Современные медицинские технологии

Введение

 

Среди современных  медицинских технологий, находящихся  на страже здоровья человека ведущее  место принадлежит телемедицине. Главной задачей которой является реализация права человека на получение квалифицированной медицинской помощи в любом месте, в любое время.

Телемедицина - логическое развитие первых консультаций по телефону, существовавших в начале века и является перспективным направлением информатизации общества.

Телемедицину  можно рассматривать как систему, обеспечивающую рядовому пользователю доступ к современным медицинским  ресурсам, в том числе, международным. Рассматриваемая система представляет собой совокупность средств и комплексов, реализующих потенциал современных информационных и телекоммуникационных технологий в здравоохранении, а также соответствующее финансовое и правовое обеспечение.

В систему  входят:

медицинские организации с их профессиональными  и информационными, образовательными ресурсами, медицинскими диагностическими устройствами, базами данных, а также  пользователи системы и др.,

технические средства доступа в телекоммуникационные сети,

каналы связи  и сетевые средства,

датчики и  другие преобразователи медицинской  информации в цифровые электрические  сигналы для передачи по каналам  связи.

Области применения телемедицины:

диагностика и консультирование удаленных субъектов, включая как пациентов, так и  младший медперсонал;

дистанционное обучение студентов (преддипломное) и медперсонала (последипломное).

Задачи телемедицины:

Профилактическое  обслуживание населения.

Снижение  стоимости медицинских услуг.

Обслуживание  удаленных субъектов, устранение изоляции.

Повышение уровня обслуживания.

С введением  в России с 1991 г. государственного обязательного медицинского страхования проблемы повышения эффективности медицины заставили обратиться к вопросу более интенсивного развития телемедицинских систем. Однако разработка и внедрение телемедицины в России требует концентрации множества ресурсов.

В настоящее  время существует значительное отставания в развитии российских телемедицинских  систем, в том числе и потому, что в России на телемедицину тратится 3-4% валового дохода, а в США, например, 13-14%. С учетом бюджетов это несоизмеримые цифры (75 дол. и 3000 дол., соответственно, на человека). При этом следует отметить, что при реализации конкретных технологий телемедицины, конкретных телемедицинских проектов существует так называемая критическая масса финансовых средств, определяющих реализуемость проекта. Поэтому для России в области телемедицины важнейшим становится вопрос координации и концентрации ресурсов.

Следует отметить, что за рубежом для координации  развития телемедицины созданы общественные и правительственные организации. В Канаде для координации развития программы телемедицины создано Общество телемедицины, объединяющее клиницистов, преподавателей, производителей программно-вычислительных и телекоммуникационных средств, в США активно работает Ассоциация телемедицины (АТА), в Японии для координации работ по телемедицине создан директорат при Минздравоохранения.

Для объединения  финансовых ресурсов в России также  создаются акционерные общества, в частности, на базе Центрального института  травматологии и ортопедии и  Научно-исследовательского института  сердечно-сосудистой хирургии им. А.В. Вишневского создано ОАО "Телемедицина", создан Федеральный фонд "Телемедицина".

В последние  годы проводится много международных  конференций по телемедицине как  в России, так и за рубежом, на которых формулируются основные проблемы, связанные с глобальностью  задач, клинические требования к  телемедицинским системам и др.

 

Состояние научных исследований в области телемедицины

 

Существует  ряд факторов, обусловливающих развитие телемедицины:

возрастающая  подвижность населения (склонность к перемене мест),

сложность, уникальность и дороговизна многих новых методов  медицинского анализа,

сложность и  многообразие медицинских проблем, ведущих к появлению уникальных специалистов узкого профиля, уникального  оборудования,

стремительное развитие телекоммуникационных средств  и комплексов, обеспечивающих связь  с подвижными абонентами, в любом  месте Земли,

развитие  математических методов обработки  информации, позволяющих преобразовывать  информацию в удобную форму,

развитие  распределенных баз данных.

Задачи научных  исследований и разработок в области  телемедицины состоят в объединении  информационных и телекоммуникационных технологий таким образом, чтобы  в деятельности служб здравоохранения  можно было систематически использовать медицинские ресурсы, находящиеся  за пределами местной организации.

За рубежом  большой объем научных исследований в области телемедицины ведется  в рамках финансовой поддержки Правительств. В США финансирование телемедицинских проектов особенно значительно и осуществляется как из бюджетных средств Департамента здравоохранения США, так и из средств Минобороны США. При этом наиболее интенсивно результаты телемедицинских исследований внедряются в подразделениях Минобороны США. Один из авторов настоящего обзора имел возможность познакомиться в 1995 году с функционированием мобильной американской системы телемедицины на военной базе вблизи Вашингтона, использующей цифровые каналы спутниковой системы связи ИНМАРСАТ со скоростью передачи информации 64 кбит\с.

Значительные  результаты по телемедицине были получены по европейским научным программам RACE, ESPRIT, DELTA и др.

В 1970 г. в США были запущены исследовательские программы по телемедицине, в том числе программы по разработке сети для сельской местности, по сети для обслуживания резерваций, по использованию спутниковых технологий для предоставления телемедицинских услуг в удаленных регионах, и др.

При этом была продемонстрирована эффективность  применения телемедицины при решении  медицинских проблем в экстремальных  ситуациях, координации методов  лечения и др.

Среди научных  проектов последних лет можно  отметить:

Проект по высококачественной передаче видеоизображений и организации видеоконференций по IP сетям с использованием модемной связи на скоростях до 28,8 кбит\с  и по выделенным цифровым каналам  связи 56 кбит\с. Проект создания телемедицинской сети в КВ диапазоне волн для предоставления медицинских услуг на уровне тактического звена на низких скоростях передачи данных, а также в условиях электронной борьбы и радиопротиводействия при использовании помехоустойчивых широкополосных сигналов. Проверка системы передачи в реальном масштабе времени жизненно важных данных от пациентов, находящихся в машинах скорой помощи к центральному травматическому госпиталю в штате Мериленд по цифровым каналам сотовой системы связи.

Проект применения мультимедийных технологий для повышения  качества и эффективности телемедицинских  услуг с совместным использованием телекоммуникационных ресурсов ISDN и IP сетей.

Проект Mobile Telematics-Doctor-Kit и проект HERMES (Telematic HEalthcare-Remoteness and Mobility factors in common European Scenarios), выполняемые с 1996 г. университетами и госпиталями Германии и Англии, направленные на обеспечение мобильных телемедицинских услуг с использованием беспроводных средств телекоммуникаций.

Проект SWIFT, направленный на создание системы телемедицинских  услуг для пожилых людей на дому.

Проект ARGONAUTA, реализуемый в Аргентине и  Чили и направленный на оказание телемедицинских  услуг с использованием беспроводных средств связи в удаленных  районах.

Автоматические  переводчики медицинских терминов на 40 языков с использованием CD-ROM носителей.

Проект медицинского обслуживания пациентов на кораблях ВМС США с использованием коммерческих ИСЗ SATCOM, а также обеспечения телемедицинских  услуг в пределах группировки  кораблей.

Проект обеспечения  интерактивных видеоконференций и  электронной передачи изображений  между медицинскими учреждениями ВМС  США. Консультации по дерматологии, неврологии, ортопедии, кардиологии, офтальмологии и др.

Проект сотрудничества телемедицинской сети ВМС США  с образовательной сетью учебных  заведений и проект по диагностической  радиологии, хранению и передаче изображений.

Проект использования  ресурсов спутниковой сети ИМАРСАТ  для предоставления услуг подразделениям морской пехоты в боевой группе.

Проект "Deep Freeze", предполагающий осуществление услуг телемедицины для Антарктики в случаях проведения рискованных операций.

Проект по созданию системы медицинской диагностики, основанный на цифровой записи и обработке  радиологических изображений, обеспечивающий высокоскоростной обмен данными  по сетям Ethernet.

Проект по объединению телекоммуникационных и информационных ресурсов Тихоокеанского региона в интересах телемедицины.

Проект по разработке и внедрению телемедицинского терминального оборудования для  малых медицинских отделений.

Проект создания телемедицинской сети для Сухопутных войск США на базе медицинских  центров в Каролине, Техасе и др.

Проект телестоматологической  помощи для североамериканского  континента.

Проект организации  доступа по сети Интернет к графическим  файлам по медицинской тематике с  целью консультирования и обучения.

Проект телемедицинских  консультаций в глобальном масштабе с использованием ресурсов спутниковой  системы Инмарсат, телефонных сетей  общего пользования и др. В проекте телемедицинские услуги предоставлялись с территории США в Хорватии, Сомали, Македонии, Кувейте, Таити и др.

В рамках указанных  проектов разработана портативная  телевизионная система Medic-Cam, позволяющая  получать на поле боя консультации специалистов. Эта система включает цветную видеокамеру с 7 мм объективом и цветным монитором 17,8 мм. Изображение по оптической линии связи передается на наземную станцию спутниковой связи и оттуда в любую точку Земли. Срок беспрерывной работы на батареях составляет 8 час.

В России научные  исследования осуществляются при незначительном финансировании. Определенные успехи достигнуты в организациях бывшего военно-промышленного комплекса, как в части создания технических средств, так и разработки алгоритмов обработки информации, в организациях Минздрава и Миннауки, а также при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).

Начиная с 1965 г. появилось различие в направлениях развития информационных систем для медицины. В США в связи с развитием системы медицинского страхования и одобренной правительством программы MediCare стали интенсивно развиваться совместные системы информатизации и телекоммуникаций, что стало причиной появления термина телемедицина. В СССР существовала другая система медицинского обслуживания, и интенсивное развитие телемедицины не было актуальным в практической сфере здравоохранения. Однако с 1992 г. термин телемедицина стал наполняться содержанием и в России.

Экспертные системы

 

В Европе развитие информационных технологий используется для реализации задач телемедицины. Большинство лабораторного и радиологического оборудования компьютеризировано, обеспечивается концепция интеграции информационных систем, что позволяет повысить эффективность диагностирования и лечения. Источниками данных для телерадиологических систем являются компьютерная томография, УЗИ, магнитный резонанс, цифровая флюорография, компьютерная радиография. Государственные программы по телемедицине охватывают области создания баз данных (NUCLEUS-мультимедийное досье пациента, EMDIS-Европейская информационная система о донорах костного мозга, EPIC-Европейская модель лечения, FEST-база знаний для Европейских служб телемедицины), телекоммуникационной инфраструктуры (ISAAC-интегрированная телекоммуникационная система, SHINE-стратегическая информационная сеть здравоохранения Европы), содержательных программ обслуживания отдельных групп населения (пожилых, калек и др.) или отдельных ситуационных задач (катастрофы и пр).

С 1988 г. в Европе начались работы по программе AIM по внедрению современных средств информатики в медицину. Компания ATL представила экспертную систему HDI 5000, обеспечивающую обработку изображений со скоростью 14 млрд. операций в секунду с динамическим диапазоном 150 дБ, что позволяет наблюдать четкое цветное изображение кровотока. Система снабжена интеллектуальной адаптивной системой настройки, системой оптимизации параметров, обеспечивает трехмерное изображение сосудов.

В России существуют экспертные системы для ортопедии. Их успех определяется степенью точного понимания реальных медико-технических процессов. Система совмещена с мультимедийными устройствами.

Ряд интеллектуальных систем позволяют учитывать мнение врача (ДИАГЕН), реализуют механизм корректировки "весов" признаков, вводят коэффициенты "уверенности" и др. Такие системы обеспечивают варианты решений: "мягкое решение", "жесткий выбор", и др.

Опыт работы детской телемедицинской консультативной  системы в России с помощью  ЦНИИ "Центр" и кафедры детской хирургии Российского государственного медицинского университета способствовал повышению квалификации педиатров страны. Разработана экспертно-диагностическая система контроля за состоянием новорожденных, лекарственных препаратов, клинической диагностики, щитовидной железы, и др.

В практике медицины применяется технология имитационного  динамического моделирования для  диагностики, в частности, электровибростимуляции позвоночного столба человека.

Мультимедийные  технологии применяются при создании информационно-диагностических и обучающих систем. В ЦИТО им.Н. Н. Приорова при участии НТЦ "Новые медицинские технологии" мультимедийные системы работают при участии экспертов соответствующих специальностей. В системах используются ПК типа Pentium, SVGA монитор, 4 Мб ОЗУ, Windows 95.