...
Комп’ютерні технології в медицині PDF Печать E-mail

Комп’ютерні технології в медицині

Електронна промисловість давно й успішно допомагає медицині, практично немає таких галузей медичної діяльності, в яких комп'ютери не могли б принести користі.
Вперше ЕОМ з'явилися в клініках на початку 60-х рр. З тих пір відбулося багато змін¬ - з'явилися нові, більш досконалі комп'ютери, розроблені спеціальні алгоритми і програми, орієнтовані на медичне використання. Уся ця область діяльності (яку іноді називають медичною кібернетикою) перетворилася в самостійний напрямок, що швидко розвивається, із широким діапазоном досліджень.
Сучасна комп'ютерна техніка дозволила створити біокеровані штучні органи, забезпечити зняття і розшифровку графічної медичної інформації. З винайденням комп'ютерного томографа з'явилась можливість спостерігати і вивчати структуру живого мозку.
Умовно можна виділити п'ять основних напрямків, за якими йде їхнє впровадження.
Перші спроби використання комп'ютерів у медицині зв'язані з автоматизацією найпростіших рутинних операцій, виконуваних медичним персоналом, зокрема, при масових обстеженнях населення.
Для того, щоб ретельно обстежувати кожного мешканця країни, необхідно затратити мільярди людино-годин роботи кваліфікованого медичного персоналу. І це тільки для збору інформації. А скільки ж буде потрібно часу на її обробку? Проблема спрощується, якщо вдатися до допомоги комп'ютера.
В даний час розроблені автоматизованої системи профілактичного огляду населення (АСПОН). Такі системи забезпечують автоматичний збір медичних даних, їхню обробку, видачу підсумкової документації. Важливою перевагою АСПОН є здатність накопичувати медичну інформацію у великих обсягах протягом багатьох років. Обробивши цю інформацію, можна буде виявити фактори ризику, характерні для даної місцевості.
Ще один важливий аспект автоматизації лікарської діяльності зв'язаний з аналізом і обробкою електрокардіограм та флюорограм. Це трудомістка робота, яка вимагає значних витрат часу. Спеціальні пристрої, оснащені ЕОМ, розшифровують флюорограми та електрокардіограми на рівні висококваліфікованого лікаря, що дає можливість швидше й ефективніше виконувати діагностику.
Таким чином, перший (і треба відзначити, найбільш успішний) напрямок - автоматизація медичної діяльності.
Сучасна лікарня - це велике підприємство, зі складною організацією різних підрозділів, з великими потоками медикаментів, продуктів і т.д. Якщо врахувати, що ефективність роботи цього складного підприємства залежить не тільки від кваліфікації і чисельності медичного персоналу, від наявності апаратури і медикаментів, але й від якості та швидкості обробки медичної інформації, то стане ясно, що без автоматизованої системи управління (АСУ) не обійтися. Реалізувати таку систему можна, зрозуміло, тільки за допомогою ЕОМ. Отже, друга сфера застосування комп'ютерів у медицині - це АСУ.
Одна з найважливіших професійних якостей лікаря - пам'ять. Висококваліфікований лікар пам'ятає величезну кількість історій хвороб, видів ліків (зараз тільки в Європі близько 40 тис. найменувань ліків), враховує їхню ефективність, сумісність, побічні дії і т.д. Банк даних, реалізований на комп'ютері, зможе видати лікарю вичерпну інформацію як про ліки, так і про хвороби. Назвемо цю третю сферу діяльності комп'ютерів у медицині інформаційно-довідковою.
Найбільш гарячі прихильники комп'ютеризації лікарської діяльності іноді навіть стверджують, що коли-небудь ЕОМ зможе замінити лікаря. З цим твердженням важко погодитися. І не тільки тому, що через величезні обсяги різнорідної медичної інформації тут можуть виникнути принципові обмеження, а швидше за все, через гуманістичний аспект у діяльності лікаря. Як і будь-яка людина, лікар смертний, йому доступні і зрозумілі страждання хворого. Приймаючи рішення, він бачить перед собою людину, він співчуває хворому. Можливо, саме це почуття і допомагає знайти лікарю точне й ефективне рішення, що найчастіше є результатом його інтуїції, а не логіки. Але лікар завжди поспішає, підступна хвороба не чекає. Тому в умовах суворого дефіциту часу почуття відповідальності може паралізувати інтуїцію лікаря. І тоді йому на допомогу прийде комп'ютер з його чіткою, «байдужою» логікою.
Сучасна медична техніка і методи клінічної біохімії досягли такого рівня, що лікар у найкоротший термін одержує інформацію про функціонування всіх систем хворого: апаратура може видавати щомиті значення більш як 400 параметрів життєдіяльності організму. Лікар повинен у короткий час сприйняти, обробити цю інформацію і прийняти рішення. Якщо хворий у важкому стані, лікар фактично використовує лише невелику частину отриманої інформації, а то і взагалі махне рукою на всі ці чудеса техніки і, нахилившись до хворого, за кольором губів, забарвленням нігтів чи вологістю шкіри знайде єдине рішення, яке і врятує хворого. Велика кількість суперсучасних приладів, замість того щоб допомогти медику, заважає йому. Дорогі прилади працюють вхолосту. Комп'ютери можуть кардинально змінити таку ситуацію. За допомогою спеціальних програм комп'ютер швидко й ефективно обробить інформацію, що надходить від приладів, і видасть лікарю кілька альтернативних рішень, з яких він зможе вибрати найкраще. У результаті лікар зможе виявити більш тонкі ознаки хвороби, у більш ранній термін визначити ускладнення, що починаються, і запобігти їм. Отже, четвертий напрямок використання комп'ютерів у медицині - -це діагностика.
Ще одна сфера використання комп'ютерної техніки в медицині - «робота в реальному масштабі часу». Так в інформатиці називають спеціальний режим ЕОМ, який керує реальним фізичним процесом.
Бувають ситуації, які вимагають миттєвої обробки інформації. Наприклад, при складних хірургічних операціях на серці. Хворий перебуває під глибоким наркозом, грудна клітка розкрита, серце відключене – працює апарат штучного кровообігу. Операцію веде хірургічна бригада з 10-12 чоловік, кожен зайнятий своєю справою. Але чи витримає ослаблений організм усі ці навантаження? Може, потрібно збільшити швидкість кровотоку? Чи зменшити подачу наркозу? На допомогу хірургу приходять прилади, що інформують його про стан кожного органу хворого. Комп'ютер миттєво обробить інформацію про стан хворого і щохвилини буде повідомляти: «Усе в порядку, можна вести операцію далі» чи: «Увага! Наркоз неадекватний, може настати шок».
Інший приклад роботи комп'ютера в реальному масштабі часу – постійне спостереження за станом хворого після важкої операції. Це досить відповідальний етап у лікуванні, ні на секунду не можна залишати пацієнта без уваги. У цьому випадку ЕОМ виконує роль кваліфікованої доглядальниці. Датчики безупинно подають у пам'ять ЕОМ інформацію про частоту пульсу і кров'яний тиск хворого, заміряють глибину і частоту дихання, записують ЕЕГ і ЕКГ. Комп'ютер усю цю інформацію обробляє й у випадку погіршення стану хворого викликає лікаря. Комп'ютер може і сам надати деяку допомогу хворому до прибуття лікаря, наприклад включити апарат штучного дихання, збільшити чи зменшити подачу кисню.


Математичне моделювання в медицині
Трохи осторонь від перерахованих вище напрямків стоять роботи, зв'язані з математичним моделюванням структур і закономірностей функціонування органів та систем організму людини в нормі та патології, а також моделювання діяльності медичного закладу в системі охорони здоров'я.
На основі комп'ютерного моделювання розробляються моделі людського організму, фантоми, призначені для навчання студентів медичних ВУЗів, які імітують пульс, скорочення м’язів і навіть зміну кольору шкіри у відповідності з проведеними маніпуляціями, введенням ліків тощо.
В хірургії комп’ютер моделює перед операцією функціональну діяльність і взаємодію всіх систем організму з видачею оптимального варіанту наркозу, оперативного втручання, ведення післяопераційного періоду лікування.
Зараз великих успіхів досягли роботи, зв'язані з математичним моделюванням окремих патологічних процесів, наприклад запальних. Перебіг будь-якого запалення визначається безліччю факторів. Наприклад, розмноження інфекційних агентів, їхня взаємодія з імунною системою хворого і т.д. Незважаючи на складність і різнорідність цих факторів, вдалося описати запальний процес за допомогою диференціальних рівнянь. Отримані рівняння виявилися досить складними, тому аналіз цих рівнянь можливий тільки за допомогою ЕОМ.
За допомогою комп'ютера оброблена величезна інформація про поширення важких інфекційних захворювань за останні 100-200 років в різних країнах світу. Машина встановила, що епідемії віспи, туляремії, черевного тифу, коклюшу, дифтерії, холери, чуми, кору, дизентерії, скарлатини мають періодичний характер і повторюються через кожні 10-11 років. Завдяки цьому стало можливим прогнозувати епідемії, вчасно до них готуватись.
Наприклад, створено і реалізовано на ЕОМ математичну модель поширення епідемії грипу на території країни. Величезна модель враховує населення найбільших міст і економічних районів країни, щоденні переміщення пасажирів по залізничних, авіаційних і автобусних лініях, динаміку перебігу хвороби. Модель видає точний прогноз про ступінь і швидкість поширення епідемії для 80% міст країни. Зрозуміло, немає потреби говорити про переваги такої моделі - тут і своєчасна мобілізація медичного персоналу, і оптимальний розподіл дефіцитних ліків, і підготовка додаткового медичного транспорту.

Медична діагностика і прогнозування захворювань
Уявімо ситуацію, яка досить часто зустрічається в медичній практиці. У лікарню поступив хворий з гострим захворюванням печінки. Обстеження й аналізи дозволили виключити цілий ряд можливих діагнозів і залишити тільки два – безжовтяничні форми інфекційного гепатиту або запалення жовчних ходів (холангіт). Якщо справедливий перший діагноз, то хворого потрібно негайно ізолювати, другий діагноз цього не вимагає. Лікування цих захворювань, зрозуміло, різне. Однак зробити вибір між двома діагнозами досить складно, стан хворого відповідає як одному, так і іншому діагнозу. У такій ситуації допомогу лікарю може надати комп'ютер.
У величезну пам'ять ЕОМ можна заздалегідь ввести зв'язки ознак і імовірностей захворювань. Комп'ютер зможе врахувати значно більшу кількість ознак, ніж лікар, що суттєво підвищить точність діагнозу.
У деяких виняткових випадках комп'ютер зможе навіть зробити те, що під силу лише дуже досвідченому лікарю. Такі ситуації бувають, наприклад, при важких опіках. Найважливішим параметром, що визначає важкість, прогноз і лікування таких опіків, є площа глибокого ураження шкіри. Звичайно, цю величину визначають за зовнішнім виглядом обпаленої ділянки, а для цього потрібне досвідчене око фахівця з опіків. Однак комп'ютер дозволяє за такими показниками загальної реакції організму, як частота пульсу, артеріальний тиск, склад крові і т.д., відрізнити опіки з площею, що перевищує 20 % тіла, від менш важких випадків.
Застосування комп'ютера підвищує точність діагнозу. У нашій країні машинні методи діагностики давно застосовуються в клінічній практиці, використання яких вже пройшло перевірку часом. Функціонує система дистанційної діагностики небезпечних захворювань, об'єднаних терміном «гострий живіт», створена система диференціальної діагностики й індивідуального прогнозу результату лікування онкологічних хворих  та ін.
Електронна машина не замінює медика. Вона лише полегшує, робить більш інтелектуальною і продуктивною його нелегку роботу. Використання комп’ютерної техніки оптимізує організацію охорони здоров’я, покращує розпізнавання і лікування хвороб. Але робити остаточні висновки результатів досліджень, лікувати хворого виконувати операції повинен тільки лікар.

 

Яндекс.Метрика >