Студенты-медики могут тренироваться ставить диагнозы на антропоморфоном роботе Промобот

Обучение студентов-медиков включает как теоретическую, так и практическую подготовку, в том числе работу с пациентами и клиническими базами. Для будущих врачей освоение навыков оказания помощи и точной диагностики имеет первостепенное значение. Ошибочный или запоздалый диагноз может иметь негативные последствия, включая выбор неверной тактики лечения человека, прогрессирование заболевания и ухудшение качества жизни. В случае сложной болезни с нетипичными или размытыми симптомами требуется особенно тщательный анализ данных. Однако не все студенты имеют возможность получить полноценный опыт из-за различных трудностей: законодательных ограничений, эпидемиологических режимов в поликлиниках и стационарах, отказа пациентов, загруженности и дефицита преподавателей, а также редкости некоторых заболеваний. Исследовательская межвузовская группа, в которую входят ученые Пермского Политеха, ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера, а также эксперты ФЦССХ им. С.Г. Суханова и РосУниМеда, предложили тренировать студентов на роботе, который имитирует реального пациента на приеме – это повысит их навык постановки диагноза и разовьет клиническое мышление.

Статья опубликована в «Пермском медицинском журнале», том 41, №6, 2024 год. Работа выполнена при финансовой поддержке Пермского научно-образовательного центра «Рациональное недропользование» (проект «Новые материалы и технологии для медицины», 2024 год).

Развитое клиническое мышление, умение сопоставить неочевидные симптомы и на их основе поставить диагноз необходимы врачу любой специальности и требуют постоянной тренировки и совершенствования. Особенно это актуально для студентов-медиков, которые только учатся грамотной диагностике, также это важно и для подготовки специалистов к процедурам аккредитации. В практику будущих медработников входит работа с пациентами, но процесс живого общения достаточно ограничен, а для дальнейшей практической работы необходимо владеть навыками сбора жалоб, анамнеза и назначения лечения. Но в реальности доступ к больным, в том числе с редкими заболеваниями, как правило, ограничен, студентам не хватает опыта постановки диагноза и коммуникации, навык не отрабатывается на регулярной основе.

Исследовательская межвузовская группа, в которую входят ученые Пермского Политеха, совместно с коллегами из Пермского государственного медицинского университета им. академика Е.А. Вагнера, экспертами Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии им. С.Г. Суханова и Российского университета медицины, предлагают использовать искусственный интеллект и роботизированные системы, позволяющее лучше развивать медицинские профессиональные навыки и получать более качественную подготовку в соответствии с современными требованиями и Международным классификатором болезней.

В качестве роботизированной системы использовался антропоморфный робот на базе отечественной платформы Robo-C, разработанной российской компанией Promobot (Участник НАУРР). Ранее учеными Пермского Политеха для данного типа робота были разработаны smart-челюсть и smart-зубы для практических занятий студентов-стоматологов и повышения квалификации практикующих врачей, а в 2024 году с коллегами по консорциуму научно-образовательного центра был разработан модуль для введении инъекций в роботе (на данный момент идет процедура оформления результата интеллектуальной деятельности). Политехники создали для робота специальную лингвистическую базу, описывающую ключевые моменты представленных в эксперименте болезней: анамнез, жалобы, данные физикального осмотра и другие, а также доработали робота в части его применения на клиническом приеме у того или иного врача.

Робот, максимально похожий на человека, обладающий возможностью разговаривать, оснащен специальной программой, значительно улучшает медицинское обучение. Он умеет говорить и имитировать симптомы различных заболеваний, включая критические состояния. Его реакции могут вызываться случайным образом, а также в ответ на те или иные раздражители в рамках заложенных сценариев — кейсов. В его базу загружены различные клинические вариации и правила согласно данным международной классификации болезней. В основу сценариев вошли как типовые клинические случаи, так и редкие, процентная доля и встречаемость которых достаточно низкая. Все это необходимо, поскольку будущим медикам важно увидеть, почувствовать клиническую ситуацию, чтобы быть готовым к встрече с ней в реальной обстановке. На основе искусственного интеллекта робот создает вариации клинического случая, а студент, общаясь с роботом (собирая анамнез) и используя специальный экран для имитации медицинской информационной системы, должен поставить диагноз и назначить лечение. Студент также может «направить» робота на виртуальные обследования. Апробация внедрений решений осуществлялась за счет привлечения ведущих медицинских центров в Перми, таких как ФЦССХ им. С.Г. Суханова, ККД, а также федерального аккредитационно-симуляционного центра при ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера.

Таким образом, задача студента-медика как можно быстрее и точнее поставить диагноз, оказав необходимую помощь и осуществив все необходимые манипуляции и процедуры, а задача человекоподобного робота — вариативно инсценировать поведение пациента при различных видах заболеваний.

Для проверки гипотез и апробации были проведены исследования среди обучающихся медиков 5-6 курсов ПГМУ, которых разделили на две группы по 100 человек.

В исследовании принимали участие люди с ишемической болезнью сердца, которая является одной из основных причин смертности во всем мире, и кардиомиопатией Такоцубо, которая встречается в 1-2% случаев от всех госпитализаций с подозрением на острый инфаркт миокарда. Первая группа обучающихся медиков выполняла задание по стандартной модели путем прямого общения с пациентом, а второй необходимо было выполнить все то же самое, но вместо реального человека им предстояло общение с антропоморфным роботом.

Ученые оценивали работу студентов по нескольким критериям: верно ли поставлен диагноз, насколько полно собраны жалобы и анамнез, оптимально ли назначенное лечение, проинформирован ли пациент обо всех деталях лечебно-диагностического процесса и др. Учитывалось также уважительное отношение врача, создание им условий комфорта и эмоциональной поддержки.

Как показало исследование ученых Пермского Политеха, все студенты, которые общались с роботом, успешно справились с постановкой диагноза. Это демонстрирует, что интеграция робот-ассистированных технологий в процесс обучения медиков в коллаборации со специалистами практического здравоохранения эффективно помогает им осваивать врачебные навыки. Это позволяет создавать и отрабатывать сценарии с любыми, даже самыми редкими заболеваниями и клиническими состояниями. Политехники также отмечают, что, согласно критериям оценивания, качество лечения, которое назначали студенты, не отличалось у тех, кто работал с роботом, и тех, кто курировал реальных пациентов, что дает достаточно большие возможности для внедрения инновационных методик и подходов, в том числе с учетом изменений в законодательстве при подготовке медицинских специалистов.