Сучасне охорону здоров’я вже неможливо собі уявити без використання медичних приладно-комп’ютерних систем. Тенденції до комп’ютеризації останнім часом все активніше проявляються, так як це дозволяє забезпечувати оперативний збір, обробку і зберігання всієї необхідної інформації про пацієнта. Медичні приладно-комп’ютерні системи як раз відповідають за це і керування його станом. У сучасних апаратах фактично вже відбувся перехід від реєструючих аналогових вимірювальних пристроїв до цифрових апаратів.
Класифікація
До складу медичних приладно-комп’ютерних систем сьогодні включають мікропроцесори, переносні персональні комп’ютери або мікро-ЕОМ. Такі прилади володіють широким функціоналом, а також гнучким програмним забезпеченням.
Класифікація медичних приладно-комп’ютерних систем проводиться за функціональним можливостям. Зокрема, виділяють дослідні та клінічні системи, а також багатофункціональні, спеціалізовані та комплексні. Розповімо про кожній з них більш докладно.
До клінічних медичним приладно-комп’ютерним системам відносять ті, які покликані виконувати суворо певний коло відповідних медичних методик. Серед їх достоїнств потрібно відзначити обмеженість, так як вони дозволяють максимально спростити роботу персоналу, доступність для середніх медичних працівників.
Дослідні медичні приладно-комп’ютерні системи (МПКС) засновані на широкому наборі аналітичних, керуючих, конструкторських і зображальних засобів, які дозволяють реалізовувати всілякі методики, що мають науково-дослідницький або клінічне призначення. Для роботи з таким програмним забезпеченням медичних приладно-комп’ютерних систем вимагається творче мислення і висока професійна кваліфікація.
Спеціалізовані або однофункціональні МПКС призначені для здійснення одного конкретного виду дослідження, наприклад, електрокардіографії. Багатофункціональні системи, що здатні проводити одночасно кілька типів дослідження, а комплексні забезпечують автоматизацію конкретної медичної завдання. Ось які різновиди МПКС використовуються в медичній практиці.
Також системи підрозділяють на кілька різновидів за їх призначенням. Можна виділити наступні:
- функціональної діагностики;
- аналізу медичних даних і зображень;
- спостереження за станом хворого (до них відносяться моніторні системи);
- лабораторної діагностики;
- біотехнічні системи протезування та заміщення ключових функцій людського організму;
- лікувальних впливів.
Функціональна діагностика
Приладно-комп’ютерні системи в медицині відіграють велику роль. Вони надають суттєву допомогу в лікуванні пацієнтів. Зокрема, медичні приладно-комп’ютерні системи функціональної діагностики допомагають здійснювати дослідження органів дихання, системи кровообігу, нервової системи та головного мозку, органів почуттів.
Сюди ж відносять всілякі рентген-дослідження, наприклад, УЗД, комп’ютерну томографію, тепловізійні та радіонуклідні дослідження.
З допомогою медичних приладно-комп’ютерних систем функціональної діагностики вдається значно підвищувати швидкість і точність обробки інформації, що надходить про стан хворого. Наявні показники функціональної діагностики визначають в тому числі і за способом вимірювання. Це біометричні показники прямого вимірювання, показники непрямого і перетворювального вимірювання.
Апаратне програмне забезпечення медичних приладно-комп’ютерних систем включає збір систем аналізу електрокардіограм. Сюди відноситься пристрій для знімання електричних сигналів, биоусилитель. Вони впливають на хворого звуковими, світловими і електричними сигналами, які дозволяють вивчати відповідні реакції організму на зовнішні подразники.
Моніторні системи
Завдання медичних приладно-комп’ютерних моніторних систем – максимально швидко визначати стан хворого, постійно спостерігати за ним в палатах інтенсивної терапії, операційному і післяопераційному відділенні.
У цій ситуації велике значення набуває можливість оперативно діагностувати критичні ситуації, визначати і коригувати виникаючі порушення, прогнозувати розвиток стану пацієнта.
Приладно-комп’ютерні системи в медицині допомагають виконувати всі ці функції. Як правило, при моніторингу використовують апарати для вимірювання тиску крові температури, частоти дихання, хвилинного об’єму кровообігу, вмісту в крові газу, не обійтися без електроенцефалограми, електрокардіограми. Одна з основних особливостей медичних приладно-комп’ютерних систем є наявність засобів візуалізації результатів експрес-аналізу, яку можна отримувати в режимі реального часу.
Сучасні моніторні системи, які в даний час використовують у вітчизняних клініках, володіють рядом важливих якостей. Ось основні з них:
Моніторування
Медичні приладно-комп’ютерні системи на прикладі моніторування можна розібрати, проаналізувавши їх різновиди.
Однією з основних є операційний моніторинг. Такий монітор безпосередньо призначений для спостереження за станом хворого в автоматичному режимі. Наприклад, під час введення наркозу або операції. При цьому велике значення набуває можливість контролювати його фізіологічні параметри – частота серцевих скорочень, діастолічний і систолічний тиск, вміст кисню в артеріальній крові. Оформлення відповідного протоколу анестезії дозволяє автоматично формувати всі результати досліджень, які відправляються завідуючому відділенням для контролю стану всіх пацієнтів. Можливо автоматичне керування апаратом штучного дихання, крапельницею, контрпульсатором та кардіостимулятором. При цьому система включає пристрій, який перетворює код керуючий сигнал.
Коли вас просять, виберіть основні складові медичної приладно-комп’ютерної системи, варто обов’язково згадати кардиомониторирование. Воно застосовується під час надання екстреної допомоги. Такий кардіомонітор є у бригад швидкої допомоги для ранньої діагностики стенокардії, коронарного синдрому, раптової зупинки кровообігу, інфаркту.
У відділенні інтенсивної терапії моніторинг пацієнтів допомагає спостерігати за їх самопочуттям, коли вони знаходяться у важкому стані. Місце кожного пацієнта обладнано приліжкові монітором, який підключений до центральної станції збору інформації.
Контроль електрофізіологічних показників проводиться в добовому режимі. Це реєстрація ЕКГ, вимірювання артеріального тиску, які дозволяють відобразити реальну картину захворювання. Для цього і необхідно постійно моніторити життєво важливі показники. Останнім часом з’явилися спеціальні записуючі пристрої, які аналізують і реєструють ЕКГ за рахунок вмонтованого мікрокомп’ютера.
Телеметрія електрофізіологічних даних – це оцінка електрофізіологічних сигналів, що надходять від пацієнта, навіть якщо він знаходиться територіально віддалено.
Індивідуальний моніторинг ключових для функціонування організму людини параметрів полягає в тому, щоб проводити реєстрацію ЕКГ за допомогою приладу, який пацієнт носить самостійно у відповідності з інструкціями, отриманими від свого лікуючого лікаря. Це дозволяє постійно контролювати стан хворого, оперативно коригувати терапію, адаптувати людини до виробничих і побутових навантажень.
За допомогою інтегрального моніторингу стану фізичних систем стаціонарних хворих можна одномоментно відстежувати такі фізіологічні показники як электрокардиосигналы, фотоплетизмограмму, реограмму, поверхневу температуру, артеріальний тиск.
Програмне забезпечення приладно-комп’ютерні системи в меді дозволяє забезпечувати не тільки обробку і збір інформації, але і створювати чергові екрани, накопичувати бренди, регулювати масштаби відображених сигналів. За рахунок якісного програмного забезпечення можна в автоматичному режимі збирати дані про зміни будь-яких параметрів, аналізувати їх, прогнозувати можливий розвиток захворювання.
Характеристики
Медичне забезпечення (МПКС) – це можливість проводити автоматичну діагностику в процесі надання допомоги. Вона здійснюється при безпосередньому контакті з пацієнтом.
До основних характеристик медичних приладно-комп’ютерних систем відносять сенсорні кольорові екрани, які здатні відображати до 12 кривих. Вимірюючи параметри ЧСС, вони здатні контролювати частоту пульсу, пневмограмму, артеріальний тиск, частоту дихання, температуру, серцевий викид.
Все це дозволяє працювати з принципово різними групами пацієнтів. При цьому застосовуються калькулятори, які дозволяють розраховувати дози лікарських препаратів, можливості переміщення даних хворого. До медичних приладно-комп’ютерних систем відноситься обладнання, оснащене звуковими та візуальними сигналами тривоги трьох рівнів. У поєднанні з можливістю використовувати до десяти профілів та індивідуальними настройками все це значно підвищує якість надання професійної допомоги пацієнту.
Велике значення має наявність можливості публікації даних на єдину станцію для проведення консиліумів та лікарських нарад в особливо складних і нестандартних ситуаціях. Так звана центральна станція дозволяє спостерігати за станом основних параметрів життєдіяльності з допомогою відомостей, отриманих оперативно з медичних моніторів.
Способи обробки даних і зображень
Якщо на заліку або іспиті з підвищення кваліфікації вас просять, виберіть основні складові медичної приладно-комп’ютерної системи, необхідно також розповісти про систему обробки даних і зображень. Вони необхідні для ретельного аналізу, візуалізації, довгострокового зберігання результатів аналізів та томографічних досліджень. Все це істотно спрощує роботу лікарів і медсестер.
Робочі станції, як правило, оснащені можливостями відтворювати медичні зображення у форматі 2D і 3D.
У режимі 2D у фахівця є можливість підвищувати якість візуалізації, безпосередньо керуючи шкалою інтенсивності. Наприклад, коли потрібно отримати більш контрастне зображення тих чи інших деталей. Також можна придушувати шуми з допомогою фільтрації зображень, виконувати віднімання і додавання одного або декількох знімків, організовувати режим субтракции, працюючи з контрастами, коли необхідно виділяти кровоносні судини на фоні інших тканин. Нарешті, важливо проводити статистичні вимірювання, в тому числі, складаючи графіки гістограми інтенсивності і профілю.
При роботі з 3D зображеннями перелік можливостей значно розширюється. У цьому випадку виявляється, що медичні приладно-комп’ютерні системи призначені для одночасної роботи відразу з декількома зображеннями навіть при їх різної модальності, виділення об’єктів в серошкальном масиві даних, реконструкції довільних перерізів, здійсненні вирізів, поворотів масиву та сегментування об’єкта, скрупульозне вимірювання обсягів дрібних об’єктів, що представляють велике значення.
Автоматизацію процесів обробки, отримання, архівного зберігання і надання доступу до такої інформації мають здійснювати лікарні, які оснащені відділення магнітно-резонансної та комп’ютерної томографії, тепловізійної, ультразвуковий, радіоізотопної діагностики, а також здійснюють інші значущі дослідження.
Щоб забезпечити довгострокове зберігання зображень, що представляють медичну цінність, рекомендується створювати централізовані цифрові архіви, які обслуговують відразу кілька медичних організацій. Дані цифрові архіви інтегруються в єдину систему закладів охорони здоров’я. При цьому повинні використовуватися системи управління процесами реабілітації та лікування пацієнтів. До них відносяться системи інтенсивної терапії, штучні органи та протези, які створюються на основі технології мікропроцесорів.
Завдання системи управління
При управлінні лікувальним процесом однією з основних завдань стає максимально точне визначення кількісних параметрів діяльності, стабілізація спочатку сформульованих параметрів при постійно мінливому стані організму пацієнта.
При цьому автоматизовані системи призначені для управління станами організму виключно в лікувальних цілях. Вони допомагають при відновленні фізіологічних систем, в природному функціонуванні різних органів. На цьому етапі важливо підтримувати їх у стані норми.
Використовувані системи такого інтенсивного лікування діляться на два класу. До першого належать програмовані системи, а до другого – замкнуті керуючі.
Системи програмного керування потрібні для здійснення різних лікувальних впливів. Наприклад, оснащення засобами обчислювальної техніки, фізіотерапевтичної температури, пристроями для вливання лікарських препаратів, апаратами штучного кровообігу.
У замкнутих системах застосовуються більш складні медичні приладно-комп’ютерні системи. Вони виконують завдання з моніторингу стану хворого, вироблення технологій для лікувального впливу. При цьому пацієнт має реальну змогу отримувати поточну інформацію про функціонування своїх внутрішніх органів. Це дозволяє йому з допомогою певного вольового впливу домагатися певного терапевтичного ефекту у випадку з тими чи іншими патологіями.
При застосуванні загальної схеми системи лікувальних впливів використовуються наступні складові:
- джерело – апарат впливу, який безпосередньо генерує різноманітні фізичні фактори;
- основний пристрій – до нього відносяться елементи приладу, які відповідають за передачу фізичних впливів на пацієнти. Це датчики, електроди, випромінювачі, індуктори;
- блок управління вибирає режим роботи джерела впливу і регулює все, що відбувається;
- блок контролю потрібен для збору інформації про основних фізіологічних характеристиках пацієнта – тиск, дихання, температури, ЕЕГ, ЕКГ;
- нарешті, мікропроцесор або персональний комп’ютер обробляє всю цю інформацію, видаючи оцінку станом організму в цілому або окремих його систем і органів.
Ключовими чинниками, що роблять вплив на пацієнта, можуть ставати конкретні препарати, які пацієнт отримує через особливі дозатори. Їх можна додавати в крапельниці. У частині апаратів елементом зворотного зв’язку є сам пацієнт, який отримує інформацію про стан своїх внутрішніх органів, а потім за допомогою вольового зусилля намагається домогтися їх нормального і стабільного функціонування.
В якості таких сигналів можуть використовуватися тактильні, слухові повідомлення або зорові образи.
Клінічна діагностика
Медичні приладно-комп’ютерні системи лабораторної діагностики дозволяють проводити складні діагностичні процедури, засновані на дослідженні біоматеріалу людського організму. Зокрема, використовуються загальноклінічні, гематологічні, паразитарні, імунологічні, біохімічні, молекулярно-біологічні, серологічні, генетичні, бактеріологічні, токсикологічні, цитологічні та вірусологічні методи.
Комп’ютеризація клінічних лабораторних методів дозволяє рухатися паралельно в двох напрямків. По-перше, змінювати трудомісткі ручні способи автоматизовані аналізатори. По-друге, впроваджувати в практику інформаційні лабораторні системи, щоб підвищувати ефективність організації роботи лабораторії, скорочувати число ручних операцій і помилок.
Функції таких лабораторних інформаційних систем пов’язані із сполученням отриманих відомостей з автоматичними аналізаторами. Це дозволяє практично повністю виключити ймовірність ручного управління матеріалами.
Системи протезування
Протези і необхідні людині штучні органи покликані фактично замістити або скорегувати відсутні системи організму або цілі органи.
Наприклад, до них відносяться імплантуються протези інтенсивної терапії. У реанімаційних та операційних відділеннях використовуються системи заміщення ключових функцій людського організму. Серед них варто виділити штучні серце, нирки або легені. Ці прилади здатні заміщати органи і системи на період оперативного хірургічного втручання, а також до моменту підбору відповідного всіма параметрами донорського органу.
Наприклад, в якості штучного легкого використовується спеціальний насос, який пульсує і подає повітря невеликими порціями 40-50 разів у хвилину. У таких пристроях використовуються хутра з пластику або гофрованого металу. Попередньо очищений, а потім підігрітий до потрібної температури, він направляється безпосередньо у бронхи людини.
Штучне серце являє собою механічний пристрій (імплантат), яке на час замінює насосну функцію серця самого пацієнта, забезпечуючи організм достатньою кількістю крові. В даний час вже розроблені та проходять випробування електрогідравлічні та електромеханічні серця. Повністю имплантируемыми є електронний блок управління, їх механічна частина і джерело живлення. Дані пристрої можуть бути розраховані на досить тривалий період використання тими пацієнтами, яким потрібна пересадка серця, але в цей період вони мають протипоказання до проведення операції.
Биоуправляемые протези
Принципово нові технології – биоуправляемые протези. Вони використовуються, якщо збережені нервові закінчення, які брали і посылавшие нервові імпульси від відсутніх рук або ніг.
В цьому випадку дані нервові імпульси можуть бути використані для керування механізмами цих протезів, а також при прийомі інформації від всіляких датчиків, які на ній розташовані. Головне, перетворити для цього біоелектричні сигнали, що проходять по волокнах в керуючі, щоб вони вказували протезу, як себе вести. При цьому назад слід направити сигнали з датчиків в афферентний потік. В заданій програмі саме мікропроцесор буде виконувати цю роль. Всього існує два варіанти управління протезом – з зворотним зв’язком і без неї.
Підводячи підсумки, можна сказати, що медичні приладно-комп’ютерні системи в даний час служать невід’ємною і надзвичайно важливою складовою частиною всіх приладів і апаратів, що допомагають не тільки в процесі лікування або навіть виявлення захворювання, але навіть замінюють відсутні органи. З їх допомогою люди можуть вести повноцінне життя.
Все це дозволяє прискорити і об’єктивізувати процес обробки даних лікарем, уточнити і виявити наявність патологій, максимально підвищити точність діагностичних процесів. Зокрема, застосування цифрової техніки допомагає зробити проводяться вимірювання максимально точними, створювати і протягом тривалого часу зберігати результати досліджень, передавати інформацію на відстань при необхідності проведення консультацій. Особливі програми аналізу досліджень дозволяють обробляти дані, що надходять.
Все це вивело медичну апаратуру на принципово новий рівень, дозволило підвищити ефективність методів діагностики, лікування, контролю і прогнозування важких пацієнтів.
