1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Как это часто бывает — мир не сразу оценил возможности транзистора, о появлении которого сообщила 1 июля 1948 г. газета «Нью-Йорк Таймс»: «Вчера фирма «Белл Телефон Лабораториз» впервые продемонстрировала изобретенный ею прибор под названием «транзистор», который в некоторых случаях можно использовать в области радиотехники вместо электронных ламп... Он начинает работу мгновенно, без задержки на разогрев, так как в отличие от радиолампы в нем нет накала. Рабочие элементы прибора состоят всего лишь из двух тонких проволочек, подходящих к кусочку твердого полупроводникового материала величиной с булавочную головку, приплавленному к металлическому основанию. Вещество, помещенное на металлическом основании, усиливает ток, подводимый к нему по одной проволочке, а другая проволочка отводит усиленный ток».

И тут дело не обошлось без электрона. Полупроводников известно, немало, но наибольшее распространение в технике получили сейчас кремний и германий. Чистые полупроводники при низкой температуре подобны изоляторам. Все электроны у них прочно удерживаются в своих атомах. Если же в кристалл кремния или германия ввести добавочный электрон, то он начнет блуждать по кристаллу, «перепрыгивая» с места на место от одного атома к другому. Если убрать электрон из нейтрального изолятора, то эту «дырку» заполнит электрон от соседнего атома, подарив ему новую «дырку».

Но как можно «убрать» электроны?

Представим себе кристалл германия, в котором один из атомов германия заменен атомом мышьяка. У атомов германия кристаллическая, структура определяется четырьмя электронами, у мышьяка — пятью. И вот отдельный атом примеси мышьяка, засев в решетке кристалла германия (потому что «габариты» у него как раз те, что надо), освобождает «лишний», слабо привязанный к нему электрон. И этот свободный электрон «на свой страх и риск» отправляется блуждать по решетке кристалла. Примесный атом мышьяка образует донарный узел, который снабжает кристалл отрицательным носителем — электроном. Если кристалл германия вырастить из расплава, куда добавить небольшое количество мышьяка, то мышьяковые донарские пункты распределятся по всему кристаллу. У кристалла появится определенная плотность внедренных отрицательных носителей. Если теперь к полупроводниковому кристаллу приложить пару электродов и присоединить их к источнику разности потенциалов, то внутри кристалла появится электрическое поле, которое вынудит двигаться положительные и отрицательные носители. Потечет электрический ток.

В основу создания транзистора и были положены явления, происходящие на двух таких полупроводниковых переходах. Путь создания полупроводниковой электроники был трудным и долгим.

Если говорить коротко, развитие электроники пошло по пути микроминиатюризации и интеграции. На одном небольшом кристалле полупроводникового вещества площадью в несколько квадратных миллиметров стали изготавливать уже не один, а несколько транзисторов и диодов, электрически соединенных в различные электронные схемы. Степень интеграции непрерывно возрастала, и на сегодняшний день она характеризуется средним уровнем интеграции в несколько тысяч элементов на одном кристалле площадью от 5 до 20 мм2.

Появление больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС) открыл эру четвертого поколения в электронике— эру так называемой «функцирнальной электроники». В 1977 г. появился первый однокристальный микрокомпьютер, который мог выполнять определенные функции, осуществляемые ранее целыми блоками ЭВМ. В электронных часах со светодиодным индикатором 1300 транзисторов размещаются на кристалле площадью в 4 мм2, что составляет доли процента от объема часов.

По сравнению с первой ЭВМ на лампах современный микропроцессор, например, занимает в 300000 раз меньший объем, потребляет в 56 000 раз меньше электроэнергии и работает в 100 раз быстрее. Надежность такого микропроцессора в 10000 раз выше, среднее время безотказной работы исчисляется уже не часами, а десятками тысяч часов.

О том, что на помощь медикам непременно придут электронные вычислительные машины, специалисты заявляли еще в 50-х годах, на заре «компьютерного бума». С тех пор было опробовано множество различных методов применения ЭВМ. Использование их в медицине сейчас настолько многообразно, что даже простое их перечисление вышло бы далеко за пределы нашего рассказа.

В современных больницах скапливается огромное количество информации, поступающей из многочисленных источников: сведения о приеме и выписке пациентов, отчеты врачей, результаты лабораторных анализов и т. д. Кроме того, в каждой больнице подготавливается значительный объем данных, не связанных непосредственно с пациентом (рецепты на лекарства, ведомости и проч.). Создание автоматизированных систем управления многопрофильными больницами на базе сети мини или микро-ЭВМ обеспечит большую эффективность функционирования современных лечебных учреждений. Освободить врачей от рутинной работы и сберечь их время для более рационального использования в лечебном процессе под силу ЭВМ.

Использование ЭВМ является оптимальным для решения, управленческих задач здравоохранения и на более высоком уровне — в крупных городах, регионах, системе здравоохранения в целом. Сейчас различные годовые отчетные формы Минздрава СССР о состоянии здоровья населения содержат многие тысячи показателей, охватывающих все стороны развития отрасли, что делает затруднительным принятие наилучших решений. И это неудивительно. Ведь сегодня информационные потока во всех сферах деятельности стремительно растут, что родило проблему «информационного взрыва», о котором много говорят и пишут. Академик В. М. Глушков писал: «В начале 60-х годов специалисты подсчитали, что если продолжать перерабатывать учетно-плановую информацию в нашем народном хозяйстве старыми методами, то через 15 лет (т. е. в конце 70-х годов) в этой сфере придется занять чуть ли не все население страны. Но 70-е годы кончились, а такой катастрофы, как видим, не произошло. Это результат применения ЭВМ».

Применение техники порождает определенное противоречие между единством системы врач — больной и проявляющейся тенденцией удаления врача от больного в результате расширяющегося применения техники.

«Я верю, настанет день, когда больной не известно чем человек отдастся в руки физиков. Не спрашивая его ни о чем, эти физики возьмут у него кровь, выведут какие-то постоянные, перемножат их одна на другую Затем, сверившись с таблицей логарифмов, они вылечат его одной-единственной пилюлей, — писал Антуан де Сент-Экзюпери. — И все же, если я заболею, то обращусь к какому-нибудь старому сельскому врачу. Он взглянет на меня уголком глаза, пощупает пульс и живот, послушает. Затем кашлянет, раскурив трубку, потрет подбородок и улыбнется мне, чтобы лучше утолить боль. Разумеется, я восхищаюсь наукой, но я преклоняюсь и перед мудростью».

Эпоха земских врачей миновала. Технизация, индустриализация, специализация — вот современные тенденции здравоохранения. Ведь сейчас в мире официально насчитывается 173 врачебные специальности. При этом врач-специалист иногда встречается с больным лишь один или несколько раз и вынужден изучать все новые и новые потоки больных. И здесь, конечно, в чем-то прав Антуан де Сент-Экзюпери, подчеркивающий важность простого человеческого контакта между врачом и больным. «Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай скоропреходящ, опыт обманчив, суждение трудно, — говорил в одной из заповедей Гиппократ. — Поэтому не только сам врач должен быть готов совершить все, что от него требуется, но и больной, и окружающие, и все внешние .обстоятельства должны способствовать врачу в его деятельности».

И конечно, очень важно направить всю мощь ЭВМ на облегчение и улучшение деятельности врача, освобождение его от рутинной работы, В медицине машины не заменяют врача, а помогают ему. Ведь машины, какими бы совершенными они ни были, создаются человеком и для человека.

«...В медицине нет двух миров: мира лаборатории и мира клиники, мира духа и мира тела. Есть один-единственный мир, в котором происходят бесконечно сложные явления... Сознавая единство человеческого организма, настоящий врач одновременно врачует и отчаянье, и органические нарушения, которые оно порождает. Важность миссии врача составляет его отличие от всех прочих граждан». Так Андре Моруа характеризовал деятельность врача.

Чтобы успешно и дальше выполнять эту миссию, не отставать, а широко использовать в медицине современные достижения точных наук, врачам надо развивать новую систему мышления — «количественные категории»,

дополнив ими «качественные понятия», широко применяемые сейчас в практической медицине.

Недаром египетские жрецы, отдави своих детей для изучения свободных искусств, хотели, прежде всего, чтобы они изучили геометрические науки. «Отец медицины» Гиппократ своему сыну Фесалию предписывал, чтобы он настойчиво изучал арифметику и геометрию для применения их в медицине. Эти заповеди сейчас, как никогда, актуальны в связи с возрастающей ролью ЭВМ — медицинской науке нужны врачи с технической подготовкой и инженеры, знакомые с медициной.

Специалисты пока не пришли к единому мнению: сможет ли компьютер стать самостоятельным диагностом или же ограничится ролью накопителя и хранителя биомедицинской информации и первичного диагноста. Кстати говоря, эта роль под силу ЭВМ уже сегодня. Сейчас очевидно, что машина может держать в своей памяти больше симптомов различных болезней, чем самый знающий врач. И она не только помнит, но и на основе специальной программы сопоставляет факты и суждения, делая все это с недоступной для человека быстротой. А отсюда недалеко и до диагноза.

Известен такой случай. Однажды в компьютер были введены детальные сведения о пожилом человеке, доставленном ночью машиной «скорой помощи» в клинику. Плохой вид, одышка... Все говорило о том, что у больного сердечный приступ. Таково и было ориентировочное предположение врача, которое, однако, нуждалось в подтверждении. За дело взялась ЭВМ. Сопоставив и проанализировав все данные о состоянии пациента (отсутствие болей в области грудной клетки, перенесенный ранее сердечный приступ, нормальное давление крови, запись в истории болезни о диабете), машина отвергла более десятка предположительных заболеваний и быстро выдала сообщение о своем главном подозрении: «Предварительный диагноз — сахарный диабет». Но на этом ЭВМ не остановилась. Запросила данные об уровне сахара в крови. Он оказался довольно высоким. Задала целый ряд других вопросов, связанных с предполагаемой болезнью, и неожиданно объявила: «Отвергнуть диагноз — диабет сахарный». Последовали новые диагностические вопросы о шумах в сердце, о результатах прослушивания дыхания и рентгеновского просвечивания грудной клетки... Спустя несколько минут компьютер вынес окончательное заключение: «У больного сердечный приступ».

На всю эту работу ЭВМ потратила буквально считанные минуты, в то время как врачу, чтобы прийти к такому же (окончательному) решению, потребовалось бы несколько дней.

Пытаясь заглянуть в будущее, на двадцать лет вперед, академик АН УССР Н. М. Амосов нарисовал такую картину. Человек обратился в поликлинику или больницу. Беседа с врачом. Всестороннее обследование с применением разнообразнейшей аппаратуры. Наряду с рентгеном — ультразвуковое зондирование. Диагностические машины сами записывают и расшифровывают кривые. Анализируют «быстрее мысли» огромные массивы информации, представляя врачу данные о состоянии всех основных органов. Распознавая болезни, советуют, как лучше исцелить пациента. Информационно-поисковая система выдает незамедлительно любые сведения.

«Все это, — отмечает Н. Амосов, — будет возможно только при условии широкого применения кибернетических методов в медицине».

 

Подписная научно-популярная серия "Медицина", 1985/2


Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Copyright ©, МЕДИЦИНА Научно-популярный журнал, 2012-1018. Все права защищены.