Apple ResearchKit — технология исследования здоровья с помощью iPhone


Всех нас интересуют современные передовые технологии, нюансы работы устройств и программ, однако главной оценкой новинок являются не гигагерцы и время автономной работы, а их способность улучшить жизнь пользователя. На проведенном в начале марта мероприятии для прессы Spring Forward компания Apple представила сразу несколько интересных новинок, но несмотря на анонс инновационного MacBook и очередного рассказа о грядущих «умных» часах Apple Watch, одной из самых интересных и, возможно, важных для человечества новинок стал... новый фреймворк для создания приложений. ResearchKit — новая платформа, которая имеет все возможности существенно улучшить жизнь человека, как бы пафосно это ни звучало.

ResearchKit объединяет в себе средства, позволяющие пользователям устройств Apple собирать информацию о состоянии своего здоровья, отслеживать симптомы с помощью датчиков, встроенных в iPhone или Apple Watch, или подключенных к смартфону дополнительных диагностических устройств (например, для измерения артериального давления, уровня сахара в крови и др.), а затем передавать полученные данные медикам и ученым для диагностики и исследований. Apple ResearchKit — не первая такая технология. Различные системы подобной направленности разрабатываются многими компаниями и научными учреждениями, некоторые из них применяются уже в течение нескольких лет, помогая докторам и пациентам более эффективно справляться с недугами. В настоящее время невозможно говорить об их широкой распространенности, ведь как правило они являются одиночными инициативами различных компаний или медицинских организаций. Apple первой в индустрии представила решение, которое способно помочь объединить усилия всех участников исследований благодаря использованию в качестве базы готовой экосистемы iOS. Удачные решения, как и возможные ошибки, которые будут выявлены в процессе развития ResearchKit, могут быть использованы Google, Microsoft и другими компаниями при разработке аналогичных технологий, поэтому данную разработку Apple сейчас можно рассматривать как решение, которое определит главные направления развития подобных систем. «ResearchKit имеет потенциал ускорить все — от исследования рака молочной железы до применения лекарств, — говорит доктор Лесли Сэксон (Leslie Saxon) из Университета Южной Калифорнии в интервью Fortune. — Нынешняя медицина работает так, что иногда вы можете сделать полсотни процедур, прежде чем поймете, что это неправильный путь. ResearchKit может обеспечить прорыв в изучении новых процедур, в проведении клинических испытаний, во всем. Эта технология ускорит все».

Apple ResearchKit

Технология

Многие люди уже применяют технологии, позволяющие собирать информацию о различных аспектах деятельности организма и отслеживать изменения его состояния. С давних пор существуют шагомеры, которые со временем превратились из механизмов в приложения для мобильных операционных систем; различные приложения и устройства позволяют отслеживать массу тела, режим питания, вести статистику физических нагрузок и отслеживать сон. Подобная информация довольно полезна, однако существуют и проблемы, делающие ее обработку и применение менее эффективными. Например, на результаты индивидуального отслеживания могут влиять субъективные факторы; универсальные приложения могут некорректно работать с датчиками конкретных устройств; наконец, задача по анализу данных и принятию правильных решений в большой степени ложится на плечи пользователя, который, не являясь специалистом, не всегда способен принять адекватное решение.

ResearchKit решает многие из этих проблем. Главное отличие новой технологии от тех, которые мы используем много лет для слежения за состоянием и активностью собственного тела, — коммуникация между нами и профессионалами. Данные, получаемые от датчиков устройств пользователя, а также введенные им самим, отправляются в медицинские организации и научные центры, предоставляя докторам и ученым возможность анализа полученной информации. Имея такой материал и широкую выборку данных, исследователи могут находить ответы на вопросы, нередко ставящие пользователя в тупик: почему вопреки диете или большим физическим нагрузкам масса тела увеличивается, или что заставляет человека не чувствовать себя отдохнувшим после продолжительного сна. Благодаря наличию возможности обратной связи такое взаимодействие может быть обоюдовыгодным: исследователи получают материал для работы, а участники программ взамен могут рассчитывать на получение персонализированных рекомендаций по улучшению режима.

Одним из главных отличий технологии Apple от существующих подобных разработок является ее грандиозность. Выступая на сцене Spring Forward, глава компании Тим Кук сообщил, что компания уже продала более 700 млн смартфонов при годовом росте продаж в 49%. Огромная армия пользователей устройств Apple способна предоставить ученым материал для исследований сразу же после выпуска соответствующих приложений (по меньшей мере, для тех исследований, которые не требуют подключения к смартфону внешних датчиков). Традиционные исследования обеспечивают малую оперативность съема данных — например, больной для прохождения тестов может посещать медицинский центр раз в несколько недель. Использование iPhone в качестве диагностического инструмента делает возможным практически непрерывный процесс получения и передачи результатов исследователям.

Несмотря на то, что ResearchKit в настоящее время еще не успел продемонстрировать каких-либо результатов, оценить потенциал технологии можно по аналогичным, хотя и менее значительным, разработкам, применяемым в течение последних лет.

Так, американская компания Propeller Health в течение нескольких лет сотрудничает с медицинскими учреждениями, помогая их пациентам, страдающим астмой и хронической обструктивной болезнью легких, отслеживать симптомы, движение, приступы, режим приема лекарств и передавать полученную информацию лечащим врачам. В пилотной программе, запущенной в американском городе Луисвилле, пациенты, больные астмой, получили ингаляторы, снабженные приемником GPS и подключенные к смартфонам с помощью Bluetooth.

Apple ResearchKit

Пациенты продолжали жить своей обычной жизнью, пользуясь новыми ингаляторами в обычном режиме, однако при каждом таком использовании устройство определяло текущую геопозицию, передавало ее в смартфон, который, в свою очередь, составлял отчет, содержащий дату и точное время применения ингалятора, информацию о местоположении, продолжительности приступа, и отправлял эту информацию в больницу. Анализируя информацию, врачи заметили, что у одной из пациенток, применяющей инновационный ингалятор, часто случаются приступы астмы во время прогулок по парку, расположенному неподалеку от ее офиса, во время обеденного перерыва. Первоначальным предположением было наличие в парке чего-то, что вызывает аллергическую реакцию, однако изучение флоры и фауны района прогулок показало, что там отсутствовали какие-либо факторы, нехарактерные для мест, где эти приступы не случались — например, района дома пациентки. Дальнейшее изучение графика приступов и сопоставление его с информацией метеорологов показало, что причиной приступов является птицефабрика, расположенная в нескольких километрах от парка. В дни, когда ветер дул со стороны птицефабрики, он приносил с собой аллергены, которые и вызывали приступы астмы. Без использования такого ингалятора определить причины ухудшения состояния женщины было практически невозможно. Улучшение здоровья этой пациентки — важный, но не главный результат пилотной программы, в которой участвовали сотни людей, проживающих в одном городе и использующих одинаковые устройства и программное обеспечение в одинаковых условиях. Широкая выборка результатов исследований позволила местному департаменту здравоохранения в сотрудничестве с медиками проанализировать места и причины возникновения приступов астмы, принять меры для улучшения качества воздуха и таким образом потенциально улучшить состояние здоровья жителей города.

ResearchKit предоставляет компаниям, подобным Propeller Health, готовую платформу для проведения таких программ и экспериментов без необходимости разработки собственной технологии сбора и передачи данных между участниками и организаторами. Новая технология Apple позволяет разворачивать подобные программы с гораздо бо́льшим охватом территорий и участников, экономит средства и ускоряет подготовку приложений. Для разработчиков ResearchKit стала доступна в апреле. Приложения, написанные с использованием этой технологии, будут работать на всех моделях смартфонов Apple начиная с iPhone 5 и на iPod touch последнего поколения. В арсенале средств компании уже есть технология HealthKit, которая позволяет собирать с помощью iPhone или подключенных к нему внешних устройств и систематизировать информацию о нескольких десятках параметров состояния здоровья пользователя. ResearchKit поможет использовать данные HealthKit для исследовательских целей.

В настоящее время с ResearchKit работают пять академических центров. Представленные Apple приложения помогут исследованиям астмы, диабета, сердечно-сосудистых и других заболеваний.

Заинтересованность пользователей

Ученые из Стэнфордского университета сообщили, что менее чем за сутки после появления в App Store ResearchKit-приложения для исследования работы сердечно-сосудистой системы участвовать в программе вызвались 11 тыс. пользователей.

Apple ResearchKit Apple ResearchKit

«Чтобы в обычных условиях собрать 10 тыс. участников программы, необходимо потратить год и задействовать 50 медицинских центров по всей стране», — сказал медицинский директор Стэнфордского центра здоровья сердечно-сосудистой системы Ален Юнг (Alan Yeung) в интервью Bloomberg. Приложение MyHeart Count, созданное при участии этого центра, отслеживает физическую активность и другие факторы, которые могут влиять на болезни сердца. «Мы надеемся, что исследование сможет охватить все подгруппы, и мы получим нужные данные от людей из всех слоев населения», — говорит Юэн Эшли (Euan Ashley), доктор Стэнфордского центра.

Пользователям приложения MyHeart Count предлагается носить iPhone с собой в течение как можно большего времени, а в конце каждой недели им следует проходить «тест бедного человека» — пройтись в максимально возможном темпе в течение шести минут. После этого их делят на группы, которым предлагаются различные комплексы упражнений. Через три месяца тренировок им нужно пройти еще одну неделю мониторинга движения и еще один «тест бедного человека». Результаты продемонстрируют, какой из комплексов упражнений наиболее эффективный.

Еще одно приложение, Parkinson mPower, продемонстрированное Apple во время представления ResearchKit, является совместной разработкой специалистов Университета Рочестера и компании Sage Bionetworks.

Apple ResearchKit Apple ResearchKit

Приложение использует датчики iPhone для измерения и отслеживания изменений симптомов у людей, страдающих болезнью Паркинсона, — дрожания рук, походки, работы вестибулярного аппарата, памяти, голоса. Благодаря приложению, ученые могут регистрировать симптомы до и после принятия больными препаратов и в конце каждого дня. Целью программы является изучение процесса протекания болезни, что в конечном итоге должно помочь улучшить качество жизни людей, страдающих этим недугом. За первые шесть часов после появления Parkinson mPower нашлось 7406 человек, изъявивших желание участвовать в программе. По словам исполнительного директора Фонда исследования болезни Паркинсона Тодда Шерера (Todd Sherer), традиционное исследование с 800 участниками в течение пяти лет обходится в 60 млн долларов.

Что же побуждает людей принимать участие в программах? По словам президента компании Sage Bionetworks доктора Стивена Френда (Dr. Stephen Friend), стремление быть ближе к науке и заинтересованность в хорошем состоянии здоровья — прекрасные мотиваторы. Помимо разработки Parkinson mPower, Sage Bionetworks приняла участие в создании еще одного ResearchKit-приложения Share the Journey, задачей которого является отслеживание состояния здоровья и самочувствия пациенток, прошедших лечение рака молочной железы.

Apple ResearchKit Apple ResearchKit

По словам доктора Френда, еще одним немаловажным фактором является наличие обратной связи. «Мы создаем сообщества участников программ, предоставляем им результаты исследований, основанные на их личных данных и обеспечиваем прямой диалог с исследователями», — рассказал Френд в интервью Forbes.

Безопасность данных

Немаловажным аспектом применения средств отслеживания состояния здоровья является конфиденциальность и безопасность собираемой информации. Следует отметить, что многие компании, которые занимаются подобными технологиями, продают данные третьим лицам, однако, в отличие от них, Apple объявила о том, что сама она не будет получать собираемую информацию. Разумеется, это не способно предотвратить потенциальные продажи самими получателями информации, и если исследовательские и медицинские центры заинтересованы в большем количестве участников своих программ, они так же должны предоставить собственные гарантии неразглашения. «В настоящее время Apple выступает лишь каналом передачи данных между участниками программ и университетами, которые хранят эту информацию на собственных серверах, однако не исключено, что в будущем она может оказаться в руках федеральной власти, особенно если Национальный институт здравоохранения (National Institutes of Health, NIH) решит, что это необходимо для блага нации», — сказал программный директор компании Quantified Self Labs Эрнесто Рамирес (Ernesto Ramirez) на конференции SXSW. Стоит отметить, что Apple обязывает разработчиков ResearchKit-приложений соблюдать законы государств, где они будут распространяться. Участие в программах пользователь подтверждает с помощью автографа пальцем по тачскрину.

Apple ResearchKit

Sage Bionetworks при передаче данных, полученных от HealthKit-приложений, исследовательским центрам, отделяет их от персональной информации участников программ. Кроме того, ответы на вопросы анкет и регистрация данных являются опциональными: пользователь может пропустить пункты и вопросы, которые он хочет сохранить в тайне.

«В обычных программах организатор получает право на использование собранной информации по своему усмотрению, но в случае с ResearchKit у участников есть возможность выбора. Каждый из них может выбрать, оставлять ли свою информацию доступной только для исследователей и организаторов или разрешить ее более широкое использование — например, для будущих исследований. Кроме того, если участник в будущем изменит свое решение, он сможет в любой момент сделать собственные данные конфиденциальными вновь», — рассказывает Френд.

Apple решила сделать ResearchKit проектом с открытым кодом, что позволит независимым специалистам в области информационной безопасности исследовать исходный код, находить возможные источники утечки информации, уязвимости и предотвращать несанкционированное использование пользовательских данных. Более того, открытость кода позволит независимым разработчикам и профессиональным медикам участвовать в дальнейшей разработке технологии, ускоряя ее развитие.

Достоверность данных

Скептики отмечают, что информация, собираемая с помощью ResearchKit может быть менее качественной, чем при обычных исследованиях. Например, информация, отображаемая приложениями, может быть неверно истолкована пользователем, датчики могут не всегда корректно и полностью снимать показатели. Пользователь может случайно нажать кнопку или передать смартфон своему знакомому на время.

«Просто иметь множество информации о людях, которые то ли имеют, то ли не имеют определенное заболевание и могут представлять или не представлять собой типичного пациента, — значит иметь нерепрезентативные данные, — говорит Лиза Шварц (Lisa Schwartz), профессор Дартмаутского института здоровья и врачебной практики в интервью Bloomberg. — Миллион нерепрезентативных анкет — это по-прежнему нерепрезентативные данные».

Например, согласно исследованиям компании CivicScience, средний пользователь iPhone с большей вероятностью имеет высшее образование или ученую степень, чем пользователь Android, то есть не является средним человеком, а это значит, что его данные также будут «средними» лишь среди обладателей iPhone, а не всех потенциальных пациентов.

Тем не менее, в определенных случаях использование ResearchKit, наоборот, позволяет улучшить качество данных. Используя внутренние и внешние датчики, iPhone может постоянно собирать и передавать нужную информацию, в то время как при обычных исследованиях приходится полагаться на добросовестность участника исследования. «Люди не хотят признаваться в том, что они не делали упражнения, — они говорят, что делали, в любом случае. Они не говорят нам правду», — рассказывает Ален Юнг, описывая преимущества MyHeart Count.

Тодд Шерер полагает, что ResearchKit не заменит традиционные исследования, подразумевающие непосредственный контакт между доктором и пациентом. Тем не менее, ResearchKit обеспечивает дополнительные возможности и методы исследований, ранее недоступные. «Любые инструменты, позволяющие привлечь большее количество участников в программы, очень важны», — говорит специалист.

ResearchKit сейчас вызывает много вопросов, однако совершенно очевидно, что спустя всего несколько недель после представления вокруг новой технологии уже кипит практическая работа, и, вполне возможно, скоро мы увидим ее новые приложения, которые позволят исследователям помочь нам жить здоровее и просто лучше.




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.