Медицинская техника цифровой медицины

Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2022 
 

УДК 615.47 
ББК 34.967 
М42 
 
Букейханов Н. Р., Гвоздкова С. И., 
Кулизаде Д. И., Чмырь И. М. 
 

кандидат медицинских наук, заведующая отделением  

ФГБУ «3 Центральный военный клинический госпиталь  
имени А. А. Вишневского» Министерства обороны РФ  

; 
кандидат технических наук, доцент кафедры электроэнергетики транспорта 
Российского университета транспорта (РУТ (МИИТ))  
 
 
42   
: учебное пособие / 
[Букейханов Н. Р. и др.]. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. – 
124 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1022-9 
 
Рассмотрено конструирование и проектирование медицинской техники, 
базирующееся на исследованиях фундаментальных академических и технических наук. Приведены примеры современной медицинской техники, достижения инженерных идей, материаловедения, информационных технологий, автоматизации, искусственного интеллекта. Дана информация об изделиях и технологиях других отраслей промышленности, таких как компьютерная техника, 
автомобили, самолеты, вертолеты, техника по сбору и обезвреживанию медицинских отходов, используемых в практике работы ЛПУ.    
Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» по профессиональному циклу дисциплин «Медикобиологические основы безопасности», «Безопасность жизнедеятельности». 
Может быть полезно студентам как технических, так и медицинских колледжей 
и вузов. 
 
УДК 615.47 
ББК 34.967 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1022-9 
Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 
 
Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 

АББРЕВИАТУРЫ ............................................................................................. 4 

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................ 5 

ГЛАВА 1. COVID-19 И ЦИФРОВАЯ МЕДИЦИНА ..................................... 8 

1.1. Цифровая медицина ................................................................................... 8 

ГЛАВА 2. НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ И ПРОГРЕСС  
ЦИФРОВОЙ МЕДИЦИНЫ .................................................................................... 14 

2.1. Фундаментальные и прикладные исследования – основа прогресса 
здравоохранения ...................................................................................................... 14 
2.1.1. Врачи-изобретатели технических устройств ..................................... 14 
2.1.2. Геном человека ...................................................................................... 17 
2.1.3. Искусственный интеллект в медицине (smart-медицина) ................ 23 

ГЛАВА 3. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕДИЦИНСКОЙ  
ТЕХНИКИ В РАБОТЕ ЛПУ ................................................................................... 25 

3.1. Техника в системе диагностики заболеваний ....................................... 25 
3.1.1. Лучевая диагностика XXI века ............................................................ 25 

ГЛАВА 4. ЛЕЧЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕДИЦИНСКОЙ  
ТЕХНИКИ ................................................................................................................ 38 

ГЛАВА 5. ТЕХНИКА РЕАБИЛИТАЦИИ И ПРОФИЛАКТИКИ  
ПОСЛЕ И ДО ЛЕЧЕНИЯ В ЛПУ .......................................................................... 82 

ГЛАВА 6. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ  
МЕДИЦИНСКИХ ОТХОДОВ ............................................................................... 93 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 105 

ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................... 109 

ГЛОССАРИЙ ................................................................................................. 117 

ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................. 121 

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота 
ЕГИСЗ – Единая государственная информационная система здравоохранения  
ЕС – Европейский союз 
ЕМИАС – Единая медицинская информационно-аналитическая система  
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт 
ИВЛ – аппарат искусственной вентиляции легких 
ИиР – исследования и разработки 
ИТ – информационные технологии 
ИКТ – информационно-коммуникационные технологии 
IoT – Интернет вещей 
IoMT – Интернет медицинских вещей 
МГТУ СТАНКИН – ФГБОУ ВО Московский государственный технологический университет СТАНКИН  
МРТ – магнитно-резонансная томография 
МФТИ – Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет) 
НИР – научно-исследовательская работа 
НИУ ВШЭ – Национальный исследовательский университет «Высшая 
школа экономики» 
ОКР – обсессивно-компульсивное расстройство  
ОКР – опытно-конструкторские работы 
ОКТ – оптическая когерентная томография 
ОЭСР – Организация экономического сотрудничества и развития 
ПНТР – прогноз научно-технологического развития России на период  
до 2030 г. 
РГБ – Российская государственная библиотека 
РКТ – рентгеновская компьютерная томография (КТ) 
РНК – рибонуклеиновая кислота 
СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита 
УЗИ – ультразвуковое исследование 
ЦНС – центральная нервная система 
ЭКГ – электрокардиография 
ЮНИДО Организация Объединенных Наций по промышленному развитию 
(United Nations Industrial Development Organization – UNIDO) 
 
 
 
 
 

Здоровье человека – важнейший показатель качества его жизни и социальной политики государства. Во все времена не только врачи, но и специалисты 
всех профессий прямо или косвенно решают проблемы медицины. По историческим критериям медицина развивается крайне быстро. Французский философ 
и врач Жан Бернар писал, что если бы врач уснул в 1930 году и проснулся  
в 1960 году, то его медицинские знания были бы хуже, чем у первокурсников. 
Впоследствии развитие медицины только ускорялось и предлагало людям всё 
больше качественных методов продления жизни. В последние десятилетия медицина стала как никогда открытой к другим областям знаний. 
Самым главным достижением цивилизации стало создание цифровой медицины. Согласно определению, приведенному на сайте РГБ, «– система научных знаний и практической деятельности по диагностике, лечению и профилактике заболеваний, сохранению и укреплению здоровья 
и трудоспособности людей, продлению жизни, а также облегчению страданий 
от физических и психических недугов на основе , накапливающей, поддерживающей и развивающей систему 
научных знаний в сфере и доступ к сервисам на основе информационно-коммуникационных технологий».  
В статье Селиванова Д. В. «Цифровизация здравоохранения России: проблемы и перспективы» представлен подход к формированию интегральных показателей оценки уровня информатизации регионального сегмента здравоохранения на основе функциональных требований к медицинским информационным системам медицинских организаций в рамках реализации федерального 
проекта «Создание единого цифрового контура в здравоохранении на основе 
единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения». 
В данном учебном пособии наряду с продукцией медицинской техники, 
которую производит медицинская промышленность будет приведена информация об изделиях и технологиях других отраслей промышленности, таких как 
компьютерная техника, автомобили, самолеты, вертолеты, техника по сбору и 
обезвреживанию медицинских отходов, используемых в практике работы ЛПУ.  
 В МГТУ СТАНКИН, согласно ФГОС Министерства Высшего образования 
России, студенты бакалавриата по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность» изучают дисциплину «Медико-биологические основы безопасности». Учитывая задачи инженерного ВУЗа, нами один из разделов рабочей программы данной дисциплины посвящен роли технических средств в работе лечебных учреждений. Приведем выдержку из рабочей программы ФГБОУ ВО 
МГТУ СТАНКИН по данной дисциплине: «Инженерные методы обеспечения  
в медицине диагностики, профилактики, лечения, реабилитации состояния организма человека. Приборы и инструменты медицинской техники, МРТ,  
УЗИ и т. д. Автоматизированные системы обеспечения комфортных и лечебных 
условий. Дистанционное управление диагностикой и лечением. Техника реаби

литации: оборудование для лечения, протезирование. 3D-печатание внутренних 
и внешних органов. Искусственное сердце, легкие, экзоскелеты и т. д.».  
В первую очередь в рамках технологического университета укажем,  
что практически все успехи современной медицинской техники основаны  
на совместной работе специалистов по конструированию и проектированию, 
базирующиеся на теоретических и прикладных исследованиях академической и 
прикладной наук, достижениях информационных технологий, искусственного 
интеллекта, новых высокоточных автоматизированных систем. 
Необходимо особо отметить, что в основе создания «цифровой медицины» 
находятся фундаментальные исследования как технических, так и медицинских 
наук. Выдающийся математик, философ Норберт Винер, изучив труды по физиологии о законах работы центральной нервной системы лауреата Нобелевской премии Ивана Павлова, Ивана Сеченова, Петра Анохина и других, использовал учение о прямой и обратной связи при создании новой науки «кибернетики» – науки об управлении. При этом процесс управления обеспечивается передачей информации по механизму прямой и обратной связи (рис. В1).  

 
Модели Винера систем управления и передачи информации 
 
Создание телевидения – результат многолетней работы ученых и инженеров, открывших фотоэффект, создавших фотоэлементы, кинескоп (катоднолучевая тубка), первый электронный телевизор (1887–1939 годы). Неполный 
список ученых и инженеров периода создания телевидения – Г. Герц, А. Столетов, К. Браун, Б. Розинг, В. Зворыкин. В 1934 г. первая трансляция телевизионной передачи со звуком. Начало телемедицины – 1905 год.  
 
Организация здравоохранения всегда была в руках государства. Так,  
в царской России при вспышках эпидемий чумы, холеры государство вводило 
жесткие карантинные меры. Этот организационный метод используют и в наши 
дни. Во время пандемии «COVID-19» все государства вводили «Локдаун»  
в городах, других населенных пунктах, ограничивали автомобильное и другие 
виды сообщения между государствами или регионами внутри государств.  

Современные информационные технологии, телемедицина позволили 
существенно повысить уровень контроля за соблюдением режима «локдауна», 
обеспечить 
снижение 
рисков 
экономических 
потерь 
путем 
перевода 
предприятий и организаций на дистанционноую работу, а школьников и 
студентов – на дистанционное обучение.  
Борьба с пандемией в значительной степени зависит от оснащенности ЛПУ 
соответствующей диагностической техникой, аппаратурой для лечения и реабилитации. Несколько примеров. В 2020 году в Москве основали «Центр лучевой диагностики», в котором стартовала система «компьютерного зрения»  
для распознавания коронавируса на КТ-снимках лёгких, поступающих  
из 45 поликлиник столицы. В этом центре искусственный интеллект с высокой 
скоростью анализирует снимки, дает очень точный результат, на основе которого врач ставит окончательный диагноз. 
Отделения для лечения COVID-19 должны представлять максимально изолированные помещения, оснащенные всем необходимым медицинским оборудованием и инструментарием для оказания помощи инфицированным пациентам. Согласно Приказу Минздрава РФ от 02.04.2020 г. № 264н, структурное 
подразделение медицинской организации для лечения COVID-19 должно быть 
оснащено соответственно следующим минимальным требованиям: аппаратом 
искусственной вентиляции легких, монитором на пациента (мониторинг состояния здоровья пациента путем измерений неинвазивного артериального давления, электрокардиограммы, частоты дыхания, температуры, оксиметрии, капнометрии, сердечного выброса), шприцевым насосом, электрическим аспиратором, увлажнителем кислорода, пульсоксиметром, аппаратом для определения 
газов крови, аппаратом для определения артериального давления. При этом  
для постановки диагноза и контроля хода лечения постоянно используют  
КТ-аппаратуру. 
На конференции «Цифровая медицина» издательского дома «КоммерсантЪ» пришли к выводу, что цифровые технологии создают медицину, которая 
строится на целой экосистеме, – 
студентов 
как технических, так и медицинских колледжей и вузов к решению проблем 
медицины от диагностики до лечения, реабилитации, профилактики путем разработки эффективных медицинских техники и технологий. 
 
 
 

 
** (две звездочки над словом обозначают понятие, содержание которого приведено в Глоссарии данной книги) 

COVID 
 
В наше время информационные технологии проникли во все сферы жизни 
общества. Здравоохранение не исключение. Свидетельство этому Приказ Минздравсоцразвития России от 28.04.2011 г. № 364 «Об утверждении Концепции 
создания единой государственной информационной системы в сфере здравоохранения» в редакции Приказа Минздравсоцразвития России № 348 (рис. 1.1).  

 
Структура системы здравоохранения 
  
В 2011 году в России утвердили Концепцию создания ЕГИСЗ (Единой государственной информационной системы здравоохранения), основными целями 
которой являются:  
– информатизация процессов оказания медицинской помощи населению; 
внедрение интегрированных электронных медицинских карт пациентов; переход 
к онлайн-мониторингу ключевых показателей здоровья и улучшения управления 
отраслью здравоохранения на основании внедрения ИКТ-технологий;  
– повышение эффективности использования ресурсов здравоохранения;  
– ведение государственных регистров больных по основным (приоритетным) заболеваниям;  
– планирование, организация и анализ результатов НИР и ОКР;  
– планирование и анализ подготовки врачебных и педагогических кадров;  
– учет и анализ материально-технической базы здравоохранения.  

Положительные стороны формирования единой информационной среды:  
большая прозрачность лечебно-диагностического процесса;  
создание и поддерживание банка данных, сопряженного с различными 
МИС (медицинскими информационными системами);  
возможность доступа врачей к различным экспертным системам постановки диагноза и лечения, получения полной информации о состоянии здоровья пациента на основании электронной карты больного, а также в определенных случаях возможность уменьшать последствия возможного субъективизма 
оценки заболевания и необходимого лечения;  
устранение опасения пациентов об утере данных или нечитабельного 
оформления результатов анализов, рецептов, записей хода лечения и назначенных процедур.  
Внедрение информационных технологий и искусственного интеллекта  
в медицине позволит:  
–Организовать дистанционный мониторинг пациента, удаленное консультирование специалистами.  
– Обеспечить доступность и оптимальность по времени для населения получения необходимых документов для оформления водительского удостоверения, трудоустройства и т. п.  
– Развить информационные медицинские системы. В наше время информационные технологии проникли во все сферы человеческой жизнедеятельности, и 
здравоохранение не является исключением в этом плане, о чем свидетельствует 
Приказ Минздравсоцразвития России от 28.04.2011 г. № 364 «Об утверждении 
Концепции создания единой государственной информационной системы в сфере 
здравоохранения» в редакции Приказа Минздравсоцразвития России № 348 
от 12.04.2012 г.  
Принята следующая классификация медицинской техники и медицинских приборов: 
1. – технические устройства, с помощью которых можно получить необходимую информацию о состоянии организма, поставить диагноз (тонометр, термометр, спирометр, динамометр и др.). 
2. – технические устройства, генерирующие энергию какоголибо вида с целью воздействия на организм (УЗИ, рентгеновский аппарат, аппарат искусственной почки) или заменяющие функциональные системы организма в течение определенного времени (искусственные почки, сердце, вентиляция легких). 
3. – технические устройства, обеспечивающие создание необходимых условий для больного и медицинского персонала при проведении 
лечебно-диагностических процедур (кушетки, каталки, кресла и др.). 
Мировое производство медицинской техники сосредоточено в нескольких 
странах. Крупнейшие производители – США и Китай, на их долю приходится 
более 50 % мирового производства. Они выпускают, например, медицинские 

приборы, ортопедические приспособления, дыхательную аппаратуру, основными покупателями которых являются Япония, Мексика и Германия. Россия занимает достаточно скромное 35 место по объёму продукции в общемировом 
рейтинге поставщиков, обгоняя такие страны, как Португалия (36 место), Норвегия (37 место) и Турция (42 место). Среди стран-лидеров импорта российской 
медтехники за первые 7 месяцев 2020 года – Индия, Китай, Казахстан и Германия. 
На 2020 год эксперты прогнозировали снижение реального мирового производства медицинской техники на 1,6 % по сравнению с 2019 годом. Падение 
этого сегмента производства, как и ряда других, в первую очередь объясняется 
закрытием границ и, как следствие, сложностью поставок.  
Общемировым тенденциям подвержена и Россия. Здесь, по оценкам экспертов, объем производства медицинской техники в 2020 году сократился  
на 6,2 % по сравнению с 2019 годом. Между тем, аналитики уверены, что опыт 
настоящей эпидемии наглядно продемонстрировал необходимость увеличения 
затрат не только на здравоохранение, но и на исследования и разработки в области медицины для наращивания производства конкурентоспособной медицинской техники. Это актуально как для внутреннего рынка страны, так и  
для международного.  
Ожидают, что мировой экспорт медицинской техники будет ежегодно расти примерно на 4 %. Основания для такого прогноза дает ожидаемая диверсификация производства оптики, приборов и медицинских изделий за счет появления новых и более совершенных устройств и компьютеров для считывания 
показаний организма человека, поиска современных методов лечения сложных 
вирусов и болезней, открытия новых исследовательских опорных лабораторий. 
Оборудование для лечения болезней, вызванных коронавирусной инфекцией COVID-19, – аппараты искусственной вентиляции, концентраторы и 
увлажнители кислорода, мониторы и инфузионные насосы. Оборудование  
для хранения вакцин и лекарственных препаратов – морозильники фармацевтические медицинские, холодильники фармацевтические медицинские. 
является 
«Научный центр неврологии» в г. Москве, который предлагает высококвалифицированную нейрохирургическую помощь. Центр работает на следующем 
современном оборудовании, дающем возможность осуществлять широкий диапазон возможностей лечения: 
- современные нейрохирургические микроскопы; 
- нейрохирургические многофункциональные столы; 
- эндоскопическая стойка с набором инструментов для различных видов 
вмешательств, доступна 3D-эндоскопия; 
- кибер-нож; 
- все виды МР и КТ диагностики; 
- гамма-нож; 
- позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ); 
- интерфейс мозг-компьютер.