NAUKA I TECHNIKA W PK


Stanisław Mazurkiewicz

 

Biomechanika – wczoraj, dziś i jutro (cz. II) (cz. I)

 

 

Inżynieria medyczna
i jej związek z biomechaniką

 

    Cele i zadania inżynierii medycznej wynikają z jej związków z biomechaniką, zwłaszcza biomechaniką stosowaną. Jeśli przyjąć za Kotarbińskim, iż biomechanikę zalicza się do nauk “interesujących się działalnością człowieka” – stroną fizyczną, ściśle rzecz biorąc mechaniczną, wykonawczo-narzędziową – to związek ten staje się oczywisty.
  
W Polsce historia inżynierii medycznej sięga okresu międzywojennego, kiedy to w Instytucie Radowym w Warszawie, w Zakładzie Fizyki (1936 r.) rozpoczęto kursy szkoleniowe z zakresu fizyki medycznej i inżynierii biomedycznej [1]. Po wojnie w 1946 r. na Politechnice Warszawskiej – jako jednej z pierwszych uczelni na świecie (obok Uniwersytetu w Londynie) – utworzono nową specjalność – elektrotechnikę medyczną. W latach 70. wprowadzono przedmiot inżynierii biomedycznej na politechnikach w Gdańsku, Gliwicach i Wrocławiu, a w ostatnich latach na Politechnice Krakowskiej, Białostockiej i Łódzkiej. Za granicą praktycznie na każdym uniwersytecie technicznym funkcjonują kierunki lub specjalności inżynierii biomedycznej. W ramach Unii Europejskiej prowadzone są także specjalne kursy podyplomowe (dwusemestralne, np. Uniwersytet w Patros).

Rys. 1. Ścieżki inicjatyw i kryteria aplikacji technicznych rozwiązań w medycynie

   Celem kształcenia w zakresie inżynierii biomedycznej jest przygotowanie kadry do pracy w szpitalach i innych placówkach ochrony zdrowia oraz w instytutach naukowych, prowadzących badania biomedyczne. Uczelnie techniczne kształcą kadrę inżynierską dla szpitali i klinik. Jej zadaniem jest aplikacja nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych, zabezpieczanie serwisu aparatury, nadzór nad jej sprawnością i niezawodnością. Niestety, w Polsce mimo że na kilku uczelniach technicznych kształci się studentów tej specjalności, zapotrzebowanie na takich pracowników jest niewielkie. Wynika to z przestarzałej struktury kadry w szpitalach i na klinikach.
  
Jeśli chodzi o współdziałanie przedstawicieli nauk technicznych i medycznych, można zaobserwować, że nowe pomysły i rozwiązania pojawiają się po obu stronach.
  
Inicjatywa pojawia się w środowisku medycznym i wiąże się z istniejącymi możliwościami technicznymi, a także ograniczeniami finansowymi. Z drugiej jednak strony w środowisku technicznym wciąż rodzą się nowe pomysły, rozwiązania techniczne i technologie, które przez środowisko medyczne mogą być zaadaptowane jako przydatne, potrzebne i co ważne – mieszczące się w kosztach.

 

Perspektywy na przyszłość

 

    W przyszłości inżynieria medyczna stanie się integralną częścią systemu ochrony zdrowia, przyczyniając się do postępu w technikach diagnostyki, terapii i rehabilitacji.
  
Koszty przeznaczone na ochronę zdrowia w krajach rozwiniętych kształtują się w granicach od 10 do 11 procent produktu krajowego brutto, a w USA stanowią nawet kilkanaście procent. Polska zajmuje pod tym względem bardzo niską pozycję, m.in. za Czechami i Węgrami.
  
Czy inżynieria medyczna może wpłynąć na racjonalizację kosztów i zwiększenie efektywności działań służby zdrowia? Odpowiedź jest pozytywna; potwierdzają to liczne dowody [2],[3].
  
W XXI w. inżynieria medyczna będzie jedną z głównych metod badawczych w wysoko rozwiniętych krajach. Działania takie jak: wprowadzanie komputerowego systemu wspomagającego procedury chirurgiczne w klinikach, trójwymiarowe rekonstrukcje obrazów badanych obiektów, także prace nad konstrukcją mini instrumentów będą kontynuowane. Rozwiną się takie dziedziny jak robotyka i telechirurgia, popularne staną się mało inwazyjne zabiegi chirurgiczne, na przykład laparoskopia i inne. Można stwierdzić, posługując się myślą Wacława Sitkowskiego, że nie ma granic postępu, granic stosowania nowych technologii – tylko nasza świadomość jest granicą [1].

 

Rys. 2. Jakość życia – wypadkowa zdrowia, bezpieczeństwa, komfortu i przyjemności

   W przyszłości we wszystkich krajach służba zdrowia będzie poszukiwać sposobów na racjonalizację wydatków związanych ze świadczeniami zdrowotnymi. Już teraz pojawia się wiele propozycji, jak lepiej wykorzystać środki finansowe, struktury i potencjał ludzki, aby uniknąć drastycznych ograniczeń i pogorszenia jakości usług leczniczych (rationalization but not rationing).
  
Istnieje ogromna rozbieżność między olbrzymimi możliwościami współczesnej techniki, nowoczesnych technologii w medycynie a szansą szerszego ich wykorzystania w praktyce klinicznej. Pogłębia ją ostra konkurencja producentów sprzętu i aparatury medycznej, którzy poszukują coraz nowszych, ale i kosztowniejszych rozwiązań, podczas gdy nakłady na ochronę zdrowia nie rosną. Niestety, wraz z drastycznym wzrostem kosztów leczenia ujawnia się zjawisko nierównego dostępu do zdobyczy wiedzy i technik medycznych ludzi zamożnych i biednych.
  
Światowa Organizacja Zdrowia już w 1977 r. nakreśliła plan, który wyznaczał rządom państw, jako główny cel, osiągnięcie do roku 2000 takiego poziomu zdrowia, aby wszyscy ludzie mogli prowadzić życie wydajne ekonomicznie i społecznie. Dostrzegamy obecnie, jak mało realny był ówczesny program, jednakże nie istnieje alternatywa wobec konsekwentnej realizacji jego założeń. W tym programie jest także miejsce dla inżynierii medycznej.
  
Jakość życia jest według definicji Światowej Organizacji Zdrowia istotnym elementem zdrowia w ogóle, a w szczególności składa się na nią: zdrowie, bezpieczeństwo, a równocześnie komfort i przyjemność.

 

Aktualne zadania
dla środowiska krakowskiego

 

    W środowisku krakowskim olbrzymi potencjał naukowy posiadają dwie uczelnie techniczne – AGH i Politechnika Krakowska oraz Collegium Medicum UJ. II Krakowskie Warsztaty Inżynierii Medycznej 1) pokazały, iż siły naukowe są rozproszone, a prowadzone badania naukowe z zakresu inżynierii medycznej nie są skoordynowane. Należy zatem doprowadzić do integracji środowiska technicznego i medycznego i zadbać o nową formę spotkań, innych niż organizowane co dwa lata, niezwykle zresztą cenne, warsztaty. Warto byłoby stworzyć środowiskowe Centrum Techniki i Technologii Medycznych, którego zadania polegałyby na:

a) zintegrowaniu ośrodków i zespołów badawczych prowadzących badania z zakresu inżynierii medycznej,
b) zachęcaniu do tworzenia interdyscyplinarnych zespołów badawczych,
c) organizowaniu i prowadzeniu badań z zakresu najnowszych technik i technologii medycznych oraz wdrażania ich do szpitali i na klinikach,
d) współpracy z innymi jednostkami i podmiotami krajowymi i zagranicznymi w ramach tworzenia tzw. sieci naukowych,
e) uczestniczeniu w konsorcjach naukowych w celu podejmowania wspólnych przedsięwzięć obejmujących badania naukowe i prace rozwojowe z zakresu inżynierii medycznej,
f) prowadzeniu działalności innowacyjnej na podstawie badań naukowych i prac rozwojowych,
g) organizowaniu kursów i szkoleń oraz studiów podyplomowych z zakresu inżynierii medycznej.

    Kadrę naukowo-dydaktyczną Centrum stanowiliby pracownicy poszczególnych uczelni, którzy mogliby korzystać z bazy aparaturowej i zaplecza laboratoryjnego uczelni. Praktycznie pozwala to zaktywizować istniejące zespoły badawcze bez ponoszenia dodatkowych kosztów, jak i osiągnąć nowe wartości twórcze.
  
Nadmienić warto, iż opracowana i zatwierdzona strategia rozwoju regionu krakowskiego uwzględnia utworzenie takiego Centrum [4] – jeden z celów strategicznych mówi o sprawnym i przyjaznym pacjentowi systemie ochrony zdrowia.
  
Odpowiadając na postawione na wstępie pytanie – współczesnemu lekarzowi inżynier jawi się jako niezbędny partner potrzebny do stawienia czoła wyzwaniom, jakie pojawią się przed medycyną przyszłości.

 

Literatura

[1] A. Białas i in., “Medycyna Praktyczna”, nr 6 (100) VI 1999 – Horyzonty medycyny.
[2] W. Irnisch, “Structure of Service Centers for Economic and Equipment Efficiency”, (1989) Med. Biol. Ng. Comput. 27, pp.69-74.
[3] R. F. Ruscher, “Medical Engineering” (1972) Academic Press. New York.
[4] Strategia rozwoju województwa małopolskiego.


1. II Krakowskie Warsztaty Inżynierii Medycznej, Kraków 25-26 IV 2002, organizowane przez Katedrę Mechaniki Doświadczalnej i Biomechaniki PK oraz Szpital Kliniczny im. Jana Pawła II w Krakowie.