Системы для проведения мониторинга в медицине кратко

Обновлено: 02.07.2024

Технология мониторинга. Уровни мониторинга состояния пациента

Прежде всего, представлялось необходимым сопоставить функциональные возможности нашей аппаратуры с материальными и кадровыми возможностями лечебных учреждений с тем, чтобы максимально полно использовать аппаратуру в практической работе. Иначе говоря, предстояло определить уровень мониторинга, соответствующий уровню лечебного учреждения.

I уровень мониторинга обеспечивается двумя моделями пульсоксиметров — ОП-31а и ОП-32а, различающимися только наличием в последней модели кривой, отражающей наполнение периферического сосудистого русла. Как показывает наш опыт, аппараты этого уровня надежно защищают больного, просты в эксплуатации, стабильны в работе, по своим функциональным возможностям не уступают зарубежным образцам, но дешевле импортных приборов.
Этот уровень мониторинга может удовлетворить потребности большинства ЛПУ III а уровня при проведении операций и послеоперационного наблюдения.

II уровень мониторинга обеспечивается аппаратом МПР-01, в котором помимо информации, отражающейся пульсоксиметром ОП-32а, регистрируется ЭКГ в одном отведении и температура на поверхности тела и в полостях больного. Использование этого аппарата несколько расширяет возможности мониторинга, в частности, позволяет регистрировать нарушения сердечного ритма и критические сдвиги в температурном режиме больного.

Два температурных датчика, расположенные в различных точках поверхности и полостей тела больного, позволяют мониторировать градиент температур поверхности тела и центральной нервной системы (расположение датчика в наружном слуховом проходе), внутри грудной клетки (расположение датчика в пищеводе), в брюшной полости (расположение датчика в прямой кишке).

III уровень мониторинга обеспечивается аппаратом МПР 5-02. Прибор позволяет дополнительно регистрировать неинвазивным способом систолическое, диастолическое и среднее артериальное давление, а также частоту дыхания. ЭКГ блок монитора предоставляет возможность анализировать 3 стандартных и 3 усиленных отведения. Этот прибор может обеспечить полноценный мониторинг основных параметров газообмена и гемодинамики как во время оперативного вмешательства, так и в отделениях со специализированными койками реанимации и интенсивной терапии.
Следовательно, этот уровень мониторинга целесообразно использовать в реанимационно-анестезиологических отделениях ЛПУ IV уровня.

Кроме того, капнограмма дыхательного цикла, помимо частоты дыхания, позволяет вовремя диагностировать такие синдромы, как гипер- и гиповентиляцию, апноэ, асистолию, тромбоэмболию легочной артерии, разгерметизацию дыхательного контура при ИВЛ, нарушение проходимости дыхательных путей, перегиб и транслокацию интубационной трубки в ротоглотку, пищевод и ряд других синдромов.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

МПКС – это диагностическое, лечебное, лабораторное оборудование, аппараты мониторинга и биотехнические устройства, которые с помощью компьютеров и специального программного обеспечения (ПО) могут собирать, обрабатывать, хранить информацию о текущем состоянии пациента, а в некоторых случаях – управлять его лечением, минимально вовлекая в этот процесс медицинский персонал.

Что входит в состав МПКС

Из названия становится ясно, что МПКС — это многокомпонентная система. В ее состав входят аппаратная часть, специальные программные продукты и медицинская составляющая. Каждый из этих компонентов решает определенные задачи.

Аппаратная часть – это приборы, которые непосредственно контактируют с телом больного или его биологическим материалом, и устройства для обработки информации (компьютер). В зависимости от целей применения они выполняют лечебную или исследовательскую функцию. Внутренние вычислительные элементы оборудования (микропроцессоры) также относятся к этой группе.

Программные продукты (ПО) обеспечивают работу аппаратных систем. Они задают алгоритмы или методики, по которым функционируют приборы, обрабатывают поступающую на них информацию, выводят ее в заданном формате для конечного пользователя – врача, хранят и записывают данные на внешний носитель.

Медицинская составляющая — это теоретическая основа для работы медтехники: методы лечения или исследования, их количественные и качественные параметры.

Возможности МПКС

В зависимости от заложенных в них функций, МПКС бывают клиническими и исследовательскими.

Клинические системы направлены на выполнение конкретного перечня задач по заложенной в них программе. Это очень удобно для потокового использования оборудования, когда выполнять необходимые манипуляции может медицинский персонал, не имеющий профильной квалификации: например, по сердечно-сосудистым заболеваниям.

Исследовательские системы обладают более полным набором инструментов. Они позволяют использовать разные методики обследования и комбинировать их, визуализировать результаты и выполнять объемное моделирование.

Работа с такими устройствами требует от специалиста высокого профессионального уровня и досконального знания предметной области. Интересно, что полученные наработки в использовании исследовательских систем могут быть запротоколированы в формате более простой инструкции и в дальнейшем применяться по определенному алгоритму, как в случае с клиническими системами.

Кроме того, МПКС могут быть специализированными, многофункциональными и комплексными. В первом случае система может выполнить только один тип исследования, например, энцефалограмму. Во втором случае – несколько процедур, имеющих общую методологию. Комплексная МПКС охватывает каждый аспект исследования в рамках одного медицинского случая.

Где применяются МПКС

В настоящее время приборно-компьютерные системы используются практически во всех отраслях медицины – кардиологии, неврологии, хирургии, пульмонологии и других. Устоявшаяся классификация выделяет пять прикладных направлений для применения МПКС:

Рассмотрим каждое из этих направлений более подробно.

МПКС в функциональной диагностике

Понятие функциональной диагностики включает в себя ряд методов исследований, которые в общем смысле сводятся к измерению электрической активности различных систем организма – фоновой или вызванной дополнительной стимуляцией. Наиболее распространенными примером функционального исследования является электрокардиограмма сердца (ЭКГ).

В случае ЭКГ аппаратная часть состоит из датчиков, усилителя, преобразователя сигнала, персонального компьютера (ПК) и периферийных устройств для связи между приборами.

Мониторные МПКС

Назначение мониторных МПКС – отслеживать заданные биологические показатели пациента в режиме реального времени, незамедлительно информировать медицинский персонал о критических изменениях в его состоянии, а в некоторых случаях – накапливать данные о заданном периоде наблюдения для последующего анализа этой информации лечащим врачом.

Мониторные МПКС можно условно разделить на несколько больших групп:

операционные – системы, используемые во время проведения операции. Они автоматически регистрируют основные показатели жизнедеятельности человека, находящегося под воздействием наркоза: пульс, давление, уровень насыщения кислородом и другие. Если во время операции пациент подключен к дополнительному оборудованию, например, к капельницам, аппарату искусственной вентиляции легких или водителям ритма, такое оборудование может быть интегрировано в операционную систему. Таким образом, вся необходимая информация о состоянии человека будет доступна к визуализации на одном устройстве
для наблюдения в палатах интенсивной терапии. Каждое место в палате оснащено персональным монитором, на который выводятся измеряемые данные пациента. Помимо отслеживания базовых параметров, здесь на постоянной основе может проводиться функциональная диагностика сердца, сосудов, головного мозга и других систем организма. Современный прикроватный монитор палат интенсивной терапии может отражать до 16 параметров по каждому больному.

Другой особенностью этой группы является наличие центральной мониторной станции, где собирается информация со всех сопряженных устройств. Обычно такая станция находится на дежурном медицинском посту. В критической ситуации происходит звуковое и световое оповещение. На главном дисплее указывается номер палаты и койки, где требуется неотложная помощь, а также подсвечивается параметр, который стал причиной тревожного сигнала — например, резкий скачок артериального давления, который может привести к гипертоническому кризу. Кроме непосредственно мониторинга, в случае с тяжелобольными пациентами ведется запись наблюдаемых параметров для последующего анализа динамики состояния больного лечащим врачом

системы, используемые во время оказания скорой медицинской помощи или выездной реанимации. Это полустационарные или переносные аппараты, которые находятся в распоряжении мобильных бригад. Они позволяют в кратчайшие сроки диагностировать наступление острых состояний пациента, например, сердечной недостаточности или инфаркта, и предотвратить неблагоприятный исход до поступления пациента в больницу
системы персонального мониторинга. Сюда относят приборы автономного дистанционного наблюдения диспансерных больных и пациентов, которые находятся на домашнем лечении. Например, переносной ЭКГ-аппарат Холтера, предназначенный для непрерывного наблюдения за активностью сердца пациента в течение суток и более.

МПКС для работы с медицинскими изображениями

Изображения, полученные в ходе врачебных исследований, представляют существенный пласт информационного массива в здравоохранении. Развитие компьютерных технологий и внедрение их в медицинскую сферу позволило не только улучшить сами методы исследования, но и повысило качество визуальных данных.

При работе с изображениями приборно-компьютерный комплекс отвечает за их получение, представление, хранение, а также регламентирует доступ к этим данным. Переход от аналоговых носителей информации к цифровым существенно расширил возможности обработки и детализации снимков. Поэтому наибольший интерес в работе МПКС вызывает второй этап – представление изображений. В нем выделяют четыре основные операции:

корректировка (обработка) исходного материала для улучшения его качественных характеристик или вычленения необходимых деталей
чтение изображения (анализ снимка)
воссоздание испорченных или некачественных файлов
моделирование объемных изображений (2D, 3D)

Ведущая роль здесь отводится не столько аппаратному комплексу, сколько специальному программному обеспечению. Именно оно позволяет проводить все технические манипуляции с файлами. Наиболее распространенные области применения указанных систем – ультразвуковая, магнитно-резонансная, эндоскопическая диагностика, рентгенология.

МПКС для лабораторной диагностики

Предметом лабораторных исследований является биологический материал человека, например, кровь, ликвор, частицы инфицированной ткани и другие. Один образец может быть протестирован множеством разных способов, в зависимости от того, какую информацию требуется получить врачу. Вид исследования определяет состав образца.

Приборно-компьютерный комплекс для лабораторных исследований решает две основные задачи:

сокращает объем ручного труда при выполнении самого анализа и сроки получения результата
оптимизирует организационный процесс и минимизирует ошибки человеческого фактора за счет внедрения лабораторных информационных систем (ЛИС)

Раньше каждый этап, от забора материала до выдачи заключения, выполнялся непосредственно врачом лабораторной диагностики. Теперь всю исследовательскую часть берут на себя специальные устройства – анализаторы, секвенаторы. Конечно, во многом это касается наиболее распространенных, базовых анализов, которые выявляют общее состояние организма. Там, где необходимо выполнить экспертную оценку материала, увидеть признаки атипии — например, при гистологических исследованиях — большинство манипуляций по-прежнему проводит специалист.

Компьютеризация лабораторного процесса существенно снижает риски неверной диагностики и сокращает издержки на повторные исследования. Можно в любой момент уточнить, где находится образец, увидеть перечень анализов, которые уже в работе, и тех, что находятся в режиме ожидания. Есть возможность настроить приоритет выполнения тестов, собрать статистику по трудовым и материальным затратам на разные типы анализов. Современные ЛИС поддерживают интеграцию лабораторного оборудования в профиль системы. Таким образом, снижается вероятность ошибок в данных пациента или назначениях, которые могут произойти при многократном ручном вводе информации.

Лечебные системы

Приборно-компьютерный комплекс может применяться не только в диагностической, но и в лечебной практике. Такой симбиоз называют системами управления лечением. Их назначение – поддерживать нормальную работу всего организма или его отдельных функциональных групп.

Системы управления лечением применяются в трех основных направлениях:

интенсивная терапия
биологическая обратная связь (БОС)
биологические системы компенсации жизненных функций и протезирование

Рассмотрим подробнее каждое из этих них.

Интенсивная терапия

В разрезе МПКС для интенсивной терапии выделяют два типа систем – программные и замкнутые.

Работа программных систем характеризуется меньшей автономностью от решений врача или медицинского персонала. Они направлены на осуществление заданного лечебного воздействия и не могут самостоятельно скорректировать его параметры. К таким системам относится оборудование для искусственной вентиляции легких (ИВЛ), гемодиализ, аппарат искусственного кровообращения (АИК) и другие.

Системы биологической обратной связи (БОС)

Системы биологической обратной связи (БОС) применяются в терапевтических и реабилитационных целях. Здесь пациент сам становится средством воздействия на свое тело, а аппаратный комплекс позволяет установить или усилить необходимые связи между рецепторами. Примером таких систем являются сенсорные беговые дорожки с обратной связью для восстановления двигательной функции. В качестве предмета стимуляции выступают основные чувства – зрение, осязание, слух. Также могут быть задействованы когнитивные функции.

Аппаратная часть лечебных МПКС включает в себя следующие блоки:

генератор воздействия – отвечает за воспроизведение лечебного сигнала (например, теплового излучения)
периферийные устройства – передают сигнал на тело пациента
устройство управления – позволяет регулировать параметры работы сигнала (время, частоту, мощность и другие)
устройство контроля за состоянием пациента – собирает и отображает наблюдаемые физиологические параметры во время процедуры
устройство обработки и вычислений (компьютер) – сопоставляет протокол процедуры с заданными параметрами лечения и корректирует степень воздействия

Биологические системы компенсации жизненных функций и протезирование

Еще одним направлением для применения МПКС в лечебных целях является замена неработающих или неверно работающих систем организма на искусственные устройства, воспроизводящие их функции. Существует два основных типа таких устройств – для временной компенсации работы внутренних органов и постоянные внешние протезы с сохранением функции управления.

Первый тип применяется при проведении операций или на то время, когда пациент находится в листе ожидания на получение донорских органов.

Биологически управляемые протезы применяются тогда, когда есть сохранившиеся нервные волокна, которые могут провести побуждающий сигнал от мозга к конечности. Биопротез оснащен преобразователем, который переводит биоэлектрический сигнал от нервных окончаний в сигнал управления, и специальными датчиками, которые считывают внешний сигнал — например, от прикосновения к поверхности стола — проводят его обратно. Но чаще всего в устройстве реализована только функция управления, без обратной связи.

Открытие новых методов исследования сильно продвинуло медицину вперед. С помощью рентгена и ультразвука врачи получили возможность увидеть пациента изнутри без инвазивного вмешательства. Развитие компьютерных технологий и внедрение их в лечебную практику повысило качество диагностики. На смену оптике пришла электроника, а с ней – многократное разрешение приборов, их автономная и дистанционная работа, а также возможность детальной обработки результатов обследования.

Сложно представить, какими возможностями будут обладать компьютерные системы нового поколения, но совершенно ясно, что их интеграция в лечебный процесс приведет к новым прорывам в медицине. И то, что сейчас кажется неосуществимым или невозможным, станет нашей повседневной реальностью.

Эффективность современных медицинских технологий тесно связана с совершенствованием методов и инструментальных средств объективного контроля состояния пациентов в процессе лечения.

В медицине критических состояний проблема непрерывного слежения за диагностической информацией занимает особое место, так как контроль текущего состояния пациента может играть жизненно важную роль.

Построение инструментальных средств диагностики состояния пациентов основано на регистрации биологических сигналов и их последующей обработке с целью определения показателей, характеризующих работу важнейших систем организма.

Биологические сигналы представляют собой разнообразные по характеру (электрические, механические, химические, и др.) проявления деятельности физиологических систем организма. Определение параметров и характеристик биологических сигналов и их оценка дополняют клиническую картину заболевания объективной диагностической информацией, позволяющей прогнозировать дальнейшее состояние пациента.

Развитие техники, появление электроники и микроэлектроники привели к созданию высокочувствительных методов регистрации биологических сигналов и эффективных средств их обработки для получения диагностической информации.

Один из основных диагностических методов медицины критических состояний, связанных с применением технических средств, — это клинический мониторинг, дающий возможность врачу следить за изменением во времени физиологических показателей организма. Непрерывный контроль текущих значений физиологических показателей позволяет выявлять тенденции их изменения, определять отклонения показателей от нормы с целью предупреждения опасностей и осложнений, возникающих в процессе лечения.

Методы исследования физиологических процессов, применяемые при использовании аппаратуры клинического мониторинга, должны обеспечивать непрерывность регистрации биологических сигналов в реальном масштабе времени в сочетании с высокой диагностической ценностью показателей, получаемых в результате обработки сигналов.

Для медицины критических состояний главную роль играет слежение за жизненно важными биологическими сигналами, позволяющими определить показатели сердечно-сосудистой системы, ЦНС, функции внешнего дыхания.

Этим требованиям удовлетворяет ряд методов исследования физиологических систем организма, широко используемых в медицине для получения физиологической информации с помощью аппаратуры функциональной диагностики. Одним из таких методов является электрокардиография — метод исследования электрической активности сердца, осуществляемый с помощью регистрации биопотенциалов сердца на поверхности тела в стандартных точках (отведениях). При регистрации биопотенциалов сердца формируется запись изменений во времени электрической активности сердца — электрокардиограмма (ЭКГ), контурный анализ которой позволяет проводить диагностику целого ряда заболеваний и болезненных состояний. Электрокардиография используется для визуального наблюдения ЭКГ с целью диагностики возникающих нарушений, а также слежения за показателями вариабельности сердечного ритма, отражающими состояние регуляторных процессов в организме.

Развитие средств регистрации и методов обработки биологических сигналов, а также широкое использование микропроцессорной техники послужило объединению отдельных приборов измерения и контроля физиологических параметров в мониторные системы, позволяющие вести комплексную оценку состояния пациента.

Рис. 5.1. Структурное построение клинического монитора:

I — датчики физиологических параметров;

2 - блок первичной обработки данных; 3 - блок анализа информации;

4 - регистратор; 5 - дисплей; 6 - память

В клинических мониторных системах осуществляются сбор физиологических данных, анализ полученной информации, определение диагностических показателей и представление результатов в удобном для диагностических целей виде (рис.5.1).

Сбор данных в мониторных системах основан на регистрации биологических сигналов, определении их параметров, отражающих протекание физиологических процессов в организме, преобразовании полученных физиологических параметров в цифровую форму для дальнейшей обработки и анализа средствами вычислительной техники.

Физиологические параметры могут быть измерены при регистрации непосредственно как измеряемые физические величины (например, температура, давление, биоэлектрические потенциалы), либо как величины, характеризующие взаимодействие физиологических процессов организма с физическими полями (например, как величина ослабления прошедших через исследуемые ткани оптического излучения, ультразвука, электромагнитных волн).

Для регистрации и измерения физиологических параметров служат датчики, содержащие чувствительные элементы, преобразующие биологический сигнал исследуемого физиологического процесса в электрический сигнал.

Первичная обработка электрических сигналов датчиков (например, усиление сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование), измерение амплитудно-временных характеристик сигналов, позволяют в ряде случаев получить показатели, имеющие диагностическую ценность.

На основе слежения за изменением интегрального показателя состояния строятся простые и наглядные способы отображения информации. Например, в одной из таких систем на дисплей наблюдения за состоянием больных в палатах выводится план отделения с расположением палат и размещением в них пациентов. Каждое место в палате отображается на плане в виде цветной пиктограммы. Изменение цвета пиктограммы от зеленого к красному соответствует изменению показателя состояния пациента от нормы к “тревоге” и легко распознается медицинским персоналом, ведущим круглосуточное наблюдение.

В последние годы мониторные системы преобразуются в клинические информационные системы, обладающие широкими возможностями по использованию баз медицинских данных.

В таких системах реализуется концепция “гибкого” мониторинга, основанная на использовании технологии компьютерных локальных сетей. Каждый мониторный прибор, осуществляющий контроль за состоянием пациента или управляющий его состоянием, имеет “сетевую карточку” — устройство, с помощью которого выходные данные приборов приводятся к единому стандартному виду для осуществления обмена данными в компьютерной сети клиники. Прикроватные мониторы, пульсоксиметры, инфузионные дозаторы, наркозно-дыхательная и другая аппаратура связываются с центральным компьютером - “рабочей станцией”.

Положительным в использовании компьютерных сетей в медицинских учреждениях является и то, что соединение всех приборов осуществляется с помощью дешевого телефонного кабеля, а это существенно снижает стоимость оборудования клиники средствами мониторинга.

“Рабочая станция” становится общим коллектором данных, поступающих со всех мониторных приборов. Данные о жизненно важных физиологических показателях и параметрах передаются от рабочей станции на многодисплейные мониторы поста наблюдения за состоянием пациентов. Рабочая станция связывается с базой данных, являющейся ядром клинической информационной системы, что позволяет заносить данные пациента в “электронную” историю болезни, которая при необходимости записывается на пластиковую карточку, хранящуюся у пациента, или может быть распечатана в привычном для врача виде. Компьютерная сеть охватывает все источники информации клиники: приемное отделение, клинические лаборатории, кабинеты функциональной диагностики, получения медицинских изображений и др. Это позволяет концентрировать на рабочей станции все данные, относящиеся к пациенту.

Локальная сеть системы имеет выход в сеть телемедицины, которая, в свою очередь, дает возможность проводить консультации с ведущими специалистами других клиник. Терминалы системы могут быть установлены на любом рабочем месте врача, предоставляя ему всю необходимую информацию о пациенте. Имеется возможность пользования базами знаний, предоставляющими обширный справочно-информационный материал, а также стандартные программные приложения, позволяющие вести обработку медицинских данных.

Таким образом, современные системы клинического мониторинга осуществляют не только многопараметровый контроль за состоянием пациента, но и подсказывают решения по диагностике, выбору оптимальной тактики лечения и даже проведению неотложной интенсивной терапии.

Ценность использования систем мониторинга в клинической практике определяется следующими факторами:

• высокой точностью и объективностью получаемой диагностической информации;

• слежением за изменениями жизненно важных показателей организма в реальном масштабе времени, определяемым высоким быстродействием обработки физиологической информации;

• возможностью одновременной обработки изменений нескольких
физиологических параметров и установлением связи между ними;

• ранним выявлением признаков нарушения управления в системах
организма;

• наблюдением за изменениями диагностических показателей, являющихся производными от текущих значений физиологических параметров (например, слежение за изменением периферического сопротивления, сердечного выброса, индексов активности вегетативной регуляции и т. п.).

Перечисленные факторы делают методы и средства клинического мониторинга незаменимыми для эффективного ведения больных, находящихся в критических состояниях.

Мониторинг параметров АД может быть реализован путем использования косвенных методов измерения параметров давления крови с помощью окклюзионной манжетки. Наибольшее распространение в клинической практике получило измерение АД в плечевой артерии, при котором окклюзионная манжетка охватывает соответствующий участок правой или левой руки пациента. Увеличение давления воздуха в манжетке (компрессия) приводит к изменению артериального кровотока под манжеткой, а также в дистальном участке конечности. Если давление воздуха в манжетке превысит значение диастолическо-го давления крови, артериальный кровоток в руке дистальнее манжетки изменяет свои параметры.

Аускультативный метод измерения параметров АД или метод Н.С. Короткова (1905) основан на анализе характерных звуков, так называемых тонов Н.С. Короткова (далее тонов), регистрируемых в простейшем варианте с помощью фонендоскопа на дистальном отрезке артерии, непосредственно у нижнего края окклюзионной манжетки при определенном давлении воздуха в манжетке, регистрируемом манометром.

По методу Н.С. Короткова, первоначально при измерении АД давление в манжетке, охватывающей сосуд, увеличивают до полного прекращения кровотока (артериального пульса) в дистальной части руки. Затем включают плавную декомпрессию (стравливание воздуха из манжетки). В момент открытия артерии кровотоку начинают прослушиваться первые тоны. В этот же момент давление крови на вершине артериальной пульсации становится чуть больше давления воздуха в манжетке и артерия на короткое время “открывается”, порождая звуковые колебания. Давление в манжетке, отсчитываемое по показаниям манометра и соответствующее появлению первых тонов, принимается за систолическое АД. Происхождение регистрируемых тонов можно объяснить турбулентным движением крови по сжатому сосуду, а также неустойчивым поведением стенок после “открытия” сжатой артерии, приводящим к звуковым колебаниям характерного спектрального состава.

При дальнейшей плавной декомпрессии (около 3 мм рт. ст. на один удар пульса) характер звуковых тонов изменяется: они становятся глуше (их частотный спектр сдвигается в сторону более низких частот) и затем исчезают. Считается, что момент приглушения или исчезновение тонов соответствует равенству давления воздуха в манжетке и минимальному динамическому давлению крови, т. е. диастолической величине АД.

Следует отметить, что спектр сосудистых тонов расположен в более высокочастотной области, чем звуковые колебания, регистрируемые при анализе артериальных пульсаций давления. Поэтому выделение тонов можно осуществить автоматически путем частотной фильтрации сигналов микрофонного датчика, расположенного под манжеткой.

Метод Н.С. Короткова получил широкое распространение в клинической практике и используется при построении мониторов АД. Считается, что этот метод дает погрешность не более 2. 3 мм рт. ст. Измерение давления в манжетке осуществляется с помощью тензометрического или емкостного датчиков давления. Для обнаружения тонов Н.С. Короткова используются миниатюрные пьезомикрофоны, работающие в полосе частот 10. 801 Гц. Для снижения погрешностей измерений, обусловленных близостью спектров тонов и звуков артериальных пульсаций, попадающих в микрофон, а также для ослабления артефактов движения в мониторах АД используется дифференциальный метод выделения тонов. В нижней части окклюзионной манжетки устанавливается микрофон, состоящий из двух чувствительных элементов А и Б (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Дифференциальный датчик тонов Н.С. Короткова

При снижении давления в манжетке до систолического значения, ниже манжетки регистрируются пульсации давления и тоны. Акустические характеристики манжетки таковы, что она плохо передает высокочастотные тоны, поэтому сигналы, регистрируемые микрофоном по каналам А и Б, будут различаться. По каналу А регистрируется весь спектр колебаний, в который входят пульсации давления, тоны, артефакты движения. По каналу Б регистрируются сигналы в диапазоне 0,5. 5 Гц, в который попадают только пульсации давления и артефакты движения.

21. Мехатронное устройство для определения упруго-диссипативных свойств кожи.

Для количественного описания физических свойств биологических тканей могут использоваться параметры, характеризующие упругие и диссипативные свойства исследуемой поверхности. Для определения свойств биологических тканей широкое применение получили устройства вибрационного типа, основанные на анализе особенностей изменения динамики поведения контактного элемента (индентора) в результате различного рода вибрационного взаимодействия с кожной поверхностью

Схема устройства для определения упруго-диссипативных свойств биологических тканей представлена на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Схема устройства для определения механических свойств биологических тканей

Устройство состоит из корпуса 1, в котором консольно закреплена упругая направляющая 2 индентора 3, которая используется для запасания энергии, используемой для удара и для поджатия индентора, гарантирующего безотрывной режим колебаний контактного элемента с кожным покровом 10. На конце направляющей 2 установлены: индентор 3, датчик перемещения (используется датчик магнитного поля на эффекте Холла) 4, упор-ограничитель 5. В корпусе 1 крепятся постоянный магнит 6, спусковой электромагнит 7, винт регулировки чувствительности 8. Регулировка чувствительности необходима для проведения измерений у людей различного возраста и пола. Датчик перемещения 4 через блок аналого-цифрового цифроаналогового преобразователя подключен к ЭВМ 9.

Принцип работы заключен в следующем. На пусковой электромагнит подается электрическое напряжение, в результате чего индентор с датчиком притягивается в крайнее верхнее положение, регулируемое винтом 8. При этом упругая направляющая 2 изгибается, далее подается сигнал на выключение пускового электромагнита. Вследствие деформации направляющей индентор ударяет по тестируемому участку кожной поверхности, происходит совместное движение исследуемого участка кожи и индентора. Колебательный процесс индентора регистрируется датчиком Холла, сигнал с которого регистрируется в виде зависимости напряжения от времени. Для получения среднего результата измерений процесс удара и считывания данных повторяется определенное число раз. Этот способ позволяет исключить случайные погрешности измерений. Колебания напряжения, поступающего с датчика, считаются пропорциональными датчика Холла. По полученным данным с помощью специально разработанного алгоритма можно найти параметры, характеризующие упругие и диссипативные свойства исследуемой поверхности. Представленный прибор является мобильным устройством, что позволяет уменьшить время процедуры, а также значительно облегчить диагностику для пациента и оператора.

Задача оперативной оценки состояния пациента возникает в ряде весьма важных практических направлений в медицине и в первую очередь при непрерывном наблюдении за больным в палатах интенсивной терапии, операционных и послеоперационных отделениях.

В этом случае требуется на основании длительного и непрерывного анализа большого объема данных, характеризующих состояние физиологических систем организма обеспечить не только оперативную диагностику осложнений при лечении, но и прогнозирование состояние пациента, а также определить оптимальную коррекцию возникающих нарушений. Для решения этой задачи предназначены мониторные МПКС. К числу наиболее часто используемых при мониторинге параметров относятся: электрокардиограмма, давление крови в различных точках, частота дыхания, температурная кривая, содержание газов крови, минутный объем кровообращения, содержание газов в выдыхаемом воздухе. Аппаратное обеспечение мониторных систем и аналогичных систем для функциональной диагностики принципиально практически не отличается. Важной особенностью мониторных систем является наличие средств экспресс-анализа и визуализации их результатов в режиме реального времени. Это позволяет отображать на экране монитора также динамику различных производных от контролируемых величин. Все это осуществляется в различных временных масштабах. Причем чем выше качество системы, тем больше возможностей наблюдения динамики контролируемых и связанных с ними показателей она предоставляет. Чаще всего мониторные системы используются для одновременного слежения за состоянием от одного до 6 больных, причем у каждого из них может изучаться до 16 основных физиологических параметров.

Системы управления лечебным процессом

К системам управления процессами лечения и реабилитации относятся автоматизированные системы интенсивной терапии, биологической обратной связи, а также протезы и искусственные органы, создаваемые на основе микропроцессорной технологии. В системах управления лечебным процессом на первое место выходят задачи точного дозирования количественных параметров работы, стабильного удержания их заданных значений в условиях изменчивости физиологических характеристик организма пациента. Под автоматизированными системами интенсивной терапии понимают системы, предназначенные для управления состоянием организма в лечебных целях, а также для его нормализации, восстановления естественных функций органов и физиологических систем больного человека, поддержания их в пределах нормы. По реализуемой в них структурной конфигурации системы интенсивной терапии разделяют на два класса – системы программного управления и замкнутые управляющие системы.

К системам программного управления относятся системы для осуществления лечебных воздействий. Например, различная физиотерапевтическая аппаратура, оснащенная средствами вычислительной техники, устройства для вливаний лекарственных препаратов, аппаратура для искусственной вентиляции легких и ингаляционного наркоза, аппараты искусственного кровообращения и т. д.

Замкнутые системы интенсивной терапии структурно являются более сложными МПКС, так как они объединяют в себе задачи мониторинга, оценки состояния больного и выработки управляющих лечебных воздействий. Поэтому на практике замкнутые системы интенсивной терапии создаются только для очень частных, строго фиксированных задач.

Системы биологической обратной связи предназначены для предоставления пациенту текущей информации о функционировании его внутренних органов и систем, что позволяет путем сознательного волевого воздействия пациента достигать терапевтического эффекта при определенном виде патологий.

Системы протезирования и искусственные органы

Системы протезирования и искусственные органы предназначены для замещения отсутствующих или коррекции неудовлетворительно функционирующих органов и систем организма человека. По существу протезы – это носимые (имплантируемые) системы интенсивной терапии. К числу наиболее широко распространенных систем протезирования относятся микропроцессорные водители сердечного ритма, имплантируемые дозаторы инсулина, элекромиостимуляторы и т. п.

Пути развития медицинских информационных технологий

Медицинские информационные технологии включают в себя средства воздействия на организм внешними информационными факторами, описание способов и методов их применения и процесс обучения навыкам практической деятельности. Соответственно дальнейшее развитие этих технологий требует рассмотрения и решения следующих практических вопросов. На первом месте стоит насущный вопрос о необходимости широкого внедрения в клиническую практику апробированных средств и методов информационного воздействия, отвечающих таким требованиям, как безопасность и простота их использования, высокая терапевтическая эффективность их применения. Следующим актуальным вопросом является стимулирование и поощрение разработки и создания новых средств и методов воздействия на организм человека, соответствующих принципам и постулатам информационной медицины. Дальнейшее развитие и совершенствование данной области медицины связано с оптимизацией средств и методов обратной биологической связи при информационном воздействии, адекватных изменениям в организме в соответствии с принципами и постулатами информационной медицины.

Один из главных путей решения ряда медицинских, социальных и экономических проблем в настоящее время представляет информатизация работы медицинского персонала. К этим проблемам относиться поиска действенных инструментов, способных обеспечить повышение трех важнейших показателей здравоохранения: качества лечения, уровня безопасности пациентов, экономической эффективности медицинской помощи. Базовым звеном информатизации является использование в больницах современных клинических информационных систем, снабженных механизмами поддержки принятия решений. Однако эти системы не получили широкого распространения, так как пока не разработаны научные и методологические подходы к созданию клинических информационных систем.

Телемедицина — это дистанционное предоставление медицинских услуг (например, мониторинг состояния пациента и консультации) и взаимодействие медицинских работников между собой с помощью телекоммуникационных технологий.

Кому нужна телемедицина?

С развитием телемедицины человек экономит время и силы, потому что может пообщаться со специалистом онлайн. Это актуально для жителей мегаполисов, у которых часто не хватает времени следить за своим здоровьем и сидеть в очередях. Но телемедицинские технологии — это еще и выход для людей, живущих в сельской местности, потому что, как правило, высококвалифицированные врачи работают в городах.

Какие виды телемедицинских услуг существуют?

Телемедицинские технологии позволяют врачам и пациентам общаться в режиме реального времени. Сеансы могут проводиться где угодно. Пациент и специалист созваниваются с помощью специализированных систем видеоконференцсвязи. При этом они могут не только видеть и слышать друг друга, но и обмениваться текстовыми и графическими данными. К примеру, пациент может увидеть свой рентгеновский снимок.

Удаленный мониторинг состояния пациента — второй по популярности вид телемедицины. Часто он необходим для наблюдения за пожилыми людьми, которые не в состоянии дойти до ближайшей поликлиники или не могут сами о себе заботиться. Сервис также напоминает о приеме лекарств.

Кроме того, удаленный мониторинг нужен для контроля здоровья пациентов, которым необходимы регулярные обследования, а также состояния работников опасных производств.

Все это делается с помощью интернета вещей (IoT) и анализа больших данных (Big Data). Специальные датчики вроде фитнес-трекеров, которые носят многие из нас, анализируют показатели здоровья (уровень сахара в крови, кровяное давление и т.д.) и передают полученные данные в специальное хранилище. Там их вновь анализируют, и в случае потенциальной опасности пациенту и его лечащему врачу подается тревожный сигнал.

С помощью телемедицинских технологий врачи могут экстренно консультироваться друг с другом. При серьезных случаях медикам иногда самим нужна помощь более квалифицированного специалиста. Если такого нет рядом (например, если речь идет о сельских больницах), то единственный выход — это видеозвонок опытному коллеге. Врачи также могут пересылать данные о пациенте друг другу, чтобы ознакомиться с его историей болезни.

Прямые трансляции хирургических операций, во время которых врачи могут задать интересующие их вопросы и дистанционное обучение медиков (конференции и лекции в режиме онлайн) также относятся к телемедицине.

Наиболее популярные направления телемедицины

Семейная медицина;
Женское здоровье/гинекология;
Ментальное здоровье/психотерапия;
Дерматология;
Детская медицина/педиатрия;
Офтальмология и оптометрия;
Лечение диабета;
Мужское здоровье/андрология;
Физическая и трудотерапия;
Телекардиология.

Кардиология;
Гинекология;
Неврология;
Гастроэнтерология;
Общая терапия;
Педиатрия;
Лечение аллергии.

Во многих странах на Западе врачи могут удаленно ставить диагнозы без очного приема. В России это пока незаконно, однако в конце марта 2020 года депутаты подготовили поправки в закон о телемедицине, согласно которым врачи смогут назначать лечение и ставить диагнозы дистанционно. По состоянию на январь 2021 года поправки так и не приняты [1]: против них высказался Минздрав.

Средства проведения консультаций

Мобильные приложения;
Видеоконференцсвязь;
Технологии виртуальной и дополненной реальности;
Носимые гаджеты, которые могут отправлять врачу данные о температуре, давлении, пульсе, двигательной активности пациента.

Reports and Data прогнозирует, что мировой рынок мобильных приложений для контроля за здоровьем вырастет до $312 млрд к 2027 году [3]. Доля России на нем составляет лишь 3%, но в ближайшие годы может вырасти до 30-50% [4]. Функционал приложений, как правило, включает: уточнение диагноза, диагностику по селфи или снимкам кожи, онлайн-консультацию.

Самые популярные приложения для телемедицины в России, по данным Роскачества [5]:

Читайте также: