↑ Вгору

Реферат на тему

Інформаційні технології в медицині


читати

Переглянути реферат

зберегти

Скачати реферат

друкувати

Друкувати реферат

Реферат на тему:

Інформаційні технології в медицині

Довгі століття лікар для визначення причини хвороби міг довіряти тільки
своїм рукам, очам і вухам, своїм відчуттям, за допомогою яких він
обстежував хворого. Першими приладами, які почали допомагати лікареві
при огляді, були скляний ртутний термометр для визначення температури
тіла, секундомір для підрахунку пульсу і дерев'яна слухова трубка -
стетоскоп - для прослуховування серця, винайдений французьким лікарем
Рене Ланно в 1819 році. Пізніше стетоскоп змінив фонендоскоп з чутливою
мембраною, камера під якою сполучена з двома гнучкими трубками. Потім до
всього цього додалися хімічні аналізи складу крові і сечі.

У 1860 році італійський лікар Рівароччи придумав простий і зручний метод
вимірювання артеріального тиску. Він заснований на вимірюванні
зовнішнього тиску, який потрібний для повного передавлення артерії. Для
цього накладають на руку вище за лікоть порожнисту гумову манжету і
сполучають її з гумовою грушею і манометром (ртутним або стрілочним). За
допомогою груші закачують в манжету повітря і одночасно стежать за
пульсом на артерії передпліччя (у ліктьового згину) і за свідченнями
манометра. Тиск повітря збільшують до тих пір, поки не зникне пульс,
тобто поки не буде повністю пережата артерія. Зміряний у цей момент тиск
повітря в манжеті відповідає тиску систоли. У 1905 році російський лікар
Н.С. Коротков удосконалив метод Рівароччи. Він запропонував
прослуховувати пульс фонендоскопом. Це дозволило вимірювати тиск не
тільки систоли, але і діастоли крові (тобто, відповідно, при скороченні
і розслабленні серцевого м'яза). Сучасні автоматичні цифрові тонометри
оснащені мініатюрним повітряним насосом і датчиком тиску в манжеті.
Гумова груша і фонендоскоп при вимірюванні тиску таким апаратом не
потрібні. Треба тільки надіти манжету і натиснути на кнопку апарату. Він
виконає весь цикл вимірювання і покаже цифрами на дисплеї величини тиску
систоли (верхнього), діастоли (нижнього) і пульсу. Випускаються навіть
тонометри, манжета яких надягає на зап'ясті або на палець, але вони,
хоча і зручніше, не дають такої ж точності вимірювання.

Відкриття Вільгельмом Рентгеном (1845-1923) Х-лучей, названих його
ім'ям, дало лікарям можливість "заглянути" всередину тіла людини, не
пошкодивши його. Рентгенівське обстеження дозволило побачити тіньове
зображення кісток і внутрішніх органів. Поява рентгенівського апарату
викликала до життя нову область медицини - рентгенологію, що вивчає
застосування рентгенівського випромінювання для дослідження будови і
функцій органів і систем організму людини. У неї увійшли
рентгенодіагностика - для встановлення діагнозу захворювання і
рентгенотерапія - для лікування. Почав широко застосовуватися такий
метод рентгенодіагностики як флюорографія: фотографування тіньового
зображення з екрану, що просвічує, на фотоплівку невеликих розмірів для
виявлення захворювань легенів при масових обстеженнях. При флюорографії
людина отримує значно меншу дозу опромінювання, чим при рентгеноскопії

носкопії
(огляді хворого під рентгенівськими променями) і при рентгенографії
(отриманні рентгенівських знімків).

З середини XX століття почали застосовувати електрокардіографію - метод
дослідження серцевого м'яза, заснований на реєстрації біоелектричних
потенціалів працюючого серця. Записана на рухомій паперовій стрічці або
фотоплівці приладу - електрокардіографа крива - електрокардіограма (ЕКГ)
використовується для діагностики захворювань серця.

Скороченню серцевого м'яза передує її збудження, під час якого міняються
физико-хімічні властивості м'язового волокна серця, - міокарду. Це
супроводиться появою електричного струму, який може бути зареєстрований.
Різні відділи серця (передсердя і шлуночки) скорочуються і
розслабляються послідовно в різний час. Тому біоелектричні явища,
обумовлені їх діяльністю, також реєструються послідовно.

У наш час електрокардіографія залишається одним з основних методів
дослідження серця і діагностики захворювань серцево-судинної системи.
Проте для грамотної розшифровки електрокардіограми необхідне знання
природи кардіографічною кривою, тому розшифровку слід проводити тільки
фахівцям з досвідом подібної роботи. Останніми роками знайшла
застосування комп'ютерна електрокардіографія, в якій розшифровка
електрокардіограми (ЕКГ) здійснюється комп'ютером.

Для постійного спостереження (так званого моніторингу) за станом
серцево-судинної системи випускаються добові монітори артеріального
тиску і ЕКГ.

Для дослідження біоелектричної активності головного мозку застосовується
електроенцефалографія: графічна реєстрація потенціалів головного мозку
приладом - електроенцефалографом. Записувана при цьому крива -
електроенцефалограма - використовується в дослідницьких і діагностичних
цілях.

Все більш широке застосування в медицині знаходить ультразвукова
діагностика - використання ультразвукових коливань для розпізнавання
захворювань мозку (ехоенцефалографія), серця (ехокардіографія),
дослідження плоду і так далі Така діагностика заснована на властивості
ультразвукових хвиль відбиватися від меж, що розділяють середовища. Це
дозволяє бачити контури внутрішніх органів і розрізняти утворення з
різною щільністю.

Ультразвукове дослідження (УЗІ) застосовується для діагностики
захворювань мозку, серця (ехокардіографія), дослідження плоду і так
далі.

Широко використовується УЗІ для діагностики хвороб органів черевної
порожнини, наприклад, жовчно-кам'яної хвороби. А визначення підлоги
майбутньої дитини за допомогою ультразвука стало буденною процедурою.
Апарати УЗІ є навіть на станціях московського метро.

"Заглянути" в такі внутрішні органи, як стравохід, шлунок, сечовий
міхур, бронхи дає можливість ендоскоп. Це оптичний прилад, який
вводиться всередину досліджуваного органу. Він є світлопроводом - тонкий
гнучкий пучок скляних волокон із спеціального оптичного скла. Цей
світлопровід освітлює внутрішню поверхню органу і передає його
зображення на екран телевізора або у фотокамеру.

В кінці 1960-х років почали використовувати томографію (від греч. tomos

ю (від греч. tomos
- скиба, шар і grapho - пишу), метод неруйнуючого пошарового дослідження
внутрішньої структури об'єкту, наприклад мозку. Воно здійснюється за
допомогою багатократного просвічування в різних пересічних напрямах,
число яких досягає 10-106 (так зване скануюче просвічування). По вигляду
випромінювання розрізняють електромагнітну томографію (рентгенівську,
гамма-томографію і магнітну або ядерний-магнітно-резонансну (ЯМР),
пучкову томографію (наприклад, протонну), а також ультразвукову і ін. За
допомогою томографії отримують зображення шарів товщиною до 2 мм.
Обробку сигналів здійснюють на комп'ютері: це так звана комп'ютерна
томографія. Томографія використовується в медичній діагностиці і інших
галузях науки і техніки. У медицині завдяки своїй високій точності
найбільше застосування отримала ядерно-магнітна томографія (ЯМР), що
використовує діапазон надвисоких частот. Проте комп'ютерна і
ядерно-магнітна томографія мають побічні ефекти і застосовуються строго
за свідченнями.

Ще один метод томографії - магнітно-резонансний. Він дозволяє сканувати
будь-яку частину тіла в потрібному напрямі. Основне завдання медиків при
постановці діагнозу - визначити місця ущільнень, розріджень, кров'яних
згустків в тканині. Магнітно-резонансна томографія дозволяє це зробити.
За її розробку Пів Лотербур (США) отримав Нобелівську премію по
фізіології і медицині в 2003 році. Після математичної обробки сигнали
від магнітно-резонансного томографа перетворюються на зображення на
екрані комп'ютера. Через декілька секунд лікар може побачити, як
виглядає хворий орган. Цей метод розробив другий нобелівський лауреат по
фізіології і медицині в 2003 році Пітер Менсфілд (Великобританія). За
допомогою магнітно-резонансної томографії можна з високою вірогідністю
діагностувати злоякісні пухлини, запальні процеси, кісти, інсульти,
розсіяний склероз, хворобу Альцгеймера, вивихи, переломи, зсув
міжхребцевих дисків.

За останні роки значно покращала техніка і скоротився час отримання
чіткого рентгенівського зображення. Цього вдалося досягти завдяки
використанню електронно-оптичних підсилювачів і високочутливих датчиків.
При комп'ютерній томографії випромінювач рухається навколо біологічного
об'єкту, формуючи безліч окремих рентгенограм. Отримані зображення
досліджуваної області організму поступають в комп'ютер, де піддаються
обробці. В результаті виходить комп'ютеризований зріз людського тіла з
чітким промальовуванням всіх деталей або стереоскопічне зображення
досліджуваної області.

До недавнього часу рентгенівські комп'ютерні томографи використовувалися
тільки для дослідження головного мозку. Це було пов'язано з великим
часом отримання томограм (4-6 мін) і з малим діаметром зони
томографування (24 см). Незначні природні рухи людини під час
дослідження (наприклад, дихання) приводили до значних перешкод у
формуванні зображення. У сучасних томографах час томографування
понижений до 1-3 з, а діаметр зони дослідження доведений до 70 див. Це
дозволило досліджувати будь-яку область людського тіла і звести до

область людського тіла і звести до
мінімуму перешкоди від мимовільних рухів пацієнта.

N

P

P

gd‘

Всі ці сучасні методи дозволили "заглянути" в організм людини, не
руйнуючи його. Для цього немає потреби чекати, поки "розтин покаже", як
мовилося в похмурому медичному жарті.

Тепер - про молекулярну медицину, епоха якої наступила на початку XXI
століття в результаті вражаючих успіхів, досягнутих генетикою і генною
інженерією.

Молекулярна медицина - це діагностика, лікування і профілактика
спадкових і неспадкових хвороб на генному рівні. Вона зможе виявити
генетичну схильність людини до різних хвороб, проводити лікування
спадкових і неспадкових захворювань на генному рівні. При цьому як
лікарський препарат виступатимуть гени. Генна терапія не тільки усуває
певні симптоми хвороби, але і коректує функції кліток і всього
організму. Її терапевтичний ефект може досягатися заміною "хворого" гена
на "здоровий", корекцією його структури і функції, частковим або повним
його придушенням.

Вдень народження реальної генної терапії може вважатися 14 вересня 1990
року. Цього дня було благополучно завершено лікування 4-річної дівчинки,
що народилася з рідкісним захворюванням - первинним імунодефіцитом.
Будь-яка дитяча хвороба могла убити її в перші місяці або роки життя.
Учені національного інституту здоров'я США забрали клітки імунної
системи дівчинки, ввели в них за допомогою вірусів нормальні людські
гени, які їй бракувало, і повернули їх в організм дитини. Незабаром цю
процедуру провели ще одній 9-річній дівчинці. У наступні два роки дітям
проводили таку процедуру ще 12 разів. І хоча вона не принесла дівчаткам
повного лікування, перебудовані клітки виживають і проводять необхідний
хворим бракуючий фермент.

Існує два способи введення генетичної інформації в організм хворого.

У першому з них, як у випадку з американськими дівчатками, клітки
витягують з організму, вводять в них необхідний ген і знову повертають.
Ці клітки для організму "свої", імунна система їх не відторгає, і вони
потім синтезують необхідний продукт, який не вистачало організму.

Інший спосіб - доставка генів прямо в організм. Найчастіше для доставки
використовують змінені і тому безпечні для організму віруси, до яких
"приклеюють" необхідні гени або їх фрагменти.

Ще один важливий принцип молекулярної медицини: будь-яке лікарське
лікування повинне підбиратися строго індивідуально, враховуючи
особливості генома даного хворого. Цим займається нова наука -
фармакогенетика.

В наші дні вже почалося практичне застосування молекулярної медицини.
Широко використовується молекулярна діагностика спадкових захворювань, у
тому числі і до народження (так звана пренатальна діагностика).
Проводиться визначення генів схильності до деяких поширених хвороб,
точна ідентифікація особи на основі аналізу особливостей структури її
генома. Цей метод був з успіхом застосований при генетичному аналізі
останків царської сім'ї. Використовується він і для визначення особи
загиблих в першій чеченській війні.

У геномі людини налічується декілька десятків тисяч різних генів. Зміни

омі людини налічується декілька десятків тисяч різних генів. Зміни
в деяких з них приводять до спадкових захворювань. Гени найбільш частих
і порівняно рідкісних спадкових прості і універсальні і тому широко
застосовуються в медицині. хвороб вже виявлені. Методи їх виявлення
достатньо

Виявлення генів спадкових хвороб на ранніх термінах вагітності (з 10-го
тижня) дозволяє запобігти народженню хворої дитини. Методи генної
терапії дають можливість лікувати різні генетичні патології в період
внутріутробного розвитку. Введений ген або генна конструкція запобігає
початку розвитку хвороби у плоду. Після такої терапії можна обійтися без
штучного переривання вагітності: дитина народжується здоровою.

Ще важливіше виявлення безсимптомних дорослих носіїв спадкових
захворювань - потенційних батьків. Лікарі зобов'язані попередити таких
людей про вірогідність народження у них хворих дітей.

Методи молекулярної діагностики дають можливість виявити не тільки гени
спадкових хвороб, але і гени схильності до того або іншого захворювання.

В майбутньому передбачається створити "генетичний паспорт" громадянина.
Він повинен містити інформацію про наявність в його геномі генів
спадкових хвороб і генів схильності до інших захворювань.

Окрім всіх цих технічних і біологічних засобів діагностики, до послуг
лікаря експертні системи, які на основі проведених досліджень
допомагають встановити правильний діагноз і призначити відповідне
лікування. У ці системи закладений весь попередній лікарський досвід.

Завдяки розвитку сучасних інформаційних технологій і, перш за все,
засобів зв'язку почався розвиток телемедицини (тобто "медицина на
відстані") - використання сучасних комп'ютерних засобів обробки і
передачі інформації між "центром" і "периферією" охорони здоров'я.

Вона дасть можливість лікарям навіть невеликих міст і населених пунктів
консультуватися у фахівців з медичних центрів Москви, Санкт-Петербурга,
Новосибірська, передавати історії хвороби з однієї клініки в іншу,
проводити всеросійські медичні телеконференції, курси підвищення
кваліфікації лікарів, що називається, "без відриву від виробництва".

Дільничний лікар не може однаково добре знатися на всіх хворобах. Його
завдання - швидко і точно визначити характер хвороби, надати необхідну
допомогу. У складніших випадках з'являється необхідність направити
хворого до вузького фахівця, наприклад окулістові, урологові або
гінекологові. А кваліфіковані вузькі фахівці, найчастіше, працюють в
лікарнях і інститутах великих міст.

Сенс телемедицини - в створенні федеральної інформаційної мережі,
об'єднуючої медичні установи (спеціалізовані академічні інститути,
клініки, лікарні, учбові медичні інститути і училища). Медичні установи
усередині кожного міста повинні з'єднуватися системами локального
зв'язку (оптоволоконними, телефонними, радіорелейними), а в різних
містах - міжміськими комунікаціями (в основному системами супутникового
зв'язку). Для цього необхідно розвивати засоби передачі, прийому і
відтворення інформації в самих медичних установах і об'єднувати їх

мих медичних установах і об'єднувати їх
внутрішньолікарняними мережами. Такі мережі дозволять передати
інформацію про хворих (рентгенівські знімки, результати аналізів,
електрокардіограми, дані комп'ютерної томографії, УЗІ) безпосередньо
кваліфікованому вузькому фахівцеві. І тоді у багатьох випадках
необхідність поїздки хворого до Москви, Санкт-Петербурга або іншого
крупного міста на консультацію відпаде.

Приходить на допомогу медицині і робототехніка. Вже виконано 35
унікальних операцій на серці за допомогою хірургічної роботизованої
системи. Одна з них проведена в Росії, в Науковому центрі
серцево-судинної хірургії ім. Бакульова.

У операційній хірург повинен відповідним чином покласти хворого,
підвести до нього робот, розмістити його, а далі операція проводиться
роботом по вказівках комп'ютера. Хірург голосом віддає команди
комп'ютеру, в який закладені певні програми, а він у свою чергу командує
роботом, що має набір інструментів: голкотримач, пінцет, ножиці і ін.
Інструменти зафіксовані в руках-утримувачах робота, що володіють високою
рухливістю. Робот маніпулює ними краще, ніж бригада з двох-трьох
хірургів. Він може працювати з самих незручних положень.

Роботизована система здатна продовжити професійну діяльність видатних
хірургів. Адже з віком знижується витривалість, пальці швидше
втомлюються і починають тремтіти, а знання і досвід залишаються.

За допомогою такої роботизованої системи в Науковому центрі імені
Бакульова вперше в медичній практиці було здійснено шунтування судин
серця, забитих атеросклерозними відкладеннями, на серці, що б'ється, без
використання апарату штучного кровообігу. При цьому було ушито 3 шунти.

Одін з хірургів розкриває грудну клітку хворого і готує уражені судини
до шунтування. Інші вирізують з вен на його ногах фрагменти судин для
шунтів. А потім хірург-оператор, дивлячись на монітор, через комп'ютер,
що віддає команди роботові, починає робити основну частину операції -
підшивати шунти. Робот сприймає тільки голосові команди
хірурга-оператора, не реагуючи на решту звуків в операційній. При цьому
робот докладає хірургові про свої дії. Коли робот закінчує підшивати
шунти, хірург закриває грудну клітку хворого і накладає шви. Операція
закінчена.

У Європі і США успішно проводять операції ендоскопічного (тобто без
розтину грудної клітки) шунтування судин серця за допомогою хірургічного
робота Da Vinci. При ендоскопічній операції досить виконати тільки
чотири отвори в грудній клітці діаметром 0,5 див. Хірург управляє
маніпуляторами робота, що вводяться через ці отвори. При цьому він
стежить за ними по монітору, сполученому з мініатюрною телевізійною
камерою, навіть не бачивши самого пацієнта. За допомогою робота Da Vinci
виконуються всі етапи операції. Після такої роботизованої операції
відновлення пацієнта відбувається за лічені дні. При ендоскопічних
операціях без розтину грудної клітки знижується вірогідність
післяопераційної інфекції.

Слід підкреслити, що робот не замінює хірурга, а тільки є помічником, що


полегшує його працю при проведенні операції.


© 2013 Alive-inter.net Про сайт Зворотній зв`язок Відмова від відповідальності