Биотелеметрия

Особая отрасль электроники в медицине — телеметрия или из­мерение на расстоянии. Этот метод можно применять чуть ли не во всех приборах медицинской техники. (Разумеется, телеметрия играет весьма важную роль и в промышленной технике измерений.) Прежде чем перейти к более близкому знакомству с телеметрией в медицине, имеет смысл сказать несколько слов о самом понятии «измерения».

В измерениях налицо три фактора: измеряемый объект; человек, производящий измерения; измерительное средство. Если три фактора находятся в одной и той же точке пространства, в его окрестности, то мы говорим об обычном измерении. Если между измеряемым объектом и человеком, производящим измерения, по сравнению с их размерами существенное расстояние в пространстве, то для осу­ществления измерения нужна телеметрия. Характерной чертой те­леметрии является еще и то, что измерительное средство как бы раздваивается: одна его часть вступает в непосредственный кон­такт с объектом, другая — с человеком, производящим измерение. Первая часть называется чувствительным элементом или передат­чиком, вторая — сигнализатором или приемником. Обе части изме­рительного средства можно соединять разными способами: кабель­ными, акустическими или телеметрическими системами передачи. Если для передачи данных используют электромагнитные колеба­ния, то речь идет о радиотелеметрии.

Все это, конечно, относится и к измерению количественных по­казателей человеческой жизнедеятельности, однако при этом це­лесообразнее пользоваться словом «биотелеметрия».

Первым в истории медицины в 1906 г. осуществил телеметрию «отец электрокардиографии», голландский физиолог Эйнтховен Нужно отметить, что он плодотворно работал и в области техники, ведь именно ему принадлежит открытие струнного гальванометра. С его именем связано научное и клиническое обоснование электро­кардиографии. Работал он с аппаратурой, по техническому уровню соответствующей эпохе, и масса его электрокардиографа составляла 150...200 кг. Однажды перед ним встала задача: произвести электро­кардиографическое исследование в больнице, расположенной в 1,5км от его лаборатории. О том, чтобы перевезти громоздкое оборудова­ние в больницу, не могло быть и речи, по какой-то причине пациен­та тоже нельзя было доставить в лабораторию. И тогда Эйнтховену пришла в голову остроумная мысль: соединить больного с аппара­том телефонным кабелем. Опыт увенчался успехом, а историческую ЭКГ с тех пор хранят в музее. Это исследование стало первым в медицине случаем применения телеэлектрокардиографии.

Среди интересных воспоминаний из истории биотелеметрии можно обратиться к опытам, которые производил Гриффин в 1940 г. Он сконструировал радиопередатчик массой 250 г, чтобы с его по­мощью наблюдать за миграцией чаек. Его попытки были тщетны, поскольку небольшим птицам не удавалось поднять четверть килограммовый передатчик, но тем не менее Гриффин был первым, кто экспериментировал с переносным передающим устройством. В 1947г. Хольтер произвел удачный опыт в этой области. Телеметрическим путем он зафиксировал ЭКГ человека, едущего на велосипеде. Па­циент в лаборатории делал круги около стола, а на спине у него был укреплен передатчик массой в 40 (сорок!) кг.

В результате прогресса технических средств, а также (не в последнюю очередь) на основе опыта управления зенитными снаря­дами с радиовзрывателями во время второй мировой войны созда­вались телеметрические аппараты все меньших и меньших раз­меров.

Новый толчок развитию телеметрии дали космические исследо­вания в начале 50-х годов К сожалению, достижения науки и тех­ники в этой области частично не публиковались, и тем не менее в 60-е годы телеметрия стала распространяться в различных отрас­лях промышленности. Приведем характерные цифры в США на промышленную телеметрию не для военных целей в 1962 г. было ассигновано 55 млн. долл., а в 1963 г — 65 млн. долл.

Медики с большим интересом следили за развитием телеметрии, можно сказать с момента ее появления, поэтому биотелеметрия обрела право на жизнь лишь немногим позже распространения это­го метода в промышленности. Более того, она развивалась парал­лельно с внедрением телеметрии в космические исследования, ведь на космических кораблях с человеком на борту телеметрические си­стемы были необходимой частью аппаратуры и важным условием безопасности пилота. Промышленные и биологические телеметриче­ские системы отличаются только мощностью (числом каналов), по­лосой приема, дальностью действия и условиями применения.

Биотелеметрические системы вначале разрабатывались и строи­лись специалистами по технике совместно с врачами. В продажу такие системы не поступали. В наши дни в продаже есть много типов аппаратов, хотя особенно в медицинских исследованиях и по­ныне привычны телеметрические приборы «домашнего изготовле­ния». Одна из причин этого заключается в том, что еще до сих пор не установлены точно- области их применения. Возьмем хотя бы телеэлектрокардиографию. При снятии ЭКГ врачи привыкли к обыч­ному методу исследований, в ходе которого пациент лежит, рассла­бив мышцы. При телеэлектрокардиографическом исследовании па­циент двигается, бежит, напрягает мышцы. Не принимая во внима­ние помехи, возникающие при этом, можно сказать, что даже оценка результатов требует от врача совершенно новых знаний.

Другим препятствием на пути развития биотелеметрии является высокая стоимость оборудования. Совершенно очевидно, что созда­ние телеметрической схемы приводит к солидным дополнительным расходам. Так, например, стоимость одноканального телеэлектрокар­диографа по крайней мере в 4-5 раз превышает стоимость перенос­ного одноканального аппарата ЭКГ. Таким образом, имеет смысл подумать над тем, в каких областях медицины могут найти приме­нение телеметрические системы, чтобы большие затраты оправда­лись, и где существуют проблемы, решить которые можно только с помощью биотелеметрических систем.