Модуль оформлення висновку

Словесні висновки, які робляться за результатами аналізу та супроводжується конкретним записом біосигналів, необхідним для документального завершення проведеного дослідження. Однак, автоматизація процесу оформлення висновків зустрічає значні труднощі, характерні для розробки експертних систем. Тому в більшій частині МАКС генерація висновку здійснюється самим лікарем без використання яких-небудь «експертних оболонок», шляхом вибору відповідних полів із завчасно створеної та запропонованої йому так званої «деревовидної класифікації» можливих відхилень від норми, симптомів, синдромів та нозологічних форм. Навіть в системах, де реалізовані алгоритми автоматичної генерації висновків, такі висновки слід розглядати лише як попередні, призначені для того, щоб звернути увагу лікаря на основні відхилення вимірюваних параметрів від границь фізіологічної норми. Такі попередні висновки потребують подальшої варифікації та ручного корегування.

6. Модуль роботи з архівом.

Структуроване зберігання результатів фізіологічних досліджень дає можливість оперативно аналізувати їх динаміку, зареєстровану в різний час, а також дозволяє швидко генерувати статистичні та звітні матеріали. Це досить актуальна проблема, оскільки об’єм даних, що зберігаються лікарем функціональної діагностики, зростає лавиноподібно. Тому найбільш важливою функцією цього модуля є організація пошуку записів за їх специфічними характеристиками. В цей ж модуль нерідко включають спеціальний інтерфейс для створення банку нормативних записів (як індивідуальних, так і опосередкованих), а також довідника записів, характерних для різноманітних патологій.

Системи для проведення функціональної діагностики.

Системи для дослідження функцій кровообігу.

При розробці МАКС для функціональних досліджень серцево-судинної системи інформаційні потоки можуть містити значну кількість показників, найважливіші з яких наведені в таблиці 31. Кінцевий вибір набору показників, що реєструються, визначається конкретною медичною діагностичною задачею.

Таблиця 31. Набір показників, що реєструються

Основні вимірювані показники серцево-судинної системи та їх характеристика.
Вимірюваний показник	Похідні показники	Діапазон та характеристики первинних сигналів
Криві зміни тиску (прямий метод) артеріального, центрального венозного, в легеневій артерії, в камерах серця	Систолічний, діасистолічний, середній тиск	Максимальний до 200 Гц, зазвичай до 60 Гц. Границі тиску: артеріального 40...30 мм.рт.ст., венозного 0...15 мм.рт.ст.
Вимірювання артеріального тиску (непрямий метод)	Систолічний, діасистолічний, середній тиск	Аускультативны методи (метод Короткова) 30... 150 Гц. Пальпаторні критерії 0,1... 60 Гц
Крива пульсової хвилі (непрямий метод) на периферичних артеріях.	Систолічний, діасистолічний, середній тиск	Форма пульсової хвилі аналогічна формі залежності тиску, що отримується прямим методом але без ізолінії.
Крива плетизмограми (об’ємні виміри) Вимірювання частоти серцевих скорочень	Систолічний, діасистолічний, середній тиск	До 30 Гц. Частота серцевих скорочень у людини складає 45...200 уд/хв.
Оксиметрична крива	Систолічний, діасистолічний, середній тиск	Максимальний 0...60 Гц, зазвичай використовується 0...5 Гц
Крива об’ємної швидкості кровотоку	Серцеві викиди та інші залежні параметри	Максимальний 0...200 Гц, зазвичай використовується 0...60 Гц
Географічна крива	Серцеві викиди та інші залежні параметри	Діапазон інформаційних частот 0,1...100 Гц, діапазон амплітуд 0,1...10000мкВ
Крива розведення індикатора (термодилюційна крива)	Серцеві викиди та інші залежні параметри	0...6 Гц
Електрокардіографічна крива	Частота серцевих скорочень, показники, що характеризують порушення ритму.	0,05...100 Гц; рівень сигналу 10 мкВ при реєстрації ЕКГ плоду і 5 мкВ при реєстрації ЕКГ дорослих

У відповідності з вимірюваними фізіологічними показниками існує значна кількість спеціалізованих МАКС для функціональних досліджень системи кровообігу.

Комп’ютерна електрокардіографія

Існуючі методи автоматичного аналізу ЕКГ відрізняються великою різноманітністю, що обумовлена як різними розв’язуваними задачами, так і специфікою досліджуваних параметрів сигналу.

Основою для побудови алгоритмічного та програмного забезпечення більшості автоматизованих систем слугує наступна послідовність етапів обробки ЕКГ-сигналу:

- Введення ЕКГ;

- Попередня обробка сигналу;

- Розпізнавання характерних елементів;

- Вимірювання інформативних параметрів та їх аналіз;

- Інтерпретація результатів аналізу.

При розв’язуванні задач контролю за станом організму під дією різних факторів майже завжди використовують ритм серцевих скорочень, здійснюючи математичну обробку тимчасових інтервалів. Найчастіше використовують структурний аналіз ритмограм, аналіз гістограм, а для виділення періодичних складових ритмограми – методи кореляційного та спектрального аналізу. Використання всіх цих методів переслідує в основному одну мету: дати міру мінливості ритму серцевих скорочень в різних станах організму, під якими розуміють стан спокою, різні навантаження (розумові та фізичні) чи різні види патологій.

Комп’ютерна реографія.

Реосигнал – один з найбільш неінвазивних методів дослідження судинної системи, за допомогою якого можна досліджувати практично будь-який орган. В методиках дослідження гемодинаміки судинних зон виділяють специфічні об’ємні та швидкісні показники, а також загальні амплітудно-часові параметри реосигналів та їх співвідношення. Тому при аналізі реограми (РГ) лікаря головним чином цікавлять показники різноманітних структурних відношень, латентності, діапазону зміни сигналу, швидкості його зростання та зменшення, інтегральні характеристики та ін. Для реограми важливе значення має визначення характерних точок та основних амплітудних та інтервальних параметрів. При цьому або використовують ручне зчитування візирами, або використовують опорний сигнал.

Оцінку параметрів здійснюють за індивідуальними хвилями чи за результатами усереднення хвиль та накопиченню їх в спеціальному внутрішньому масиві. Далі за допомогою введених формул можуть обчислюватись різні індекси та похідні характеристики.

Системи для дослідження органів дихання.

Як у випадку дослідження серцево-судинної системи при дослідженні системи дихання інформаційні потоки можуть містити значну кількість показників.

Таблиця 32. Основні показники системи дихання

Основні вимірювані показники системи дихання та їх характеристики
Вимірюваний показник	Похідні показники	Діапазон та характеристики первинних сигналів
Крива швидкості газообміну(пневмотахограма)	Частота дихання, об’єм дихання	Частотні компоненти до 40 Гц; нормальний повітреобмін – 205...500 мл/с, максимальний – 8л/с
Вимірювання частоти дихання. Крива зміни температури в носовій порожнині	Частота дихання	У людини середня частота дихання складає 12...40 дихальних рухів за 1хв.
Крива, яка характеризує механічні переміщення грудної стінки	Так само	0...10Гц
Крива внутріпреврального тиску	...	0...10 Гц
Вимірювання дихального об’єму. Концентрація кисню, вуглекислого газу, діоксиду азоту або галотана у повітрі, що вдихається	Серцевий викид і залежні параметри	У дорослої людини нормальний дихальний об’єм складає 600мл, 6…8 л/хв. Нормальний вміст вуглекислого газу 0…10% (у кінці видиху 4,6%), діоксиду азоту –0…100%, галотана 0,3%
Газовий склад крові: Крива парціального тиску кисню		Звичайно до 1Гц. Нормальний рівень для тиску кисню 0...800 мм.рт.ст гіпербаричний рівень складає 800...3000 мм.рт.ст
Крива pH		Діапазон сигналу 0...700 мВ відповідає діапазону рівня pH
Крива парціального тиску вуглекислого газу		Нормальний діапазон сигналу 0...+150 мВ відповідає парціального тиску вуглекислого газу від 1 до 100 мм.рт.ст.

Системи для дослідження головного мозку

До систем дослідження головного мозку можуть бути віднесені електроенцефалографічна, реоенцефалографічні, різноманітні томографічні системи та ряд інших.

Комп’ютерна електроенцефалограма

Методи автоматичної обробки електроенцефалограми (ЕЕГ) в клінічних дослідженнях пов’язані з вирішенням наступних задач:

- аналіз фонової активності (ЕЕГ розглядається як сума неперервних процесів);

- кількісна оцінка специфічних структур (гострих хвиль, комплексів пік-хвиля та ін.);

- оцінка викликаної активності.

До методів оцінки фонової активності в першу чергу відносять:

- частотний (спектральний) аналіз ЕЕГ;

- кореляційний аналіз;

- періодометричні методи.

Особливе значення для клінічних досліджень має розпізнавання та аналіз функціонально значущих структур. Задача автоматичного розпізнавання структур розв’язується різними способами:

- на основі аналізу параметрів виділених на півхвиль ЕЕГ;

-з використанням оптимальної фільтрації сигналу;

- методами оберненої фільтрації.

В клінічних умовах дослідження викликаної активності пов’язане із задачею класифікації результатів електрофізіологічного дослідження і проводиться, як правило, з використанням методу синхронного накопичення викликаних потенціалів.

Всі розглянуті методи обробки ЕЕГ широко використовуються в системах автоматизації клінічних та експериментальних нейрофізіологічних досліджень.

Системи для ультразвукових досліджень

Існують різні методи ультразвукових (УЗ) досліджень: допплерографія, ехотомографія, дуплексне сканування, транскраніальна допплерографія, транскраніальна сонографія та інші.

Комп’ютерна ехотомографія

Ехотомографічні системи призначені для отримання статичних (нерухомих) та динамічних (рухомих) зображень (ехограм) різноманітних органів людини.

Апаратно системи представляють собою комплекс, що складається з УЗ датчика, блоку обробки УЗ сигналу, пристрою сполучення та комп’ютера. УЗ датчики можуть бути або з механічним секторним, або з електронним скануванням. В блоці обробки здійснюється аналогова обробка сигналів, що поступають від датчика. Пристрій сполучення зазвичай містить сканконвертер, що забезпечує аналогово–цифрове перетворення сигналів і формування УЗ зображення в цифровій формі. В комп’ютері здійснюється обробка та аналіз УЗ зображення.

Особливістю програмного забезпечення УЗ систем на відміну від розглянутих раніше є необхідність обробки та аналізу зображення. Тут важливими є характеристики зображення, що виводиться на екран: кількість точок по горизонталі та вертикалі, кількість градацій ступеня яскравості тощо.

Іншою важливою особливістю є запропоновані програмним забезпеченням можливості обробки зображень. Сюди в першу чергу відносяться можливості зміни контрасту, виділення контурів областей. Остаточне контурування окремих областей для наступного аналізу здійснюється або вручну за допомогою курсору, або за допомогою набору геометричних фігур (овал, круг тощо), або в напівавтоматичному режимі за рівнями однакової яскравості. Далі зазвичай проводять підрахунок площ виділених областей. Всі ці методи дозволяють лікарю аналізувати цифрові зображення, що виводяться на екран монітору.

Інші типи спеціалізованих систем

До них відносяться системи для рентгенологічних досліджень, магніторезонансної томографії, радіонуклідних і тепловізійних досліджень. Можна сказати, що перераховані системи відносяться до медичних систем візуалізації. Головне призначення комп’ютерної частини таких систем – візуалізація медичних зображень для аналізу і наступної інтерпретації їх лікарем.

Методи обробки й аналізу медичних зображень.

Програмне забезпечення медичних систем візуалізації повинне:

- надавати користувачеві широкий набір алгоритмів обробки й аналізу зображень, що полегшують їхню інтерпретацію;

- забезпечувати мінімальний час відповіді (відповідь у реальному часі користувача);

- мати «дружній» інтерфейс користувача, що забезпечує комфорт як фахівцеві в області цифрової обробки зображень, так і некваліфікованому користувачеві;

- забезпечувати нагромадження технологій обробки зображень для вирішення конкретних діагностичних задач; мати низьку вартість.

Усі види комп’ютерних операцій над зображеннями можна поділити на чотири основні групи: обробка, аналіз, реставрація і реконструкція зображень.

Обробка зображень передбачає поліпшення якості та інформативності зображення. Зазвичай цей метод використовується для виділення деталей, цікавих для дослідника.

Аналіз зображень – це процес витягу з них кількісної або якісної інформації.

Реставрація зображень – це відновлення не якісних або пошкоджених зображень.

Реконструкція зображень – це процес створення двовимірних зображень за низкою одновимірних зображень. Це основний метод створення зображень, що використовується у томографії.

Всі ці методи таким або іншим чином використовуються в розглянутих системах. Для їхньої реалізації застосовують наступні процедури:

- алгебраїчне перетворення зображень, у тому числі додавання і вирахування кадрів, контрастування;

- відсічення зверху і знизу;

- точне визначення границь органів;

- цифрова фільтрація, у тому числі пре- і постреконструкційна;

- параметрична візуалізація;

- автоматична класифікація зображень на основі різних методів теорії розпізнавання образів;

- спільний аналіз зображень, отриманий різними методами променевої діагностики.

Оскільки методи обробки й аналізу зображень є загальними для цілого ряду медичних систем, у даний час поряд із спеціалізованими МАКС випускаються системи комп’ютерної обробки медичних зображень (фірмами General Electric, «Філіпс», «Сіменс» і ін.). Ці системи є комп’ютерними інтегрованими системами, призначеними для збереження, передачі й обробки всього комплексу медичних зображень, що включають рентгенівські дослідження, томографію, ультразвукові дослідження й інші методики. Більш докладно методи обробки і аналізу медичних зображень будуть розглянені далі.

МАКС для рентгенівських досліджень

Перетворення традиційної рентгенограми в цифровий масив з наступною можливістю обробки рентгенограм методами обчислювальної техніки стало розповсюдженим процесом.

ДО МАКС для рентгенівських досліджень можуть бути віднесені: цифрові підсилювачі яскравості рентгенівських зображень, цифрові рентгенівські системи, комп’ютерні томографічні рентгенівські системи.

Звичайно для одержання зображення застосовують метод сканування (скануюча проекційна рентгенографія). Отримані відеосигнали після аналого-цифрового перетворення за допомогою відповідного інтерфейсу вводяться в ЕОМ, де рентгенівські зображення обробляються й аналізуються.

У комп’ютерних томографічних рентгенівських системах, що з’явилися в 1972 р., рентгенівська трубка обертається навколо пацієнта. Рентгенівські промені проходячи через різні тканини, загасають (поглинаються) по-різному. Комп’ютер порівнює знімки, отримані пошарово і під різними кутами, будуючи з них зображення поперечного перерізу органу. Рентгенівська томографія забезпечує високоякісні, контрастні і незатінені іншими органами зображення перетинів (зрізів) органів.

МАКС для магнітно-резонансних досліджень.

Метод магнітно-резонансних досліджень заснований на реєстрації випромінювання ядер водню (фосфору або натрію) при поверненні їх із збудженого стану в стабільний під дією сильного магнітного поля. Комп’ютер, аналізуючи зареєстроване випромінювання, будує об’ємну картину інтенсивності. Оскільки реєструються сигнали ядер водню, що входить до складу води, то комп’ютер фактично визначає зміст води в тій або іншій ділянці органу, сигналізуючи про його зміни.

Магнітно-резонансна (МР) томографія забезпечує високу розподільну здатність і високу контрастність зображення тканин без впливу рентгенівського випромінювання, без ін’єкцій потенційно токсичних контрастних речовин, можливість візуалізації важкодоступних ділянок людського тіла, спостерігати які неінвазивними методами до впровадження МР-томографів узагалі не вдавалося.

Системи для МР-досліджень можуть бути призначені для:

- МР-томографії,

- МР-ангіографії

- МР-спектроскопії.

МАКС для радіонуклідних досліджень(РНД).

Рентгенівська комп’ютерна томографія, магніторезонансна томографія, ультразвукові дослідження, цифрова рентгенографія перевершують радіонуклідну діагностику по якості одержуваних медичних зображень, особливо за просторовою розподільною здатністю, але не можуть конкурувати з РНД по можливостях виявлення тих помилок, що поки ще не мають свого структурно-анатомічного вираження, тобто коли відсутні патоанатомічні зміни.

Серед найбільш розроблених сучасних систем для радіонуклідних досліджень можна виділити системи: планарної сцинтиграфії, однофотонної емісійної комп’ютерної томографії і позитронної емісійної томографії. В усіх цих системах основним інструментом є сцинтиляційна гамма-камера.

Як приклад розглянемо принцип роботи позитронно-емісійного томографа. У кров пацієнта вводять речовину з радіоізотопом, що поглинається мозком. Випромінювання реєструється кільцем детекторів, що оточують голову пацієнта. На комп’ютері розраховується положення джерела випромінювання і будується зображення. Більш активно працюючі ділянки головного мозку споживають більше кисню і, відповідно, виявляють більшу радіоактивність.

Багатофункціональні системи

Багатофункціональні системи для функціональних досліджень розрізняються набором вимірюваних параметрів, обумовлених конкретним призначенням системи.

Апаратне забезпечення зазвичай включає персональний комп’ютер або кілька комп’ютерів, об’єднаних у комп’ютерну мережу, а також комплекс пристроїв перетворення і введення в комп’ютер біосигналів різної природи.

Інтеграція результатів медичних досліджень, отриманих різними методами, вимагає вирішення ряду задач, пов’язаних з уніфікацією програмно-апаратних засобів діагностуючих приладів. Тому важливою особливістю програмного забезпечення багатофункціональних систем є наявність програми-оболонки, що забезпечує збереження й оперативний доступ до даних пацієнта, звернення до будь-якої, включеної до складу системи, методики дослідження, автоматичне формування документів статистичної звітності. Основна відмінність багатофункціональних систем від аналогічного набору спеціалізованих систем полягає в тому, що в багатофункціональній системі всі методики дослідження об’єднані єдиною базою даних. Крім того, досить зручною є уніфікація для всіх методик інтерфейсу спілкування з користувачем (наприклад, натиснення певної клавіші для різних методів має одне й те ж саме значення).

Системи для проведення моніторингу

В ряді досить важливих практичних напрямків й у першу чергу при безперервному спостереженні за хворим у палатах інтенсивної терапії, операційних і післяопераційних відділеннях, виникає задача оперативної оцінки стану пацієнта. У цьому випадку потрібно на підставі тривалого і безперервного аналізу великого обсягу даних, що характеризують стан фізіологічних систем організму забезпечити не тільки оперативну діагностику ускладнень при лікуванні, але і прогнозування стану пацієнта, а також визначити оптимальну корекцію виникаючих (або прогнозованих) порушень. Для рішення цієї задачі призначені моніторингові МАКС.

Специфіка моніторингових систем

Моніторингові МАКС призначені для здійснення тривалого безперервного спостереження за станом хворих у палатах інтенсивного спостереження, інтенсивної терапії, реанімаційних і операційних. В даний час розроблені і випускаються десятки різних моніторингових систем, однак безліч фізіологічних параметрів, що піддаються тривалому спостереженню, обмежено. Це обмеження пов’язане з труднощами безперервного виміру фізіологічних параметрів протягом тривалого часу. До числа найбільш часто використовуваних при моніторингу параметрів відносяться:

- електрокардіограма;

- тиск крові в різних точках;

- частота подиху (виміряється звичайно або по механічних переміщеннях грудної клітки, або по кривій зміни температури в носовій порожнині);

- температурна крива;

- зміст газів крові;

- хвилинний обсяг кровообігу;

- зміст газів у видихуваному повітрі;

-електроенцефалограма.

Апаратне забезпечення моніторингових систем і аналогічних систем для функціональної діагностики практично не відрізняється. У той же час програмне забезпечення має певні відмінності, пов’язані з їх різним призначенням.

Етапові підготовки обстеження в моніторингових системах відповідає етап завдання режиму спостереження. Звичайно цей етап спрощений, багато налаштувань відбувається «за замовчуванням», але відмінністю моніторингових систем є встановлення граничних значень фізіологічних параметрів, перевищення яких приводить до появи сигналу «тривога».

Етапові «проведення обстеження» у моніторингових системах відповідає етап «проведення спостереження». Цей етап є основним, продовжується безупинно до кінця роботи системи і при виконанні інших етапів проходить у фоновому режимі. При цьому відбувається безперервний запис показників, що реєструються, у пам’ять комп’ютера з одночасним відображенням їх на екрані монітора.

Важливою особливістю моніторингових систем є наявність засобів експрес аналізу і візуалізації їхніх результатів у режимі реального часу. Це дозволяє відображати на екрані монітора також динаміку різних похідних від контрольованих величин. Усе це здійснюється в різних тимчасових масштабах. Причому чим вище якість системи, тим більше можливостей спостереження динаміки контрольованих і пов’язаних з ними показників вона надає.

Етап перегляду і корекції даних у моніторингових системах зводиться тільки до перегляду. Причому тут важливо, щоб програмне забезпечення забезпечувало зручність пошуку необхідних ділянок на багатогодинних записах показників і дозволяло б побачити всі похідні показники ділянки запису, що переглядається.

Етап «обчислювальний аналіз» у моніторингових системах звичайно бідніше аналогічного етапу в системах функціональної діагностики і частіше обмежений тими методами аналізу, що можуть бути проведені в режимі реального часу.

Етап «формування висновку» тут найчастіше виконується в автоматичному режимі і зводиться до реєстрації виявлених відхилень від норми показників, що регіструються.

Модуль «робота з архівом» у програмному забезпеченні моніторингових систем звичайно відсутній через велику довжину записів спостережень і практичну неможливість створення архіву записів.

Найчастіше моніторингові системи використовуються для одночасного спостереження за станом від одного до 6 хворих, причому в кожного з них може вивчатися до 16 основних фізіологічних параметрів.

Електрокардіографічний моніторинг

Існує чотири основних види кардіомоніторингових систем, у яких проводиться тривалий безперервний аналіз електрокардіосигналу: від 10–15хв до декількох діб. Це наступні види кардіомоніторів (КМ):

- клінічні КМ для палат кардіологічного спостереження й інтенсивної терапії;

- клінічні КМ для кардіохірургії;

- амбулаторні КМ для добового (холтеровського) спостереження;

-КМ для аналізу навантажувальних проб при функціональній діагностиці.

Клінічні КМ для кардіохірургії відрізняються підвищеними вимогами до перешкодозахищеності для роботи в умовах операційної. Системи для добового спостереження є досить компактними (так щоб пацієнт міг носити їх із собою). У якості моніторингових систем для аналізу навантажувальних проб, наприклад, при велоергометрії, часто використовуються електрокардіографічні системи для функціональних досліджень.

Системи управління лікувальним процесом.

До систем управління процесами лікування та реабілітації відносять автоматизовані системи інтенсивної терапії, біологічного оберненого зв’язку, а також протези та штучні органи, що створюються на основі мікропроцесорної техніки.

На відміну від раніше розглянутих систем функціональної діагностики та моніторингових систем, в системах управління лікувальним процесом на перше місце виходять задачі точного дозування кількісних параметрів роботи, стабільного утримання їх заданих значень в умовах мінливості фізіологічних характеристик організму пацієнта. Використання засобів обчислювальної техніки полегшує розв’язання вказаних задач.

Системи інтенсивної терапії.

Під автоматизованими системами інтенсивної терапії (ІТ) розуміють системи, призначені для управління станом організму в лікувальних цілях, а також для його нормалізації, відновлення природних функцій органів та фізіологічних систем хворого, підтримки їх в межах норми.

За структурною конфігурацією системи ІТ поділяються на два класи: системи програмного управління та замкнені управляючі системи.

До систем програмного управління відносяться системи для здійснення лікувальної дії. Типовим представником цих систем є апарати штучної вентиляції легень з мікропроцесорним управлінням.

Замкнені системи ІТ структурно є більш складними МАКС, так як вони об’єднують у собі задачі моніторингу, оцінки стану хворого та розробки управляючих лікувальних дій. Тому на практиці замкнені системи ІТ створюються лише для часткових, строго фіксованих задач: управління артеріальним тиском при гострих гіпертензивних станах, управління рівнем глюкози в крові при цукровому діабеті тощо. Такі системи створюються у відповідності з методами теорії автоматичного управління, в необхідних випадках вони доповнюються евристичними алгоритмами.

Системи оберненого біологічного зв’язку.

Системи біологічного оберненого зв’язку (БОЗ) призначені для надання пацієнту поточної інформації про функціонування його внутрішніх органів та систем, що дозволяє шляхом вольових дій пацієнта досягати терапевтичного ефекту при конкретному виді патології.

БОЗ подає на органи відчуттів пацієнта сигнали (звукові, зорові, тактильні тощо), характеристики яких пов’язані з поточною інформацією про фізіологічні реакції і параметри (наприклад, артеріальний тиск, температура шкіри), що не контролюються свідомістю індивідуума і зазвичай реєструються неінвазивними способами.

Системи протезування та штучні органи.

Системи протезування та штучні органи призначені для заміщення відсутніх чи корекції незадовільно функціонуючих органів та систем організму людини. По суті протези – це імплантовані системи інтенсивної терапії. До числа найбільш широко розповсюджених систем протезування відносяться мікропроцесорні водії серцевого ритму, імплантовані дозатори інсуліну, електроміостимулятори тощо.

Розглянемо докладніше імплантовані водії серцевого ритму, або як їх ще називають, електрокардіостимулятори (ЕКСР). В даний час випускаються як прогамнокеровані ЕКРС так і ЕКСР з регулюванням в замкненому контурі.

При програмному управлінні частота імпульсів або задається лікарем, або може бути підрегульована на основі корпорального сигналу, що корелює з потребами кровообігу в системі.

При управлінні в замкнутому контурі частота імпульсів може бути відрегульована на основі внутрісерцевого сигналу, що відображає процеси авторегуляції серця. У цьому випадку, частота згенерованих електричних імпульсів може бути найбільш адекватна сигналам природної регуляції кровообігу.

В якості вимірюваних та використовуваних для управління параметрів крім електричної активності серця в ЕКСР використовуються хвилинний об’єм, частота дихання, рухова активність, енергія руху, температура крові, значення РН, оксигенація венозної крові, та ряд інших.