа большого количества субстратов, с передачей данных на смартфон человека56,57. В Институте трансляционных исследований Скриппса и в Caltech мы работаем совместно над биодатчиком, внедряемым в кровоток, который улавливает геномные сигналы, они отправляются в приложения и служат для предупреждения сердечного приступа, или аутоиммунного сбоя, или ранней диагностики рака. В Калифорнийском университете в Санта-Барбаре было продемонстрировано, как имплантированный микрофлюидный электрохимический датчик обеспечивает непрерывное отслеживание уровня лекарств у животных в режиме реального времени58. Еще одна технология для лаборатории внутри тела — это магнитно-резонансная рефлексиметрия, которая использует покрытые антителами магнитные частицы. Таким образом определяется количество биомаркеров сердечного приступа (через анализ белка тропонина, который высвобождается из отмирающих сердечных клеток)59 и побочные эффекты химиотерапевтического препарата доксорубицина в случае рака (он может разрушать клетки сердечной мышцы). Пока вся эта работа проводилась только на животных; датчики имплантировались подкожно (в бок), отражая уровни белков, обнаруженных в крови. Имплантируемые оптические нанодатчики показали, что могут непрерывно и точно отслеживать сахар и электролиты, такие как натрий или калий60. Кроме запуска датчиков в кровоток беспроводные оптоэлектронные чипы вводились или внедрялись в ткань типа мозговой. А группа из МIT разработала углеродную нанотрубку, имплантируемую под кожу животного, — она определяла уровни окиси азота больше года, позволяя проводить мониторинг воспалительного процесса61. Тем временем группа инженеров из Стэнфордского университета создала крошечный беспроводной чип, 3 мм в ширину и 4 мм в длину, который сам плывет по кровотоку, используя электромагнитные радиоволны62. Вам это не напоминает научно-фантастический фильм «Фантастическое путешествие»? Сотрудники Стэнфордского университета предвидят появление приложений, которые выполняют не только лабораторные исследования, но и поставляют лекарства к нужному месту в организме, поражают тромбы и удаляют атеросклеротические бляшки из артерий. Имплантируемый биодатчик Georgia Tech получает энергию от гидравлической силы кровотока. А на случай, когда чип в дальнейшем не требуется, разработаны растворимые чипы, которые тают в запрограммированное при имплантации время. Конечно, пока еще не все вопросы проработаны, и их следует решить, прежде чем имплантируемые микрочипы и наночипы станут частью обычной медицинской практики. Нам нужно подтвердить их точность, выяснить срок действия датчиков и каков оптимальный вариант — непрерывное снятие показаний или считывание с перерывами. Но лаборатория внутри тела в конце концов станет таким же обычным делом, как лаборатория на чипе смартфона, а доля тех из нас, кто движется к статусу киборга, будет неуклонно расти.

Разумный выбор моих лучевых исследований

Количество медицинских изображений, которые ежегодно выполняются в США, стремительно растет (рис. 6.2)63, 64. Ультразвуковое исследование проводится в два раза реже простого рентгеновского (радиографии). За последнее десятилетие количество сканограмм, полученных в результате компьютерной томографии, увеличилось более чем в два раза и теперь достигло почти 300 на 1000 человек в год64. Большинство сканографических исследований, за исключением ультразвукового и МРТ, несут значительный риск облучения.

Если резюмировать тему подверженности облучению, то риск ионизирующего излучения несут в себе простой рентген, маммография, ангиография (сканирование артерий), компьютерная томография, позитронная эмиссионная томография и ядерное сканирование, дозы ионизирующего излучения измеряются в миллизивертах (мЗв). Безопасного уровня миллизивертов не существует, но мы знаем, что чем больше человек подвергается облучению, тем выше риск развития рака. Данные по выжившим после взрывов атомных бомб показывают резкое увеличение раковых заболеваний при дозе в 100 мЗв. В среднем человек подвергается облучению примерно в 2,4 мЗв в год64. Но в результате одной процедуры ядерного сканирования пациент может получить свыше 40 мЗв, что эквивалентно более чем 2000 рентгеновских снимков грудной клетки. При маммографии доза облучения меньше, но все равно она составляет около 0,5 мЗв, или 20 рентгеновских снимков, и подобно ядерному сканированию, оно повторяется из года в год. Особое беспокойство вызывает облучение детей, у которых количество проводимых компьютерных томографий возросло больше, чем у взрослых, и риск заболевания раком увеличивается65.

Предполагается, что в США, где проводится 4 млн педиатрических компьютерных томографий каждый год, это вызовет почти 5000 случаев заболевания раком. Даже рентгеновские снимки в стоматологии имеют последствия. Опухоли мозга, хотя встречаются нечасто, более вероятны у тех, кто ежегодно делал рентгеновские снимки отдельных зубов, и наблюдаются в пять раз чаще у тех, кому в детстве делали много панорамных снимков.

В The New York Times на странице, следующей за редакционной, где публикуются обзорные статьи и политические комментарии, была опубликована статья «Мы сами обеспечиваем себе рак» (We Are Giving Ourselves Cancer). В ней указывается, что 3−5% всех случаев заболевания раком могут быть результатом облучения при выполнении медицинских снимков66. К сожалению, исследования сопряжены с риском. Еще хуже то, что часто риск не оправдан67. В 2012 г. фонд Американской комиссии по внутренним болезням вместе с уважаемой независимой некоммерческой организацией потребителей «Отчеты потребителей» (Consumer Reports) запустили проект «Разумный выбор» (Choosing Wisely)68−69, направленный на снижение количества медицинских исследований и их стоимости. Когда о «Разумном выборе» объявили впервые, девять профессиональных медицинских организаций опубликовали свои списки с указанием пяти исследований и процедур, которые не считали необходимыми. Из этих 45 рекомендаций по ненужным исследованиям 25 (56%) были связаны с получением изображений с помощью ионизирующего излучения (некоторые из них представлены в табл. 6.1)70.

Сейчас эта программа распространилась на почти 50 организаций, и многие из них представили не по 5, а по 10 «вещей, которые врачи и пациенты должны поставить под вопрос». Лучевые исследования остаются доминирующими среди ненужных врачебных практик. Конечно, есть и проблемы с этой программой, в том числе то, что общественность про нее не знает (несмотря на участие Consumer Reports), и то, что за всеми этими рекомендациями не следует никаких действий.

Более того, «Разумный выбор» не подчеркивает кумулятивный риск сканирования, подразумевающего ионизирующее излучение78–81. Например, обычно кардиологи, которые ведут пациентов после стентирования или шунтирования, советуют им проходить ежегодное обследование и радионуклидный стресс-тест. В результате за десятилетие набирается существенная доза. Во время исследования, проводившегося Медицинским центром Колумбийского университета с участием 1100 пациентов с болезнями сердца, которым много раз проводили лучевые исследования свыше 10 лет, выяснилось, что 30% получили в общей сложности облучение свыше 100 мЗв79–81. Это превышает пороговый риск заболевания раком для переживших атомную бомбардировку. Более того, в недавнем отчете Совета по научным исследованиям Нацио­нальной академии наук был сделан вывод, что единичный случай облучения дозой в 10 мЗв может быть связан с ростом риска заболевания раком. В 2010 г. 16,5% американских пациентов, которые прошли какое-либо лучевое исследование, подверглись, по крайней мере, не меньшей дозе облучения.

Из-за недооценки риска облучения или просто в силу медицинского патернализма пациентам никогда не предоставляется информация о точном количестве миллизивертов, когда их отправляют на сканирование82, 83. В 2013 г. появился первый сигнал о том, что надо менять положение дел. Intermountain Healthcare в Солт-Лейк-Сити, крупная сеть здравоохранения, состоящая из 22 больниц и 185 клиник, запустила первую программу по измерению кумулятивного медицинского облучения, которому подвергается пациент, и его информированию84. Вот ответ одного из первых пациентов, получивших свои данные:

Мистер Пейдж, 29 лет, техник по ремонту и обслуживанию, проживающий в Клиарфилде, штат Юта, узнал, что кумулятивная доза облучения в результате проведения многочисленных сканирований в Intermountain составила 97,3 мЗв. Отец троих детей признает, что ему было «страшно» читать буклет, рассказывающий об излучении, которому он подвергался при каждом сканировании, но его успокаивала мысль о том, что сканирование было необходимо для мониторинга кист, связанных с панкреатитом, от которого он страдает. Он сказал: «Я осознаю риск, но лучше делать это с риском отдаленных последствий, чем иметь проблему сейчас и не дожить до этих самых отдаленных последствий. Но хорошо знать, что есть информация на будущее»84.

Последовав примеру Intermountain, Hospital Corporation of America объявила о проведении кампании «Право на радиационную безопасность», а Американская коллегия радиологов стала спонсором национальной инициативы по определению доз, получаемых при компьютерной томографии в больницах84. А это поднимает чрезвычайно важный вопрос — в разных больницах наблюдаются заметные различия в дозе облучения при одном и том же виде сканирования64. Именно по этой причине необходимо, чтобы каждому пациенту предоставлялась информация по дозам облучения в миллизивертах, полученным им в ходе обследования в больнице или клинике. И безусловно, эти данные должны быть доступными, публиковаться и быть полностью прозрачными для населения. Нам еще понадобится много времени, чтобы достичь этой вполне реальной и важной цели. Тем временем врачи, рекомендуя сканирование, должны предоставлять точную информацию по дозе облучения в миллизивертах.

Почти при любом сканировании, которое проводится в медицине, есть выбор: например, вместо сканирования, требующего ионизирующего излучения, можно сделать ультразвуковое исследование или магнитно-резонансную томографию. Обсуждение этих альтернатив также должно быть обычной темой беседы врача с пациентом при принятии решения о том, кто, что, где, как и когда будет выполняться любое медицинское сканирование.

Завершая тему разумного выбора сканирования, следует рассказать и о трех массовых программах скрининга пациентов с раковыми заболеваниями, которые заслуживают особого внимания. Во-первых, это маммография — сканирование, которое ежегодно проходят 40 млн женщин в Америке. В целом все рандомизированные исследования маммографии — с участием почти 600 000 женщин — не смогли показать какого-либо снижения смертности от рака груди у женщин, которые делали маммографию, в сравнении с теми, кто ее не делал85–91. Из 1000 американок в возрасте 50 лет, которые каждый год делают маммографию на протяжении свыше 10 лет, лишь пять выиграют от этого, а 600 из них ждет ложная тревога. Это почти две трети женщин, проходящих скрининг! Ложноположительный результат ведет к биопсии, ненужной хирургии или лучевой терапии, расходам и эмоциональным встряскам, о которых вообще не говорят. После 30 лет изучения маммографии в США был сделан вывод: «Наше исследование поднимает серьезные вопросы о ценности маммографии. Оно показывает, что польза в виде снижения смертности, вероятно, ниже, а вред от избыточной диагностики, вероятно, выше, чем признавалось ранее»90. Швейцарская медицинская комиссия проанализировала все данные и пришла к выводу, что от программ маммографии больше вреда, чем пользы, и поэтому их следует отменить92. Вред от массового скрининга не поколебал установки Американского общества борьбы с раковыми заболеваниями, рекомендующего ежегодно делать маммографию всем женщинам после 40 лет.

Вот мнение одного врача, Дэвида Ньюмана, высказанное им в статье, опубликованной в The New Your Times93:

Если говорить прямо, то результаты исследований угрожали экономике маммограмм. Этот рынок поддерживается инвазивной терапией ради победы над микроскопическими комочками, представляющими сомнительную угрозу, а также бесконечным рядом процедур и снимков в случае ложноположительных результатов, выпадающих на долю более половины женщин. Непостижимым образом, несмотря на то что публикации результатов испытаний бросают вызов ценности маммографии, на обеспечение доступа к маммографии тратятся сотни миллионов общественных долларов, а само исследование становится боевым кличем в защиту рака. Почему? Потому что опыт вводит в заблуждение: радиологи диагностируют, хирурги режут, патологи исследуют, онкологи угрожают, а женщины выживают93.

Еще более распространенная причина смерти — в четыре раза чаще — рак легких. В 2013 г. от рака легких умерло 159 880 человек в сравнении с 40 440 — от рака груди94. Как мы знаем, 85% случаев заболеваний раком легких связано с курением. Сейчас Американская рабочая группа по профилактическим мероприятиям рекомендует всем курильщикам и тем, кто бросил курить, в возрасте от 55 до 80 лет ежегодно проходить компьютерную томографию легких. Эта рекомендация основывается на клинических испытаниях, которые показали, что на каждые 300 компьютерных томографий приходится одна спасенная жизнь. Но 25% тех, кто проходил компьютерную томографию грудной клетки, получили ложноположительные результаты, что повлекло за собой ненужные процедуры, как, например, биопсию легких. Еще один вопиющий пример вреда.

Третий очень часто проводимый вид сканирования — скрининг для выявления рака простаты. Хотя уже признано, что нет необходимости проводить стандартный тест на простатспецифический антиген у мужчин после 50 лет, и инициатива «Разумный выбор» назвала такую практику ненужной для пациентов с низкой степенью риска заболевания, большинство урологов и многие терапевты на сегодняшний день игнорируют эти рекомендации74. Подавляющее большинство видов рака простаты протекает в вялотекущей, неагрессивной и не угрожающей жизни форме. Тем не менее после проведения теста на простатспецифический антиген и получения положительного результата часто следует ядерное сканирование костей и компьютерная томография брюшной полости и тазовых органов для проверки наличия метастазов. Интересно, что в Швеции общенациональные меры по снижению количества таких снимков оказались очень успешными: среди шведских урологов распространили данные по всем больницам, снизив тем самым долю лучевых исследований пациентов без значительного риска заболевания с 45% до 3%95. Маловероятно, что мы увидим подобную нацио­нальную программу в США, хотя она могла стать серьезным шагом в направлении снижения количества ненужных медицинских снимков.

Так что первый шаг при разумном выборе сканирования — это задать себе вопрос: «А мне это действительно нужно?» Затем спросите: «А это можно сделать без ионизирующего излучения?» Затем, если вам действительно показано ядерное сканирование, компьютерная томография или позитронная эмиссионная томография, спросите: «А сколько я получу миллизивертов?» и «Где это можно сделать, чтобы получить минимальную дозу при самом высоком качестве сканирования?» Все эти вопросы касаются традиционного диагностического оборудования больниц и клиник. Но картина быстро меняется, становясь все более миниатюрной.

Карманное сканирование

Из пяти важнейших лучевых исследований (рентгенография, компьютерная томография, ядерное сканирование / позитронная эмиссионная томография, ультразвуковое исследование, магнитно-резонансная томография) три теперь миниатюризированы до размеров, позволяющих легко держать их в руке96–99. Портативная рентгенография при помощи устройства размером со смартфон стала возможной благодаря использованию природного процесса, известного как триболюминесценция. Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сообщили о возможности генерировать рентгеновские лучи путем простого разматывания скотча в вакууме, сродни тому, что происходит при разгрызании мятных леденцов Wint-O-Green Life Savers, когда положительные и отрицательные заряды разделяются и возникает вспышка света96,98. Эта технология отменяет необходимость хрупких стеклянных трубок и высокого напряжения, которые используются в традиционной рентгенографии. Технология пока еще находится на ранних этапах разработки для медицинской диагностики, но по крайней мере продемонстрирована принципиальная возможность ее использования и она активно финансируется Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ и венчурными фондами.

Миниатюризация магнитно-резонансного томографа, который большинство из нас представляет себе как гигантское, многотонное оборудование, превзошла все ожидания. Пионером этого движения стал немецкий инженер Бернард Блюмих, который уже в 1993 г. построил аппарат под названием MRI–MOUSE (МРТ-мышь), его название расшифровывается как «мобильный универсальный исследователь поверхности», а высота составляла всего один фут100. Митио Каку, который с оптимизмом смотрит на развитие технологий, в своей книге «Физика будущего» (Physics of the Future) сказал: «Это способно революционизировать медицину, поскольку человек сможет делать МРТ в собственном доме»101.

Миниатюрный аппарат для проведения МРТ основан на маленьком магните в форме буквы U, два конца которого имеют северный и южный полюса. В отличие от традиционного магнитно-резонансного томографа, в нем используются неоднородные и слабые магнитные поля с компьютерной алгоритмической поправкой на искажение, для аппарата требуется минимальная мощность, равная мощности электрической лампочки. Каку предполагает, что «в конечном итоге сканер МРТ может стать тонким, как мелкая монетка, и едва заметным»102.

Подобный процесс магнитно-резонансной миниатюризации происходит и в ядерно-магнитно-резонанской томографии. Управляемый через смартфон аппарат с площадью основания 10×10 см используется для оценки на месте количества белка в ткани из образцов, полученных при биопсии, для быстрого и точного диагностирования рака97. Эта миниатюрная технология предназначена для определения молекулярного профиля, а не получения изображений. Однако она может оказаться особенно полезной при исследовании аспиратов, получаемых с помощью тонкой иглы из опухолей на теле, которые используются вместо биопсии ткани, что может сделать точную диагностику рака весьма трудной.

К настоящему времени самой миниатюризированной технологией сканирования стали ультразвуковые исследования. Управление по контролю за продуктами и лекарствами одобрило два устройства, доступных с 2010 г., — это VScan (General Electric) и Mobisante. Оба размером с сотовый телефон, карманного типа. Проведенное нами в Институте трансляционных исследований Скриппса исследование показало, что разрешение изображения на переносном устройстве для ультразвуковой диагностики было таким же хорошим, как и на большом больничном аппарате стоимостью $300 000103. Имея возможность фактически видеть структуру и функционирование сердца — клапаны, сердечную мышцу, все четыре желудочка, аорту, оболочку сердца, — я уже несколько лет не пользовался стетоскопом, чтобы слушать сердце пациента. Это занимает всего одну-две минуты во время медосмотра, а получаемыми видеоизображениями можно поделиться непосредственно с пациентом, пока идет сбор информации. Исследование с помощью карманного ультразвукового устройства превосходит древний стетоскоп, появившийся в 1816 г. и считавшийся иконой в медицине. И конечно, этот миниатюрный аппарат может быть использован для УЗИ брюшной полости, тазовых органов (включая матку и плод), легких и крупных артерий, таких как аорта или сонная артерия. Отреагировав на возможность УЗИ на месте, врачи медицинского факультета Гарвардского университета недавно выступили в защиту идеи «прекратить слушать и смотреть»104.

Доступность этой технологии привела к тому, что по крайней мере две школы медицины в США на первом же занятии предлагают это устройство вместо традиционного стетоскопа всем своим студентам. Одна организация здравоохранения в Миннесоте недавно завершила обучение врачей общей практики использованию портативных аппаратов для проведения ультразвуковой диагностики с головы до ног.

Такое безопасное и информативное получение изображений с помощью компактных устройств имеет много важных последствий. Вспомните из рис. 6.2, что в США проводится более 125 млн УЗИ в год. Какой процент этих исследований может легко, быстро и точно проводиться в рамках физического осмотра во время посещения врачебного кабинета или на больничной койке? При средней стоимости пребывания в больнице и оказания профессиональных услуг $800 на человека УЗИ только в США тянут более чем на $100 трлн в год — это настоящий удар по экономике. Портативные аппараты УЗИ могли бы снизить затраты по крайней мере на 50%, если бы применение такого устройства в качестве современного стетоскопа стало привычным элементом физического осмотра.

Более того, врачи, медсестры и фельдшеры без опыта интерпретации снимков в определенных случаях могут провести сканирование и переслать видеоизображение по беспроводной связи радиологу или, если нужно, кардиологу для быстрой обратной связи в любом месте, где есть мобильный сигнал.

Обмен результатами

Когда пациент получает свою сканограмму, оценить результаты ему трудно, и обычно требуется связаться с врачом. Во время сканирования специалистам по радиологии или УЗИ запрещается сообщать результаты пациенту, пока их не интерпретирует лечащий врач. Обычно все беспокоятся, не выявило ли сканирование чего-то серьезного, но приходится ждать несколько дней. Неудивительно, что исследования показали: большинство пациентов предпочли бы получать результаты обследований немедленно105–108. Конечно, использование портативного аппарата УЗИ, когда врач сам может провести сканирование, показать пациенту видеоизображения в режиме реального времени и интерпретировать их, меняет положение дел. Так что по существу мы говорим о доступе пациентов на двух уровнях — получение результатов и возможность видеть сканограммы. Второе на этом этапе редкость.

Доступ к результатам сканирования нетрудно получить через портал в Интернете для пациентов, как это делается сейчас на доступном для подписчиков Kaiser Permanente и некоторых других системах здравоохранения. Но новое программное обеспечение для просмотра изображений типа ResolutionMD, image32, Carestream и MIM VueMe позволяет пациентам видеть свои медицинские сканограммы на смартфонах и планшетах. Мобильные устройства обеспечивают исключительное качество компьютерной томографии, МРТ и ядерного сканирования, которые по своей разрешающей способности не уступают мониторам в больницах или клиниках. Так что ваши снимки вы теперь можете полностью посмотреть сами на ваших устройствах. Это большой шаг вперед. Но какая от этого польза, возразит кто-то, если вы не можете фактически интерпретировать снимки. Во-первых, при наличии какой-либо аномалии есть надежда, что ваш врач посмотрит снимки вместе с вами, а не ограничится письменным отчетом, который сам по себе часто бывает трудно интерпретировать. Во-вторых, после того, как на вашем устройстве появится копия вашего снимка в высоком разрешении или изображение станет легко доступным для вас через сервер вашей организации здравоохранения (либо при помощи какого-то из приложений по обмену снимками через облачное хранилище данных), вы можете получить мнение другого специалиста, если оно потребуется. В-третьих, и возможно неожиданно, примерно 10% медицинских исследований дублируются, т.е. лишняя сканография делается просто потому, что у врача не было доступа к предыдущему снимку63, 72, 80, 107, 109.

Медосмотр через смартфон

Следующий уровень медицинского сканирования выводит демократизацию на новые высоты — превращает смартфон в инструмент для проведения физического осмотра24, 110–113. Конечно, используя ряд приложений, вы можете сканировать подозрительное поражение кожи при помощи камеры смартфона и быстро получить СМС-сообщение по поводу того, рекомендуется биопсия или нет. Или получить дифференциальный диагноз сыпи. Мы уже обсуждали возможности смартфона с подсоединяемыми к нему дополнительными устройствами или беспроводными датчиками для измерения кровяного давления, частоты сердечных сокращений и сердечного ритма, температуры и насыщения крови кислородом. Но сканирование — совсем другое. Оказывается, трансформировать смартфон в офтальмоскоп, чтобы проверить глаза или измерить рефракцию для определения остроты зрения, поразительно просто. Точно так же из смартфона получается отличный отоскоп для осмотра ушей.

У меня была возможность испытать смартфон-отоскоп (изготовленный Cellscope) на очень необычном пациенте — Стивене Колберте. Этот шумный и фривольный комик за неделю до того, как я пришел на его шоу «Отчет Колберта» (Colbert Report), был в отпуске и при нырянии повредил барабанную перепонку. Должен признать, что, будучи кардиологом, я не привык пользоваться отоскопом; прошло много лет с тех пор, как я вообще прикасался к подобному прибору. Поэтому забавно было взять смартфон, который я только что использовал, чтобы сделать Колберту кардиограмму, подсоединить к нему отоскоп и вставить в ухо Стивена. К счастью, это оказалось проще простого, и даже я смог с ним справиться. Мне удалось получить хорошее изображение заживающей барабанной перепонки Колберта и показать ее зрителям. Удивительно, что толпа гудела от возбуждения, и Колберт воскликнул: «Это моя барабанная перепонка, а не задница!» А потом пошутил: «Эй, док, а ты можешь этой штукой провести колоноскопию?»

Не имея необходимости заниматься ушами Колберта, вы можете использовать смартфон-отоскоп для того, чтобы осмотреть барабанную перепонку вашего ребенка, если вы подозреваете у него наличие инфекции в ухе. Снимок обоих ушей можно отправить в облачное хранилище данных и получить точную алгоритмическую интерпретацию и ответ на вопрос об инфекции. Это определенно избавит вас от путешествия в пункт оказания первой помощи или срочного посещения педиатра.

Но это лишь небольшая часть возможностей сканирования с помощью смартфона с правильными приложениями. Существует приспособление для сканирования рта и ротовой полости на рак, и в ответ на шутливое пожелание Колберта врачи и в самом деле трансформировали смартфоны в системы мобильной эндоскопии. Превращение мобильных телефонов в интерактивные 3D-сканеры посредством впечатляющего программного обеспечения достигло заметных успехов и просто ждет применения в медицине. Как говорилось выше, микрофон смартфона пригоден для получения важных параметров работы легких. А превращение смартфона в мощный цифровой микроскоп позволяет диагностировать несколько инфекционных болезней, например туберкулез и малярию114.

Таким образом, в результате минимизации размеров медицинского диагностического оборудования его портативность позволяет легко делать лабораторные исследования и медицинские изображения. Если мы вернемся в эпоху печатного станка Гутенберга, то уменьшение размеров книги помогло сделать чтение книг образом жизни. Примерно в то же время уменьшение размеров часов дало возможность всем постоянно следить за временем. Теперь миниатюрные мобильные медицинские устройства прокладывают путь персонализированной медицине. Есть общий путь в будущее медицины со смартфоном, который сможет не только выполнять лабораторные исследования и сканирование, но во многом и физический осмотр. Мы только начинаем соединять вместе части для каждой из наших ГИС. В сочетании с нашей цифровой инфраструктурой это закладывает фундамент для виртуальных визитов к врачу, во время которых передается даже больше информации, чем сегодня — при обычном физическом посещении врача. Но переход к эффективному использованию смартфона для получения результатов анализов и сканирования наряду с виртуальными посещениями, конечно, не будет легким. Следующий шаг, который нам предстоит сделать, — собрать и архивировать все данные, от утробы до могилы.