Technologie jako ze sci-fi vracejí pacienty do života již dnes

„Jako radiolog mohu pomoci třeba osmi pacientům denně – ale ve vedení Philips mám možnost zlepšovat péči více než dvěma miliardám lidí ročně,“ říká lékař Atul Gupta, Chief Medical Officer of Diagnosis and Treatment ve společnosti Philips, do jehož odpovědnosti spadají vývoj a implementace inovativních technologií, jako jsou umělá inteligence, cloudová řešení, robotika, automatizace a rozšířená realita.

V Medical Tribune jsme měli příležitost hovořit s Dr. Guptou při jeho nedávné návštěvě Prahy, během níž zavítal mimo jiné na Kardiologickou kliniku 3. LF UK a FN Královské Vinohrady, jedno z klíčových pracovišť, jež se společností Philips spolupracují na klinické studii RADIQAL hodnotící technologii SmartIQ. Ta je navržena k významnému snížení radiační zátěže při koronárních intervenčních výkonech.

• Jak začala vaše spolupráce klinického radiologa specializovaného jak na diagnostickou, tak intervenční radiologii se společností Philips?

Diagnostické i intervenční radiologii se věnuji již 26 let, od roku 2000, kdy jsem pracoval ve velké síti čtyř amerických nemocnic celkem s 80 radiology. Tehdy jsem v praxi poznal limity používaných metod a chtěl jsem zjistit více o nových technologiích, které by nám pomohly zpřesnit naši práci a zlepšit péči o pacienty. Začal jsem tedy, zprvu neoficiálně, spolupracovat se společností Philips, protože mne oslovila její filosofie zaměřená nikoli jen na samotnou výrobu a prodej zdravotnických přístrojů, ale primárně na detailní poznání účelu a potřeb, kterým by měl takový přístroj co nejlépe sloužit. Jezdil jsem do centrály Philips v Nizozemsku i do jeho centra v Seattlu a vysvětloval tam, co bychom v praxi potřebovali. Také jsem zval jejich vývojáře na naše klinická pracoviště, kde jsme jim nasadili operační úbor, roušku a čepici a oni nás sledovali při práci. Dostal jsem se tak k vývoji experimentálních technologií, které se dnes již běžně používají – 3D zobrazování, navigačních systémů pro různé intervence, de facto takové „human GPS“, či možnost přímo v intervenčním sále skenovat obraz podobný CT vyšetření bez nutnosti použití výpočetní tomografie.

Když se asi před deseti lety společnost Philips, známá do té doby především výrobou televizorů, rozhodla zaměřit se napříště čistě na zdravotnické technologie a vytvořila mimo jiné novou divizi pro léčbu navigovanou obrazem, tedy image guided therapy, dostal jsem nabídku stát se jejím globálním lékařským ředitelem.

• Bylo pro vás těžké opustit klinickou medicínu a své pacienty?

Práce v nemocnici mne osobně vždy velmi naplňovala. Jen si to představte – jako intervenční radiolog mohu zachránit pacientku s krvácením po porodu, když jí provedu urgentní embolizaci, vzápětí mohu jinému pacientovi léčit nádor jater, dalšímu zprůchodním uzavřenou tepnu dolní končetiny a tak dále. Jenže pořád je to jen nějakých sedm či osm pacientů denně, kterým mohu fyzicky pomoci. Funkce ve společnosti Philips mi ovšem dala šanci nepřímo ovlivnit léčbu obrovského množství pacientů. Máme na to i konkrétní číslo – cílem Philips do roku 2030 je zlepšovat život dvěma a půl miliardy lidí ročně! Zdá se to být obrovské číslo, ale již dnes naše technologie pomáhají dvěma miliardám pacientů ročně. Přestavte si, kolika lidem po celém světě byly díky našim technologiím jen za prvních pět minut našeho rozhovoru zprůchodněny uzavřené tepny, diagnostikován nádor pomocí CT nebo odstraněna arytmie…

Zároveň mohu více přemýšlet o budoucnosti zdravotní péče, což mě fascinuje nejvíce. Cestuji, sleduji klinické trendy v různých zemích, spolupracuji na výzkumu s předními institucemi po celém světě, včetně České republiky, a pak pomáhám týmům v inovačních centrech Philips vytvářet další generaci technologií, které zlepší výsledky léčby, sníží náklady na péči a zlepší její dostupnost.

Ale kontakt s pacienty stále mám. Jednou z podmínek, které jsem si při vstupu do společnosti Philips dal, bylo, že bych rád alespoň den nebo dva dny v měsíci vykonával klinickou praxi. A této možnosti stále využívám, i když se mi to daří stále méně. Kromě divize Image Guided Therapy, tedy minimálně invazivních výkonů, mám dnes ve společnosti Philips na starosti i oblast Precision Diagnosis zahrnující technologie zobrazovacích metod, jako jsou MR, CT, ultrazvuk či skiagraf. Takže nyní pokrývám vše od diagnostiky po léčbu. Je to náročné, ale čas na pacienty si stále snažím najít, protože kontakt s nimi je pro mne velmi cenný.

• Co aktuálně hýbe světem intervenční radiologie a miniinvazivních výkonů navigovaných obrazem?

Je to jedna z nejdynamičtěji se rozvíjejících oblastí současné medicíny. Máme tendenci o těchto postupech mluvit jako o „chirurgii budoucnosti“, ale ve skutečnosti jsou s námi již několik desetiletí. Každým rokem však přibývají nové výkony a nové indikace. Pokud se podíváme na dějiny chirurgie, po tisíce let bylo nutné pacienta otevřít, abychom mohli zjistit, co se v jeho těle děje, a případnou patologii následně řešit. V současnosti dokážeme nahlížet do těla bez nutnosti rozsáhlého chirurgického přístupu a díky miniaturizaci nástrojů můžeme zároveň i cíleně zasáhnout, zavést drobná optická vlákna laseru, endovaskulární balonky či stenty, systémy pro podávání léčiv a podobně – to vše ve Philips také vyvíjíme. Výsledkem je možnost provádět výkony, které dříve vyžadovaly rozsáhlou operaci, pomocí vpichu o průměru jen o něco větším, než je hrot tužky.

• To znamená, že pacient může odejít domů často ještě ten samý den, což je komfortní pro něj, ale i pro kapacitu zdravotnického zařízení?

Ano. Po celém světě vidíme dlouhé čekací doby na výkony. Pacienti jsou starší, jejich onemocnění jsou komplexnější, a čekací listiny se tak všude prodlužují. Současně je globálně nedostatek lékařů i sester, a ti stávající jsou logicky přetíženi a vyčerpaní. Jen v České republice například chybí přibližně 5 000 zdravotních sester. Světová zdravotnická organizace zase říká, že do roku 2030 by bylo globálně třeba 11 milionů nových zdravotnických pracovníků. Takové množství prostě nevychováme ze dne na den. Osobně ale věřím, že právě miniinvazivní terapie navigované obrazem, umělá inteligence, rozšířená realita, robotika a automatizace nám pomohou tento deficit překlenout.

• Použil jste před chvílí termín „human GPS“. Co přesně jste měl na mysli?

Jde o myšlenku, že můžeme vzít předem získaná obrazová data, například z CT nebo magnetické rezonance, přesně je spojit s konkrétním pacientem během výkonu a v reálném čase podle nich navigovat pohyb nástrojů v těle. Nemusíme to už dělat pod rentgenovou kontrolou během výkonu, využíváme trojrozměrné anatomické mapy a navádíme podle nich polohu instrumentária s vysokou přesností. Přechod k reálnému 3D zobrazování, případně ve spojení se systémy rozšířené reality, má potenciál zvýšit přesnost výkonů, urychlit práci operatéra a snížit potřebu opakovaného ozáření.

• Často hovoříte i o „inteligentním intervenčním sálu“. Jak bychom si ho měli představit?

Dnes se intervence provádějí v prostředí, kde má každé zařízení, zpravidla od různých výrobců, svůj vlastní systém, rozhraní, logiku ovládání i displej. To představuje velké množství dílčích komponent, které spolu ne vždy komunikují optimálně.

Koncept inteligentního intervenčního sálu směřuje k tomu, aby všechny prvky fungovaly jako jeden integrovaný celek. Lékař by neměl neustále odvracet zrak od pacienta a od nástroje v ruce, mačkat tlačítka na různých konzolích a přepínat mezi systémy. Naším cílem je vytvořit prostředí, v němž budou zobrazovací technologie, intervenční prostředky, automatizace, umělá inteligence, robotika i rozšířená realita propojeny do jednoho intuitivního pracovního celku.

Je to podobné jako u automobilu – nechcete mít volant od jedné firmy, brzdy od druhé a stěrače od třetí bez toho, aby si navzájem optimálně rozuměly. Chcete, aby celek pracoval hladce a přirozeně. Přesně tímto směrem se podle mě bude intervenční medicína ubírat. I proto spolupracuji s firmami, jako jsou Microsoft, Apple nebo Amazon, protože některé z klíčových technologií, které jako Philips chceme přinášet do zdravotnictví, například rozšířenou realitu, vyvíjejí právě ony.

• Kde podle vás leží hranice minimálně invazivní léčby? Má třeba miniaturizace instrumentária své limity?

Nemyslím, že bychom na nějakou hranici vůbec dohlédli. To, co je aktuálně možné, například náhrada aortální chlopně katetrem zavedeným přes femorální tepnu, po níž se pacient během několika týdnů vrací ke své plné aktivitě, bychom si ještě před deseti lety často ani nedokázali představit. Existují již i intrakardiální ultrazvukové sondy o průměru přibližně 3 mm, které umožňují získat trojrozměrné zobrazení přímo uvnitř srdce. Díky tomu lze některé výkony provádět méně invazivně, někdy i bez nutnosti celkové anestezie.

Nebo si vezměme příklad cévní mozkové příhody, která je celosvětově jednou z hlavních příčin úmrtí a invalidity. Platí, že přibližně jeden člověk ze čtyř ji někdy v životě prodělá. Pokud se mu to stane ve středním věku, může pak s jejími následky žít ještě desítky let, což znamená vysokou zátěž nejen pro něj samotného, ale i pro rodinu, zdravotní systém a společnost. Mechanická trombektomie je revolučním výkonem léčby navigované obrazem, protože odstranění drobného trombu z mozkové tepny může probíhající iktus nejen zastavit, ale při dostatečně rychlém provedení i fakticky zvrátit jeho následky.

V této oblasti mimochodem považuji českou medicínu za velmi silnou, ve srovnání s řadou jiných evropských zemí zde existuje výborně fungující síť iktových center. Na rozdíl třeba od Velké Británie, kde má méně než pět procent populace včasný přístup k mechanické trombektomii, což je minimálně invazivní výkon navigovaný obrazem používaný k léčbě cévní mozkové příhody. Stejně tak je u vás velmi kvalitní organizace péče o akutní infarkt myokardu.

Mám upřímný pocit, že v České republice se rodí mnoho inovací. Řadu českých lékařů potkávám po celém světě na kongresech. Bohužel se mi zdá, že svět dostatečně neví o tom, jaký inovační potenciál a klinická expertiza je v Česku k dispozici a jak skvělý přístup ke kvalitní péči zde lidé mají.

• Ve kterých oborech očekáváte největší rozvoj minimálně invazivní léčby v budoucnu?

Kardiologie a onkologie zůstávají zásadními oblastmi, ale rozhodně nejde jen o ně. Výrazný rozvoj očekávám v neurologii, například u léčby aneurysmat nebo hemoragických onemocnění. Velmi zajímavý potenciál vidím také v pediatrii a fetální medicíně, kde se již začínají objevovat možnosti intrauterinních intervencí. A další perspektivní oblast představují rozhraní mozek–počítač, jejichž vývoji se mimo jiných věnuje i Elon Musk. U pacientů s těžkou paralýzou nebo neurodegenerativním onemocněním bude možné pomocí výkonů navigovaných obrazem implantovat systémy, které umožní ovládání různých zařízení pouhou myšlenkou. To byla ještě nedávno téměř science fiction, dnes už ale sledujeme první klinické kroky tímto směrem.

• Přejděme k diagnostickému zobrazování. Jakým směrem se vyvíjejí třeba magnetické rezonance?

U všech zobrazovacích metod zásadně mění pravidla hry umělá inteligence. Velmi dobrým příkladem je magnetická rezonance srdce, která je technicky velmi náročná. Lékař a radiologický asistent při ní musejí provést až 300 kliknutí počítačovou myší, aby získali všech čtrnáct potřebných projekcí v různých rovinách. Naše řešení nazvané Philips SmartHeart celý proces prakticky automatizuje, umělá inteligence na jedno kliknutí myši sama vypočítá a rozvrhne jednotlivé projekce v potřebných úhlech a spustí skenování. Počet úkonů, které musí radiologický asistent provést, se tak sníží o 98 procent a vyšetření se zkrátí asi na dvanáct minut. Pro pacienty například s bolestmi zad se tak zvyšuje komfort vyšetření a zkracuje se doba, po kterou musejí nehybně ležet, což jim obvykle činí potíže a výsledné snímky jsou pak zkresleny pohybovými artefakty. Dalším přínosem umělé inteligence je i zvyšování kvality obrazu. Můžeme díky ní získávat snímky s rozlišením až o 80 procent vyšším.

Logický dotaz, který často dostávám, je, zda využití umělé inteligence nezvyšuje energetickou náročnost vinou vyššího výpočetního výkonu. I to jsme pečlivě studovali a prokázali jsme, že díky tomu, že jsou vyšetření rychlejší, se energetická náročnost našich magnetických rezonancí naopak při využití umělé inteligence snížila o 60 procent. Je to tedy způsob, jak snížit spotřebu energie a zároveň získat kvalitnější obraz.

Velmi významné změny se odehrávají i v samotné konstrukci přístrojů. U magnetických rezonancí například zásadně omezujeme jejich závislost na kapalném heliu coby médiu potřebném k chlazení magnetu. Helium je neobnovitelný a logisticky obtížně dostupný zdroj a zdravotnictví spotřebovává 30 procent veškerých zásob helia na světě. Nové generace přístrojů si vystačí s jeho minimálním množstvím, z 2 000 litrů jsme se dostali na 7 litrů, a navíc helium není třeba doplňovat. To s sebou nese nejen nižší náklady, ale také menší rozměry a hmotnost přístrojů s možností instalovat je tam, kde to dříve nebylo možné – například do starších budov, výškových objektů nebo mobilních jednotek, a zpřístupnit tak přesnou diagnostiku i obyvatelům odlehlejších oblastí. To, že ve Philips máme cíl pomoci v roce 2030 celosvětově k lepšímu životu 2,5 miliardy lidí ročně, jsem už říkal – teď k tomu ještě dodám, že 400 milionů z nich má být z regionů s nedostatečnou dostupností zdravotní péče. Již dnes jich naše technologie dokážou ročně diagnostikovat a léčit 200 milionů.

• A co třeba ultrazvuky? I u nich je možné díky miniaturizaci dostat diagnostiku blíže k pacientovi?

Rozhodně. Už žádné přístroje velikosti menší ledničky – zmenšili jsme ultrazvukový systém do kompaktní sondy, která se celá vejde do dlaně a lze ji připojit k mobilnímu telefonu. Jako první jsme tuto technologii nazvanou Philips Lumify začali používat v zemích, jako jsou Indie nebo státy Afriky. Problém ale byl, že vyšetření stále musel provádět někdo, kdo měl v sonografii určité znalosti, a to bývá v uvedených regionech problém. Dalším krokem tedy bylo přidání umělé inteligence. Ve spolupráci s nadací Billa a Melindy Gatesových jsme vytvořili řešení SmartSweep určené primárně pro těhotné ženy z chudších zemí třetího světa, které jsou ohroženy mateřskou mortalitou a morbiditou, protože zde nejsou dostupné standardní prenatální prohlídky. Vyšetření systémem SmartSweep může provádět i laik, který projde jednorázovým zaškolením. Bez hlubších anatomických a sonografických znalostí a dovedností prostě šestkrát přejede sondou ženě po břiše a umělá inteligence automaticky vyhodnotí řadu parametrů, jako je jednočetné či vícečetné těhotenství, poloha plodu, množství plodové vody nebo lokalizace placenty, a umožní tak předem identifikovat ženy se zvýšeným rizikem závažného krvácení při porodu. To umožňuje včas odhalit riziková těhotenství – i v podmínkách bez plně rozvinutého zdravotního systému – a zasáhnout ještě před vznikem komplikací.

• Máme se začít pomalu smiřovat s tím, že umělá inteligence jednou nahradí radiology nejen při plánování vyšetření a při jeho samotném provedení, ale i při čtení snímků a interpretaci nálezů?

To ne – v této souvislosti bych spíše než o „umělé“ hovořil o „asistující“ inteligenci, která může lékařům významně ulehčit a zrychlit jejich expertizu. Když jsem s radiologií začínal, mělo CT zobrazení mozku dvacet řezů. Dnes je to běžně třeba tisíc řezů. A umělá inteligence nám pomáhá se tou hromadou dat úspěšně probrat. Třeba když mám před sebou čtení snímků z deseti vyšetření CT a umělá inteligence to poslední z nich vyhodnotí jako suspektní z iktu, předloží mi je prioritně jako první a automaticky již může třeba i aktivovat iktový tým.

Do našich magnetických rezonancí jsme zase integrovali systém umělé inteligence, který na snímcích z magnetické rezonance prostaty automaticky zvýrazní oblasti, kterým bych měl věnovat zvýšenou pozornost.

Umělá inteligence může také z určitých vyšetření automaticky generovat standardizované popisy magnetické rezonance, které radiolog následně doplní nebo upraví. Nejde o náhradu lékaře, ale o nástroj, který přebírá značnou část rutinní administrativní zátěže a umožňuje lékaři soustředit se na to nejdůležitější – pacienta. Lékaři mi stále častěji potvrzují, že jim umělá inteligence výrazně šetří čas a snižuje riziko chyb, což je zásadní vzhledem k neustále rostoucímu počtu vyšetření.

• Vedle kvality, dostupnosti a rychlosti zobrazování je určitě důležitá i otázka bezpečnosti a snižování radiační zátěže pro pacienty i personál. I na to máte řešení?

Pokaždé říkám, že radiace není něco, čeho bychom se měli bát, ale něco, co musíme respektovat. Philips je společnost stará přes 130 let, z toho téměř jedno celé století se zabývá rentgeny. A po velkou část této doby se snaží soustavně snižovat používané dávky záření a v budoucnu se bez nich snad i zcela obejít, což je opravdu revoluční myšlenka.

Již před deseti lety jsme vytvořili nástroje, které snížily dávku záření při použití našich angiografických systémů přibližně o 60 až 70 procent oproti předchozí generaci přístrojů. Nyní chceme tuto dávku znovu snížit o dalších 50 procent s využitím nového softwarového nástroje SmartIQ. A to samozřejmě bez zhoršení kvality obrazu, naopak ideálně s jejím zvýšením.

Ostatně, to je i důvod, proč jsem byl aktuálně v Praze. Kardiologická klinika 3. LF UK a FN Královské Vinohrady patří ke klíčovým klinickým pracovištím, jež studují technologie, které jsme vyvinuli ke snížení radiační zátěže při koronárních intervenčních výkonech. Konkrétně se spolu s pracovišti ze severských zemí, Dánska a Španělska účastní probíhající studie RADIQAL, která porovnává radiační zátěž a kvalitu obrazu s využitím technologie s ultra nízkou dávkou záření SmartIQ oproti stávající technologii ClarityIQ. Předmětem zkoušení je i možnost snížení potřebné dávky jodové kontrastní látky podávané k zobrazení tepen, která však může poškozovat ledviny. Domníváme se, že nová technologie nám umožní snížit množství podané kontrastní látky o 40 procent.

Vytvořili jsme již i metody, které se obejdou bez rentgenu – například technologie LumiGuide, jež umožňuje při výkonech na aortě zobrazovat vodicí drát trojrozměrně jen díky síle odrazu světla v optických vláknech namísto rentgenového záření.

• Zapadá do vašich vizí i využití robotiky?

To je mimořádně zajímavá oblast! Roboty v medicíně si můžeme představit dvěma způsoby – buď jako samořiditelné auto, nebo jako dálkově ovládané auto. Dnešní robotická řešení fungují spíše jako ta druhá možnost – sednete si ke konzoli, uchopíte joystick, sledujete obrazovku a ovládáte na dálku nástroje. Naší vizí je však vytvořit něco, co bude bližší samořiditelnému autu.

Chceme, aby se lékař mohl podívat na obrazovku, ukázat na určité místo v pacientově těle a robot mu pomohl se do něj dostat. Nebude lékaře nahrazovat, ale umožní mu pracovat rychleji a přesněji. Zvýší se i dostupnost péče. Po celém světě nemáme například dostatek lékařů specializovaných na intervence u cévní mozkové příhody. Proč by jednou nemohl provádět trombektomii u pacienta v Polsku nebo v Japonsku erudovaný lékař z Prahy nebo Brna na dálku?!

Zároveň si myslím, že robotika zvýší úroveň dovedností méně zkušených lékařů, takže pacienti budou dostávat srovnatelnou úroveň péče bez ohledu na to, kde žijí, a že již etablovaným odborníkům poskytne robotika až jisté „nadlidské schopnosti“ a budou moci provádět výkony, které by jinak nedokázali.

Když si všechno, o čem jsme hovořili, spojíme dohromady, dostaneme ucelený obraz terapie navigované obrazem, jak může vypadat již za několik let. Bude to sál s rentgenem i technologiemi bez rentgenu, s rozšířenou realitou a hlasovým ovládáním. Bude to prostředí s trojrozměrným zobrazováním, s umělou inteligencí, s novým miniaturizovaným instrumentáriem a s robotickými systémy umožňujícími provádět účinnější a bezpečnější výkony u pacientů po celém světě. Zároveň se díky technologiím sníží náklady na péči a zlepší výsledky léčby tak, aby se pacienti mohli vrátit k životu, jaký mají rádi. A o to v medicíně jde!