Elektronika w medycynie

Elektronika w medycynie
Pobierz PDF Download icon

Medycyna jest tą dyscypliną nauki, która nierozerwalnie kojarzy się ze specjalistycznym instrumentarium. Bez wspomagania przyrządami, jakie by one nie były, nie byłoby możliwe wykonanie nawet najprostszych zabiegów i operacji medycznych. Zanim pojawiła się elektronika radzono sobie różnymi, mniej lub bardziej wymyślnymi instrumentami mechanicznymi. O ile ułatwiały one pracę lekarzom, to nie przyczyniały się do rozwoju medycyny jako nauki. Stało się to możliwe dopiero po wprowadzeniu elektroniki.

Spis treści

O czym nie powiedziano

W artykule nawet nie wspomniano o wielu instrumentach medycznych, których istotną część stanowi elektronika. Dla porządku należy je choćby wymienić te najważniejsze.

Rezonans magnetyczny – to jedno z najbardziej skomplikowanych urządzeń medycznych. Jest to kolejny przyrząd służący do nieinwazyjnego badania narządów wewnętrznych we wszystkich płaszczyznach. Pacjent jest wprowadzany do olbrzymiej cewki generującej silne pole magnetyczne, a także fale radiowe. Specjalne detektory badają to pole po przejściu przez ciało pacjenta i na tej podstawie jest sporządzany obraz. Bardzo ważne jest zachowanie pełnej izolacji od obcych pół elektromagnetycznych. Tą metodą są badane takie części ciała, jak: kręgosłup, kolana, nadgarstki, barki i stawy biodrowe i skokowe oraz stopy.

Tomografia komputerowa, (CT, TK). Urządzenie wykonuje serię prześwietleń (najczęściej mózgu) wykonując jednocześnie ruch posuwisty i obrotowy. W ten sposób powstaje seria obrazów przedstawiających wnętrze mózgu tak, jakby był krojony na plasterki. Obraz nie jest tworzony wprost z sygnałów odbieranych przez detektory promieniowania X, musi być obliczony komputerowo. Współczesne tomografy wykonują do 2 milionów projekcji w czasie jednego pomiaru, dzięki czemu uzyskiwana jest niewyobrażalna rozdzielczość rzędu dziesiątek mikrometrów.

Elektroencefalograf (EEG). Aparatura służąca do badania tzw. fal mózgowych. Są to sygnały elektryczne o bardzo małych częstotliwościach rzędu 0,5...35 Hz odczytywane za pośrednictwem zespołu składającego się z 24 sond umieszczanych na głowie pacjenta. Elektroencefalografia jest użyteczna w diagnozowaniu chorób ośrodkowego układu nerwowego, jak również w diagnozowaniu zaburzeń snu. W wyniku badania powstaje kolekcja zapisów uzyskiwanych z każdej sondy. Na ich podstawie lekarz specjalista wyciąga wnioski o stanie osoby badanej i podejmuje ewentualne środki lecznicze. Badanie trwa około 20 minut i musi przebiegać w spokojnym, cichym pomieszczeniu, tak aby nic nie rozpraszało pacjenta. EEG jest jednym z podstawowych badań w leczeniu padaczki.

Specyficzną odmianą EEG jest zapoczątkowany w latach 60. XX wieku Biofeedback. W tym przypadku nie można jednak mówić o diagnostyce i leczeniu, a raczej o treningu mózgu. Termin ten w dosłownym tłumaczeniu oznacza biologiczne sprzężenie zwrotne. I rzeczywiście jest to specjalne urządzenie elektroniczne, które w czasie rzeczywistym bada aktywność mózgu i sygnalizuje ją osobie badanej z rozróżnieniem na poszczególne fale mózgowe. W ten sposób osoba ta uczy się własnych reakcji na określone bodźce i stara się odpowiednio zmieniać reakcje swojego mózgu. Trening biofeedback ułatwia wychodzenie ze stanów depresji.

Do badania schorzeń układu nerwowego oprócz EEG stosowana jest tez metoda EMG, czyli elektromiografia. Obiektem badań nie jednak mózg lecz mięśnie i nerwy. Jest to metoda elektrofizjologiczna, badania takiego powinny więc unikać osoby z wszczepionym rozrusznikiem serca. Metodą EMG są diagnozowane liczne schorzenia układu mięśniowo-nerwowego, takie jak: dystrofia mięśniowa, stwardnienie boczne zanikowe, rdzeniowy zanik mięśni, jak również zespół cieśni nadgarstka, zespół cieśni kanału stępu oraz chorób złącza nerwowo-mięśniowego, np. miastenii. Badanie jest dość złożone, składa się z czterech, w zasadzie niezależnych badań: elektroneurografia (badanie przewodnictwa w nerwach obwodowych), badanie mięśni, badanie transmisji nerwowo-mięśniowej i badanie nadpobudliwości nerwowo-mięśniowej.

Robot chirurgiczny Da Vinci. Jedno z najbardziej spektakularnych urządzeń medycznych, jakie są w dyspozycji polskich chirurgów. Użytkowany od 2017 roku robot umożliwia wykonywanie bardzo skomplikowanych operacji chirurgicznych przede wszystkim w leczeniu raka prostaty. Robot korzysta z kamery dającej 10-krotne powiększenie 3-wymiarowego obrazu. 7 stopni swobody ramion robota zapewnia precyzję ruchów nie osiągalną w operacjach prowadzonych metodami klasycznymi. Wyeliminowano naturalne drżenie rąk człowieka. Precyzja wykonywania czynności może w przypadku leczenia raka prostaty decydować o sukcesie lub porażce operacji ze względu na położone bardzo blisko siebie zwieracz cewki moczowej i pęczki naczyniowo-nerwowe. Ich przypadkowe uszkodzenie prowadzi do bardzo przykrych dla pacjenta konsekwencji. Jest tylko jeden problem – całkowity koszt operacji to ok. 35000 zł.

Jarosław Doliński, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
grudzień 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik czerwiec 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów