Природа отлично сконструировала наш организм. Человек — это комплекс сложнейших самонастраивающихся систем, отлично приспосабливающихся к окружающей среде. Наше тело обладает громадными, до конца еще неосознанными резервами.

И все же, с другой стороны, человек — хрупкое создание, выходящее из строя себе подобных из-за какой-нибудь сотни миллиампер электрического тока в области сердца, из-за повышения температуры тела на какие-нибудь 5°С или из-за десятка вредных молекул. Поэтому медицина всегда будет играть важную роль в нашей жизни.

До нашего времени медицина носила эмпирический характер, опираясь на многовековые случайные наблюдения. И сейчас еще в отношении строгого научного обоснования медицине далеко до физики или химии. Но в наши дни техника оказывает врачу-практику и медику-исследователю неоценимую помощь. Современные медицинские средства, очень точные и сложные внутри,' в эксплуатации просты, надежны и „разумны благодаря встроенным микропроцессору или микроЭВМ. Медицинские установки и приборы в большинстве случаев имеют нормированные метрологические характеристики и, следовательно, являются средствами измерений.

Направление общей метрологии, отвечающее за единство и достоверность результатов измерений в медицине, получило название медицинской метрологии. Испытания, аттестации и поверки медицинских средств измерений — ответственная и сложная работа. Ответственная — потому что от ее качества зависит здоровье миллионов людей. Сложная — потому что все новейшие достижения физики, электроники и других наук начали быстро внедряться в медицинскую практику.

Еще Марат, прославленный Великой французской революцией, использовал при лечении больных электричество. Ведь по профессии он был физиком и врачом, Медиком был и Гильберт, который ввел в науку само понятие „электричество . А сейчас электронная аппаратура не только лечит, выполняет анализы — исследования, но и помогает ставить диагноз, заболевания. Чем выше точность медицинских измерений, тем больше достоверность результатов диагностики.

Какие только высокоточные методы исследований ни применяются в диагностической аппаратуре! Оптические, радиоиммунные, иммуннолюми-

несцентные, иммунноферментные. .. Но особенно интересен и перспективен „машинный диагноз , который ставит медицинская диагностическая экспертная ИИС на основании результатов исследований. Этот диагноз впитал в себя опыт десятков лучших медиков, чьи знания о болезнях хранятся в памяти ЭВМ.

Экспертная ИИС, разработанная в Институте кибернетики АН УССР , ориентирована также на прогнозирование хода болезни при различных методах лечения. Союз медицины, измерительной и вычислительной техники стал возможен благодаря объединению усилий разных специалистов: медиков, кибернетиков, электронщиков, математиков, метрологов, психологов, социологов. Стандартизация и унификация методов медицинских исследований и метрологического обеспечения различных медицинских служб приводит также к тесному международному сотрудничеству медицинских работников.

Вот еще один пример диагностической ИИС, разработанной содружеством биофизиков, инженеров и математиков. Она создана в ЦНИИ рефлексотерапии и отличается тем, что в нее не нужно вводить результаты анализов. Система сама получает информацию о состоянии здоровья человека необычным способом: измеряет электрические характеристики так называемых биологически активных точек (точек акупунктуры) на коже человека. Их у человека более 700. Диагностической системе достаточно обследовать до 100 таких точек, чтобы по их характеристикам создать картину функционального состояния больного или его отдельных органов, сравнить ее с соответствующей хранящейся в памяти ЭВМ „образцовой кривой здорового человека и поставить диагноз.

Это сложное медицинское средство измерений при массовом профилактическом обследовании легко выявляет больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, бронхиальной астмой и других. Оно эффективно и при профессиональных осмотрах шоферов, операторов и т. д.

Но не будем забывать, что достоверность результатов работы такого помощника врача целиком зависит от точности измерений аномальных свойств активных точек и от точности „образцовой кривой . Поэтому медицинские средства измерений, как и технические, при выпуске из производства подвергаются тщательному метрологическому исследованию — аттестации, если выпускаются единичные образцы, или государственным испытаниям — если изделие должно стать серийным. В процессе эксплуатации система должна периодически поверяться и отправляться на ремонт, если какая-либо из ее реальных метрологических характеристик не вписывается в норму. После ремонта поверка средств измерений также является обязательной.

Напомним еще и о том, что вся документация на средство измерений, начиная с технического предложения и задания, тоже тщательно проверяется и корректируется метрологами. Если будущий прибор не обеспечен метрологически, то есть не имеет средств поверки, он выпускаться не будет. В „Инструкции по эксплуатации у него должен быть раздел „Поверка прибора , в котором указываются средства поверки, ее методика и периодичность. Обобщающие сведения о качестве приборов данного вида и качестве их метрологического обеспечения приводятся в стандартах.

Вернемся, однако, к наиболее интересным примерам применения средств измерительной техники в медицине. В качестве первой иллюстрации используем успевший стать традиционным в нашей книге магнитометр.

Магнитные поля — постоянные, синусоидальные, пульсирующие и им - < пульсные — с каждым годом все шире применяются при лечении радикулитов, ожогов, переломов. Магнитное поле способно эффективно снимать боли, но при условии точной дозировки его параметров. А параметры серийной магнитотер*апевтической аппаратуры, например, типа „Полюс , настроенной и градуированной на заводе-изготовителе, изменяются при транспортировке и при эксплуатации в больницах и поликлиниках. Для метрологического обеспечения „Полюсов в МИФИ разработан универсальный малогабаритный автоматизированный магнитометр на современной микроэлектронной базе. Он позволяет достаточно просто измерить индукцию и другие параметры магнитного поля в той точке тела, на которую воздействует магнитное поле, проверить и откалибровать лечебную аппаратуру.

Во ВНИИОФИ создан прибор „Ритм для лазеропунктуры. Сконструированный в небольшом чемоданчике, прибор сам находит по максимуму электрического потенциала активную точку и по стекловолоконному жгуту пускает в нее импульс света от портативного лазера. По сравнению с иглами лазер более удобен: его луч безболезнен, не требует стерилизации. Лазеропунктурой медики успешно лечат в ряде клиник нашей страны радикулиты, артриты, астму, кожные заболевания. Нередко этим методом излечиваются   неподдающиеся   другим   средствам   аллергические   заболевания.

В последние годы воздействие лазерным светом низкой интенсивности широко используется как новый, весьма эффективный физиотерапевтический метод лечения различных заболеваний, особенно воспалительного характера (заболевания костей суставов, пульпиты и т. д.). При такой лазеротерапии используется красный свет гелий-неоновых лазеров с облучением не только точек акупунктуры, но и при общем или местном световом воздействии.

Лазеры с большими мощностями световой энергии на выходе нашли применение в хирургии, онкологии, офтальмологии. „Световой нож оставляет абсолютно сухие, бескровные разрезы на теле человека или животного. Луч лазера оплавляет сосуды, кровь в ране свертывается, а обнаженное место стерилизуется. Лазерный шов заживает гораздо быстрее. Но все эти преимущества лазерных хирургических установок „Скальпель , „Ромашка и других сказываются только при условии их надежного мет­рологического обеспечения, точной дозировки интенсивности и времени действия целительного света.

Дозированное лазерное излучение заживляет трофические язвы, ожоги, открытые раны. Система лазерной голографии используется для точной (до 0,1 мкм) подгонки протезов некоторых костей.

. . .Заглянуть внутрь живого организма без хирургического вмешательства медикам раньше помогал только рентген. Но рентгеновский снимок изображает объект только в одной плоскости. Развитие рентгеновской и вычислительной техники привело в последние годы к созданию вычисли-

тельного томографа, снабжающего врача во много раз большей объемной информацией при меньшей дозе облучения больного.

Принцип работы томографов таков. Исследуемый внутренний орган (мозг, печень, почки, поджелудочная железа и т. д.) просвечивается узконаправленными рентгеновскими лучами под разными углами таким образом, чтобы все лучи лежали в заданной плоскости сечения. Интенсивность каждого луча на выходе органа измеряется специальными датчиками - детекторами. Любые уплотнения или полости сказываются на интенсивности выходных лучей. Так производятся сотни тысяч измерений только для одного сечения. Вручную их пришлось бы обрабатывать несколько лет. Мини-ЭВМ, входящая в состав вычислительного томографа, обрабатывает результаты просвечивания множества сечений органа за несколько десятков минут. А потом может мгновенно выдать из памяти на экран дисплея цветной „срез органа в любой заданной врачом плоскости, выделив ткани, плотность которых отличается всего на 1 %. Отчетливо диагностируются даже полусантиметровые образования.

На примере томографии прекрасно демонстрируется роль математических методов обработки информации в деле повышения точности средств измерений. Разработанные советскими учеными под руководством академика А.Н. Тихонова алгоритмы дали возможность в несколько раз повысить точность томографов. При этом аппаратная часть, число измерений и время обследования больных не изменились. Достоверность же диагноза повысилась.

Метод томографии может использоваться в сочетании не только с рентгеном, но и с ультразвуком, с регистрацией тепловых или магнитных полей. Не исключено, что рентгеновский луч вообще будет вытеснен из томографии благодаря использованию эффекта ядерно-магнитного резонанса.

Интенсивно развивается „компьютерная хирургия . Если врач отчетливо „видит больной орган, ему не всегда требуется производить сложную операцию. Становятся обычными прицельные пункции, введение дренажа и другие методы лечения без скальпеля.

Больные, ранее уходившие после тяжелых операций на инвалидность, теперь  через   пару  недель  лечения  здоровыми   возвращаются  на работу.

. . .Интересно, что компьютерные томографы с таким же успехом могут применяться и для неразрушающего контроля качества промышленных материалов.