Застосування комп'ютерів в медицині

Реферат по інформатики виконала студентка 25-й групи Баранцева Світлана

Белгородское медичне училище ЮВЖД

р. Білгород

2001

1. Введення

У наш час комп'ютер є невід'ємною частиною нашого життя і тому застосовується в різних галузях народного господарства і, зокрема, в медицині.

Слово «Комп'ютер» - означає обчислення, тобто пристрій для обчислень. При створення комп'ютерів у 1945 р. знаменитий математик Джон Фон Нейман писав, що комп'ютер це універсальний пристрій для обробки інформації. Перші комп'ютери мали великі розміри і тому використовувалися в спеціальних умовах. З розвитком техніки і електроніки комп'ютери зменшилися до малогабаритних розмірів, вміщується на звичайному письмовому столі, що дозволяє використовувати їх в різних умовах (кабінет, автомобіль, дипломат і т. д.).

Сучасний комп'ютер складається з трьох основних частин: системного блоку, монітора і клавіатури і додаткових пристосувань - мишки принтера і т. д. Але по суті всі ці частини комп'ютера є «набором електронних схем».

Комп'ютер сам по собі не має знання в жодній області застосування. Всі ці знання зосереджені у виконуваних на комп'ютері програми. Це аналогічно тому, що для відтворення музики не досить одного магнітофона - потрібно мати касети з записами, лазерні диски. Для того, щоб комп'ютер міг здійснювати певні дії, необхідно скласти для нього програму, тобто точну і детальну послідовність інструкцій, зрозумілою комп'ютера мовою, як треба обробляти інформацію. Змінюючи програми для комп'ютера, можна перетворювати його на робоче місце бухгалтера, конструктора, лікаря і т.д.

Медицина на сучасному етапі з-за великої кількості інформації потребує застосування комп'ютерів: у лабораторії при підрахунку формули крові, при ультразвукових дослідженнях, на комп'ютерному томографі, в електрокардіографії і т. д.

Застосування комп'ютерів та комп'ютерних технологій у медицині можна розглянути на прикладі однієї з міських лікарень м. Білгорода.

Робоче місце секретаря - тут комп'ютер використовується для друку важливих документів і зберіганні їх у пам'яті (річні звіти, заявки, накази); в бухгалтерії лікарні за допомогою комп'ютерів нараховується заробітна плата; в адміністрації проводиться облік інвентарного обладнання; в приймальному відділенні здійснюється облік надходять хворих та їх реєстрація за відділенням; за допомогою комп'ютерної внутрішньолікарняної мережі проводиться облік, зберігання і витрата медикаментів за лікарні; у лікарів з'явилася можливість за допомогою Інтернету користуватися сучасною літературою. Комп'ютерні технології часто використовуються в електрокардіографії, рентгенології, ендоскопії, ультразвукових дослідженнях, лабораторії.

Подітожівая вищесказане можна зробити висновок, що використання комп'ютерів в медицині безмежно.

2. «Акусон» - Технологія XXI століття.

На рубежі XXI століття компанія створила принципово новий спосіб отримання ультразвукової інформації - Технологію когерентного Формування Зображень. Ця технологія рекомендована в платформі «Секвойя» і використовує 512 (Sequoiy 512) або 256 (Sequoiy 256) електронних приймально-передавальних каналів, принцип формування множинних променів, а також збір, кодування і обробку інформації як про амплітуду, так і про фазу відбитого сигналу. Існуючі системи, що працюють за принципом побудови зображення «за променем», не використовують інформацію про фазу відбитого луни, тобто забезпечують лише половину інформаційної ємності сигналу. Тільки з появою технології Sequoiy ™ стало можливим отримати ультразвукові зображення, засновані на використанні ультразвукової повної інформації про об'єкт, що міститься не тільки в амплітуді, але й у фазі ультразвукового луни. Абсолютна перевага даного типу дослідження вже не викликає сумніву, особливо при скануванні пацієнтів з надмірною вагою. Тепер стало можливим використовувати другу гармоніку без введення контрастних препаратів і не тільки в кардіології, а й у загальної візуалізації та в судинних застосуваннях. При цьому використовуються всі режими сканування.

Новими розробками компанії є також датчики з розширеним діапазоном сканування. В даний час доступний для сканування став кордон від 1 до 15 МГц. Таким чином, глибина проникнення ультразвуку досягає вже 36 см, а використовуючи технологію множинних гармонік в одному датчику, можна домогтися прекрасної якості зображення на будь-якій глибині, аж до оцінки ультраструктури шарів шкіри.

Дуже важливим представляється створення цифрової ультразвукової лабораторії. Це дозволяє управляти потоками інформації, передавати її по локальних мережах, зберігати і обробляти. Проводиться запис на змінний магнітно-оптичний диск, як в статичному форматі, так і в режимі довільно обраного по тривалості кліпу, - контролювати роботу ультразвукового апарату через персональний комп'ютер, здійснювати зв'язок з іншими ультразвуковими апаратами через глобальну мережу Інтернет (модемний зв'язок - Web Pro ©).

Для платформи ASPEN ™ та інших корпорація «Акусон» розробила перспективний пакет нових можливостей візуалізації - "Perspective Advanced Display Option", що працюють в трьох режимах. Free Style ™ - технологія широкоформатного сканування в режимі «вільної руки - freehand» без будь-яких обмежень за часом і позиції датчика. 3D fetal assessment surface rendering і 3D organ assessment volumetric rendering - тривимірна оцінка поверхні та об'єму.

Застосування такого ультразвуку дозволило виявляти пухлини клітинно-ниркового раку. Однією з найважливіших завдань при виявленні злоякісних пухлин є їх диференціальна діагностика від доброякісних утворень різної природи.

3. Ядерне медичне приладобудування у Росії.

С. Д. Калашников був провідним фахівцем у галузі ядерного медичного приладобудування. Він розробив спец проект мініатюрної транспортабельної гамма камери - камери на основі напівпровідникового детектора з комп'ютером -- ноутбуком. Уже сьогодні проводяться експериментальні зразки малогабаритних гамма - камер з масою не більше 100 кг.

4. Сучасні тенденції магнітного резонансу в медицині.

Магнітний резонанс у медицині - це на сьогодні велика область медичної науки. Магнітно-резонансна томографія (МРТ), магнітно-резонансна ангіографія (МРА) та МР - invivo спектроскопія (МРС) є практичне застосування цього методу в радіологічної діагностиці. Але цим далеко не вичерпується значення магнітного резонансу для медицини. МР - спектри відображають процеси метаболізму. Порушення метаболізму виникають як правило до клінічної маніфестації захворювань. Тому на основі МР - спектроскопії біологічних рідин (кров, сеча, спинно-мозкова рідина, амніотична рідина, простатичний секрет і т. д.) намагаються розвивати методи скринінгу безлічі захворювань.

Швидкі методи сканування:

Швидкі (<20 сек) і надшвидкі (<500 м сек) методи сканування, зокрема з діагностичним контрастом по Т2, все більше заміняють традиційні методи. Навіть найшвидший метод - відлуння планарна томографія - стає стандартним методом на комерційних МР - томографів. Це не тільки бажання скоротити час дослідження, а й впровадження в клініку нових методів, заснованих на вираховуванням та обробці великої кількості томограм, таких як МР - ангіографія без та з контрастним посиленням, функціональна МР - томографія головного мозку, динаміка контрастування (наприклад в молочній залозі), дослідження перфузії (серце з коронарними судинами; мозкового кровообігу) і зображенні по коефіцієнту дифузії (інфаркт мозку).

5. Деякі аспекти програмної реалізації комп'ютеризованого комплексу пульсової діагностики.

Серед різних методик діагностики захворювань пульсова діагностика тибетської медицини займала особливе місце. Це визначається рядом причин, серед яких важливе значення мала накопичена всередині неї величезна база знань з розпізнавання патологічних станів людського організму, причому ця база знань достатня інформативна і добре структурована для того, щоб бути перекладеної на мову формальних описів.

Були розроблені пристрої знімання пульсових коливань, вироблені основні підходи до обробці сигналів. З'явилася можливість приступити до створення каталогу пульсів - бази даних формалізованих (кількісних і якісних) описів різних видів пульсових сигналів, що відповідають тим чи іншим нозологічними формам тибетської медицини, з тим, щоб в майбутньому впритул підійти до вирішення проблеми автоматизації методів діагностики. Ці обставини вимагають розробки якісно нового програмного забезпечення (ПЗ).

Була розроблена модель даних, яка включила в себе найбільш суттєву для подальшої обробки та інтерпретації інформацію: по-перше, паспортні та основні особисті дані пацієнта (П. І. Б., дата народження, вік, стать, зріст, маса), що заповнюються при зніманні пульсограмми, по-друге, неформальну словесну експертну оцінку пульсів пацієнта (дану в традиційних термінах тибетської медицини) і, якщо необхідно, словесний діагноз з європейської нозології; по-третє, реалізації пульсових сигналів, знятих з аналого-цифрового перетворювача, разом з інформацією технічного плану, включає частоту знімання сигналу, тривалість реалізації, коефіцієнти підсилення датчиків пульсу і інших. Крім того, усередині кожного файлу даних, створеного за вищенаведеним зразком, передбачено місце для інформації про результати виконання різних методів обробки; спочатку ідентифікатор даного методу усередині системи, потім опис структури представлення результатів роботи, методу і самі результати.

В основу робіт були покладені концепції об'єктно-орієнтованого програмування (ООП), хоча реалізація і не велася безпосередньо на мовах ООП. Це пояснюється кількома причинами, серед яких виділяються вимоги компактності і швидкодії коду програми, випливають з того, що в якості обчислювальної платформи була прийнята платформа IBM PC під управлінням операційної системи MS DOS. У той же час основні поняття ООП -- інкапсуляція, непрозорість інформації, наслідування були реалізовані засобами стандартного процедурного мови (Паскаль) шляхом застосування певної технології програмування. Її суть у тому, що програма розроблялася як набір функціонально самостійних модулів, пов'язаних між собою об'єктними відносинами (спадкуванням властивостей). При цьому процедури введення/виводу і обробки розглядалися як абстрактні методи, які застосовуються до даними, побудованим по описаній вище моделі з додаванням деякої керуючої інформації. Кожен метод забезпечує використання в якості вхідної інформації лише поточне стан загальної для всієї програми даних і організацію роботи по заданому алгоритму із застосуванням внутрішніх змінних. На виході кожен метод дозволяє виробляти певні зміни в даних, позначаючи результати виконання власним ідентифікатором або виставляючи прапорець в структурі керуючої інформації.

На сьогодні в рамках викладених підходів і конструювання ПО розроблена дослідницька система, що працює на IBM PC - сумісних комп'ютерах в операційному середовищі типу MS DOS, яка під управлінням єдиної користувацької оболонки реалізує функції підтримки апаратури прийому та оцифровки сигналів, введення даних, їх обробки та зберігання. Система призначена для використання особами з мінімальними навичками роботи на комп'ютері, що як ніяк краще задовольняє умови збору інформації в клінічних умовах. У її рамках на сьогодні реалізовані наступні методи обробки сигналів: спектральний аналіз пульсограмм (визначення енергетичного і диференціального коефіцієнтів, розподіл потужності сигналу по частотним піддіапазону), контурний (амплітудно-часовий) аналіз кардіограми і одиничною пульсової хвилі. Досліджується ряд методів, пов'язаних, пов'язаних з відображенням пульсових сигналів на фазової площини. Отримані результати аналізуються за допомогою спеціально розробленого для цієї мети ПЗ, що робить аналіз словесної експертної оцінки, виділяє ключові слова, по них визначає положення даного типу пульсу всередині бази даних і заповнює відповідні поля останньої оцінками, отриманими в результаті математичної обробки пульсових сигналів. Використовуючи що описується ПЗ, вдалося визначити кількісні характеристики пульсів «спека» і «холоду».

6. Перспективи застосування комп'ютерної томографії в діагностиці гострого панкреатиту.

Перспективи застосування КТ при гострому панкреатиті стали можливими після розробки тривимірної реконструкції зображень. Традиційно застосовувані для тривимірних побудов програми (SSD і MJP) існують вже кілька років, і математики спробували виправити їх недоліки. У результаті з'явилися нові програми комп'ютерної обробки серії поперечних зображень. Вони дозволяють створювати окремо об'ємні зображення об'єктів з рівною або близькою щільністю, а потім поєднувати їх один з одним або з відповідним поперечним середах, використовуючи кольорове кодування. Таке програмне забезпечення має автономна робоча станція «Easy Vision» (Philips). Наш досвід її використання протягом 2 років свідчить про те, що 3D реконструкції має перспективи клінічного використання. Завдяки програмному забезпеченню стає можливою поверхнева реконструкція паренхіматозного будь-якого органу або його частини. Спеціальна програма дає можливість робити зрізи отриманого зображення, зокрема фронтальні, або виокремлювати окремі ділянки. Це дозволяє, наприклад, побачити внутрішню структуру паренхіматозного органу, просвіт судини, а якщо всередині зони інтересу є вогнищеві освіти, то ця частина програми дозволяє, виокремлюючи ділянки паренхіми на необхідну глибину, побачити внутріорганние освіти.

Необхідно відзначити, що ці програми досить трудомісткі і вимагають значних витрат часу. Однак вони дозволяють створювати комплексні тривимірні реконструкції анатомічних областей. 3D потрібно не стільки для діагностики, скільки для кращого просторового сприйняття хірургам патологічного процесу і його взаємин з навколишніми тканинами і судинами, а в кінцевому підсумку - для планування обсягу оперативного втручання.

7. Комп'ютер в стоматології.

Сьогодні в Росії комп'ютер є в кожній стоматологічній клініці. Найчастіше він працює як помічник бухгалтера, а не служить для автоматизації діловодства всій стоматологічної клініки

Найбільш широко поширені на стоматологічному ринку комп'ютерних програм - системи цифровий (дигітальну) рентгенографії, часто звані радіовідеографамі. Системи дозволяють детально вивчити різні фрагменти знімка зуба і пародонта, збільшити або зменшити розміри і контрастність зображень, зберегти всю інформацію в базі даних і перенести її при необхідності на папір за допомогою принтера. Найбільш відомі програми: Gendex, Trophy. Недоліком даної групи програм є дефіцит інформації про пацієнта.

Друга група програм - системи для роботи з дентальних відеокамерами. Вони дозволяють детально вступаємо стан груп або визначено взятих зубів «до» і «Після» проведеного лікування. До таких програм, поширеним в Росії, відносяться: Vem Image, Acu Cam, Vista Cam, Telecam DMD. Недоліки ті ж, що і у попередньої групи.

Наступна група - системи управління стоматологічними клініками. Таких програм досить багато. Вони застосовуються у Воронежі, Москві, Санкт-Петербурзі і навіть у Бєлгороді. Одним з недоліків є їх незахищеність від несанкціонованого доступу до інформації.

Електронний документообіг модернізує обмін інформацією всередині стоматологічної клініки. Різна ступінь доступу лікарів і пацієнтів, обов'язкове використання системи шифрування для кодування діагнозів, результатів обстеження, терапевтичних, хірургічних, ортодонтичних та ін пр?? цедур дає можливість надійно захищати будь-яку інформацію.

8. Амбулаторна карта в кишені пацієнта.

В даний час у різних країнах широко використовуються системи накопичення інформації про пацієнта з використанням смарт-карт. Це дозволяє програма «Dent Card», яка чудово зарекомендувала себе в країнах Європи і в Росії.

Ця карта дозволяє швидко, точно, і однозначно визначити ким, коли і в яких межах застрахований пацієнт. Всю інформацію про нього можна розділити на візуальну та інформацію, записану в пам'ять числа.

Існує кілька причин використання комп'ютерної системи "Dent Card":

система кодування виключає будь-який несанкціонований доступ в базу даних, що в перспективі є одним з важливих факторів захисту конфіденційності інформації про пацієнта в роботі російських страхових компаній;

"Dent Card "мають високу ступінь надійності можливість помилок при введенні і перезапису значно знижуються;

у разі звернення пацієнта до швидкої допомоги забезпечується швидкість доступу і чіткість медичних даних, що підвищує якість медичного обслуговування. Пацієнт може звернутися з "Dent Card" із записаними на ній даними про проведене лікування повторно в будь-яку клініку цієї стоматологічної фірми;

у зв'язку з наростаючою міграцією пацієнтів, наприклад, при зміні місця проживання, при різних поїздках, збільшується обсяг паперової документації. У більшості таких випадків документи, що несуть інформацію про стан пацієнта, як правило, недоступні. У результаті збільшуються витрати на лікування і зменшується його ефективність. Якщо в клініці вже є система "Dent Card", то досить ввести картку в зчитує пристрій і вся інформація про пацієнта опиниться на екрані дисплея. Це дозволяє уникнути втрат часу на «пошук паперового сліду »;

"Dent Card "дозволяє швидко встановити лікуючого лікаря конкретного пацієнта.

При кожному відвідуванні лікуючий лікар відразу ж отримує детальну інформацію щодо:

історії хвороби (діагноз, результат обстежень, що проводилися лікування);

факторів ризику;

алергій;

хірургічного лікуванню;

трансплантата;

призначалися лікарських засобів;

відвідувань лікарів;

Планується впровадження чет-карт із пам'яттю більше 2 кБ замість 256 Б.

Система "Dent Card" надана спільним російсько-німецьким підприємством для впровадження та апробації в стоматології. У систему "Dent Card "входять: персональні чіп-карти для лікарів і пацієнтів (карти з мікросхемами пам'яті 256 кБ), пристрій читання/запису, обладнання персоналізації - дисплей, процесор, клавіатура, принтер.

Можливості системи "Dent Card": робота реєстратури щодо заповнення картки пацієнта, інформація про загальний статус пацієнта, реєстрація операцій та обліку витрати при їх проведенні матеріалів і медикаментів, оформлення нарядів для зуботехнічної лабораторії.

Структура системи "Dent Card" наступна: програма складається з 7 розділів. Для зручності використання на «робочому столі» вони представлені у вигляді папок:

інформація про пацієнта (анкетні дані);

загальна документація:

контакти з лікарями;

регулярно використовувані медикаменти;

аллргіі;

перенесені і супутні захворювання;

стоматологічна документація;

документація по матеріалами;

профілактика, рентгенологічні дослідження;

облік відвідувань.

Необхідно враховувати, що більшість стоматологів не володіють комп'ютером. Багато комп'ютерні програми складені за досить складною системою «розкриття папок », або мають дуже великий обсяг, і щоб оволодіти ними, необхідна час та напрацювання певних навичок. Система "Dent Card" розрахована на не володіють комп'ютером стоматологів. Робота ведеться в Windows інтерфейсі, що дуже зручно для користувача. В "Dent Card" всі папки розташовані у звичному для лікаря вигляді - як листки у звичайній амбулаторній картці. Лікарю-стоматологу достатньо їх просто «перегорнути», щоб ознайомитися з усією інформацією про пацієнта або просто роздрукувати їх на принтері.

Використання "Dent Card" дає можливість автоматизувати угоди між медичною установою і страховою компанією. У перспективі можлива модернізація обміну інформації між стоматологічними клініками - збирання, зберігання, обробка. Крім того, комп'ютерна система "Dent Card" відповідає більшості вимог роботи сучасної російської стоматологічної клініки і допоможе вирішити багато адміністративні завдання, що значно поліпшить якість лікувального процесу і знизить витрати на його здійснення.

Список літератури

Журнал «Медичні новини» за лютий 2000 року.

Журнал "Медична техніка" 1999 - 2000 г.

Науково-практичний журнал № 3, № 7, 1999 рік, том VIII.