Журнал "Здоровье" №6 (102) 1963

Радиоэлектроника на службе здоровья

Доктор медицинских наук Ф. Г. Портнов

Наш век называют атомным, но его с таким же основанием можно назвать веком радиоэлектроники. В самом деле, жизнь современного человека немыслима без электронных приборов самого различного назначения. Электронные радиопередающие и радиоприемные устройства доносят голос Москвы в самые отдаленные уголки земного шара. Успехи электроники — это телевидение и автоматизация производства, звуковое кино и кибернетика, искусственные спутники Земли и космические корабли.

Что же такое электроника?

Электроника — область физики и техники, где применяются специальные сложные электрические приборы — электровакуумные и полупроводниковые, в которых основными или единственными носителями тока являются мельчайшие частицы атома — электроны. Расцвет всех областей знаний современной науки стал возможным в результате широкого внедрения методов электронной техники.

В развитии медицины радиоэлектроника сделала подлинную революцию. Это относится и к методам лабораторных исследований, и к методам диагностики и лечения.

Электроника позволила изучить электрические явления (биотоки) сердца, мозга, желудка и других органов человека. Более того, современные электронные приборы дали возможность исследовать функции нервного волокна, нервной клетки и т. д. Пожалуй, сейчас уже нет такой области медицины, где бы не использовалась радиоэлектронная техника.

Войдем, например, в операционную. Оборудование ее очень трудно коротко описать, так много здесь новейших электронных приборов.

Во время операции у больного может остановиться дыхание. Чтобы предупредить это, хирург пользуется специальным аппаратом — электрическим стимулятором дыхания. Принцип действия его состоит в том, что электрические импульсы, вырабатываемые в аппарате, раздражают диафрагмальный нерв и дыхательную мускулатуру, стимулируя тем самым акт дыхания. В аппарате есть двухканальный источник импульсного тока. По одному каналу идут электрические импульсы, стимулирующие вдох, а по другому — выдох. Когда в канале вдоха ток прекращается, он сейчас же возникает в канале выдоха.

Больному дан наркоз. Идет операция. На пальце больного находится небольшой прибор в виде кольца с коробочкой. От него идут провода к другому электронному прибору. Это пульсотахометр. Каждый удар пульса отмечается звуковым или световым сигналом. На специальном большом табло видно число ударов пульса в минуту. Рядом аппарат, автоматически регистрирующий уровень кровяного давления. На экранах осциллографов, за которыми следит наркотизатор, электронный луч чертит кривые биотоков мозга, биотоков сердца.

Биотоки — электрические сигналы, по которым врачи судят о состоянии и функциях различных органов и систем. Элементарным источником биотоков, своеобразным биогенератором является живая клетка. Находящаяся в возбуждении часть клетки имеет отрицательный заряд, в покое — положительный. Современная электронная аппаратура позволяет зарегистрировать биотоки целых органов, отдельных клеток и даже их частей. Например, биотоки сердца, регистрируемые методом электрокардиографии, позволяют определить функциональное состояние сердечной мышцы, ритм сердечных сокращений.

Если во время операции наступает самое серьезное осложнение — остановка сердца, то раздается команда врача: включить дефибриллятор! Так называется аппарат, который восстанавливает деятельность сердца, когда оно, прежде чем остановиться, начинает трепетать — фибриллировать. Сильный разряд электричества подается к сердцу, и сердечная мышца начинает вновь нормально сокращаться.

В некоторых случаях электронный луч специального прибора кардиоскопа укажет врачу, что ритм сердечных сокращений неровный. Это послужит сигналом для включения другого радиоэлектронного прибора — водителя ритма. Он сообщит сердцу больного такой ритм, какой считает необходимым хирург: 60–80 или 100 ударов в минуту.

За всем, что происходит в операционной, можно наблюдать из отдаленных аудиторий клиники по цветному телевидению. Это тоже электронная техника, которая стоит на службе здоровья, помогает обучать молодых специалистов методике сложнейших хирургических операций.

Но не только хирурги пользуются сегодня электронной медицинской аппаратурой. Правильно поставить диагноз заболевания сердца невозможно без электрокардиографического и рентгенологического исследований. По электрокардиограмме можно точно установить место и степень поражения мышцы сердца при инфаркте миокарда. Рентгеновское исследование — ангиография — позволяет определить у человека состояние кровеносных сосудов.

Существует и ряд других методов исследования деятельности сердечно-сосудистой системы: оксигемография, кардиогемодинамография, фонокардиография.

Оксигемография — регистрация степени насыщения крови кислородом. Известно, что, поглощаясь кровью, кислород связывается с ее красящим веществом — гемоглобином, образуя соединение оксигемоглобин. Изменения окраски крови улавливаются чувствительным фотоэлементом, который закрепляют на ухе или пальце человека. На стороне, противоположной расположению фотоэлемента, укрепляется небольшая лампочка. Свет от лампочки проходит через участок тела (ухо, палец). С помощью такого фотодатчика можно не только изучать степень насыщения крови кислородом, устанавливать кислородное голодание, но также регистрировать изменения кровенаполнения кровеносных сосудов отдельных частей тела человека.

Разработанный советскими учеными метод кардиогемодинамографии служит для регистрации и изучения механических процессов, происходящих под влиянием сокращений сердца и перемещения крови. Этот метод позволяет врачу проследить все фазы сердечного цикла, детально проанализировать сердечную деятельность, что весьма важно для диагностики некоторых заболеваний.

Таким же целям служит фонокардиография — регистрация звуковых явлений, происходящих при сердечной деятельности. Для этого используется чувствительный микрофон соединенный с усилительным и регистрирующим устройством. В последние годы создан микрофон столь малых размеров, что его удается через локтевую вену ввести в сердце больного и слушать непосредственно оттуда передачу звуковых явлений, происходящих при захлопывании сердечных клапанов и выбрасывании крови из сердца. Фонокардиограф и полученные с его помощью фонограммы демонстрировались в прошлом году на второй Всесоюзной конференции по применению методов радиоэлектроники в медицине и биологии, проходившей в Ленинграде.

Для диагностики заболеваний нервной системы и мышечного аппарата применяются электронные методы регистрации биотоков мышц — электромиография. Широко используется электротермометрия — регистрация температуры кожи и тела человека. Она позволяет получить сведения о состоянии вегетативной нервной системы, о температурной регуляции и кровообращении в различных участках организма.

Советские инженеры совместно с врачами и физиологами создали электронный прибор, с помощью которого изучают функции коры головного мозга. Он называется электроэнцефалоскопом, или «телевизором мозга». На экране электронно-лучевой трубки можно наблюдать, как протекают биоэлектрические процессы в коре головного мозга человека, видеть ту чудесную мозаику возбуждения и торможения, о которой писал три десятилетия назад И. П. Павлов. Регистрация производится одновременно со 100 и более точек мозга.

Большой интерес для врачей представляет предложенная отечественными учеными так называемая радиопилюля для исследований желудочно-кишечного тракта. Это микроминиатюрный полупроводниковый радиопередатчик мощностью в несколько микроватт. Длина пилюли не более 25 миллиметров и диаметр 8 миллиметров. Ее свободно может проглотить человек, и она, продвигаясь по пищеварительному тракту, посылает в эфир информацию о кислотности желудочного сока, давлении, температуре. Своеобразный «радиорепортаж» из желудочно-кишечного тракта воспринимается антенной, а записывающее устройство чертит кривые, по которым можно судить об изменениях исследуемого процесса.

Вершиной применения электроники в биологии и медицине явились исследования, проводимые на искусственных спутниках с животными-космонавтами. Кто не помнит Лайку, Белку и Стрелку, проложивших в космос дорогу человеку? Об их состоянии, физиологических функциях сердца, дыхании, поведении непрерывно поступала информация на Землю, где ученые следили за ходом полета.

Радиотелеметрия — так называется метод передачи по радио информации о состоянии основных физиологических функций организма на дальние расстояния. Невидимые нити связывали с Землей наших первых героев-космонавтов Юрия Гагарина и Германа Титова, звездных братьев Андрияна Николаева и Павла Поповича. Каждый удар сердца космонавтов, каждый их вдох передавались из космоса и регистрировались на Земле с помощью специальных электронных приборов. А во время последнего группового полета наших космонавтов А. Николаева и П. Поповича весь мир мог видеть телевизионный репортаж из космических кораблей «Восток-3» и «Восток-4».

Однако не только из заоблачных высот космического пространства нужна информация о состоянии человека во время работы. Радиотелеметрия помогает на расстоянии следить за сердечной деятельностью спортсмена во время тренировок и соревнований, рабочего, стоящего у станка или пульта управления. Новая электронная аппаратура открывает широкие возможности для исследований в области физиологии труда и спорта.

Отечественная промышленность уже выпускает телеэлектрокардиограф. С его помощью можно принимать по радио на расстоянии до 150 метров электрокардиограмму спортсмена или рабочего. Миниатюрная передающая аппаратура, укрепляемая в шлеме, не стесняет движений человека, не мешает ему работать.

Нельзя не рассказать еще об одной возможности передачи информации сердечной деятельности на дальние расстояния, которую открывает перед врачами радиоэлектронная техника. Недавно литовские инженеры и врачи создали прибор, позволяющий передавать электрокардиограммы по телефону. Первый удачный опыт передачи электрокардиограммы был сделан из Каунаса в Москву. Этот прибор окажет неоценимую помощь сельскому врачу. Он сможет получить в случае необходимости немедленную квалифицированную консультацию специалиста, находящегося за многие километры от постели больного.

Электронные приборы находят широкое применение не только в диагностике, но и в лечении. В последние годы физиотерапевтические отделения многих поликлиник и больниц нашей страны пополнились новыми электронными физиотерапевтическими приборами и аппаратами. Для лечения, например, заболеваний периферической нервной системы, а также в зубоврачебной практике начинают использовать ультразвук. В практику все шире входит лечение электромагнитными волнами различной частоты. Получение этих электромагнитных колебаний также осуществляется с помощью радиоэлектронных устройств.

Сконструирован специальный аппарат для электросна. Электроды аппарата укрепляются на голове больного. Электрические импульсы, проходя через головной мозг, вызывают сон, близкий по своему характеру к нормальному, физиологическому.

Мы осветили лишь несколько из огромного числа методов использования электроники в медицине. Триумфальный путь электроники продолжается. На смену громоздким электронным лампам приходят малогабаритные полупроводниковые приборы. Аппаратура становится все более компактной, надежной и доступной. Электроника, стае на службу здоровья, вооружила врача новыми средствами распознавания, предупреждения и лечения болезней.