Медицинская радиология. Л. Д. Линденбратена защищено 20 докторских и кандидатских диссертаций
 Скачать 10.64 Mb.
|
35При любом медицинском применении ионизирующих излучений необходимо соблюдать правила радиационной безопасности и противо- лучевой зашиты пациентов и персонала лучевых отделении. Осторожно, радиация! В связи с появлением ядерных технологий и широким использованием ионизирующих излучений в медицинской практике, народном хозяйстве и научных исследованиях увеличилась вероятность облучения человека в дозе, превышающей естественный радиационный фон. При этом наибольшее значение имеет медицинское облучение оно обусловливает примерно % лучевой нагрузки на население, те. 90 % популяционной дозы. Основной вклад в эту нагрузку вносит рентгенология. Техника безопасности и охрана труда при работе с ионизирующими излучениями регламентированы Федеральным законом ν О радиационной безопасности населения, Нормами радиационной безопасности (НРБ-96)» и рядом официальных инструкций, изданных Министерством здравоохранения РФ. В упомянутом законе указано Радиационная безопасность населения состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96)» предусматривают обеспечение безопасности человека при всех уровнях воздействия на него искусственного или природного ионизирующего излучения. Контроль за выполнением инструкций осуществляют органы санитар- но-эпидемиологического надзора. Однако многие положения должны быть известны каждому врачу, поскольку он устанавливает показания к радиологическим исследованиям, а нередко и участвует в них Первое обязательное требование заключается в том, что всякое лучевое исследование должно быть оправданно, те. проводить его следует по строгим показаниям Главным аргументом должна стать необходимость получения важной диагностической информации. При равной информативности нужно отдавать предпочтение тем исследованиям, которые не связаны с облучением больного или сопровождаются меньшим облучением. С особой осторожностью подходят к проверочным (профилактическим) лучевым исследованиям. Проверочные рентгенологические исследования не проводят беременными детям до 14 лета радионуклидные процедуры детям до 16 лет, беременными кормящим матерям. Детям до года радионуклидные исследования вообще не выполняют, если нет жизненных показаний. Радионуклидные, а также рентгенологические исследования, связанные с относительно большим облучением гонад (исследования кишечника, почек, поясничного отдела позвоночника, таза и др.), женщинам в детородном возрасте рекомендуется проводить в течение первой недели после менструации. Второе обязательное требование — соблюдение правил радиологического обследования больных Его должны проводить только лица, имеющие специальную подготовку по радиационной безопасности. Терапевты, пульмонолога, кардиологи, хирурги, урологии врачи других специальностей, не прошедшие такую подготовку, не имеют права самостоятельно выполнять радиологические процедуры. Ответственность за обоснованность, планирование и проведение исследования несет врач-радиолог. Все работники радиологических отделений, лица, находящиеся в смежных помещениях, а также больные, подвергающиеся исследованию или лечению, должны быть защищены от действия ионизирующих излучений. Защитой называют совокупность устройств и мероприятий, предназначенных для снижения физической дозы излучения, воздействующей на человека, ниже предельно допустимой дозы (ППД). Установлены следующие категории облучаемых лиц 1) персонал, т.е. лица непосредственно работающие с техногенными источниками (группа А) или в связи с условиями работы находящиеся в сфере их воздействия (группа Б 2) все остальное население (группа В. Для категорий Аи Б установлены основные дозовые пределы (табл. Приведенные в табл. 1.1 дозы указаны в зивертах. Эта единица была введена для того, чтобы оценивать радиационную опасность воздействия любого вида ионизирующего излучения. Зиверт (Зв) — доза ионизирующего излучения любого вида, производящая такое же биологическое действие, как и доза рентгеновского или излучения в 1 Грей (Гр К данной категории относят также медицинский персонал, в связи с условиями работы периодически находящийся в сфере воздействия ионизирующего излучения, например эндоскописты, травматологии другие специалисты, производящие манипуляции под рентгенологическим контролем Прим. ред Таблица. Основные дозовые пределы излучения Нормируемые величины Эффективная доза Эквивалентная доза за год в хрусталике, коже··, кистях и стопах, мЗв Лозовые пределы группа А мЗв в год в среднем за любые последовательные летно не более 50 мЗв в год 500 группа Б мЗв в год в среднем за любые последовательные летно не более 5 мЗв в год 50 Дозы облучения (как и все остальные допустимые производные уровни для персонала группы Б) не должны превышать '/4 значений для персонала группы А, "Относится к среднему значению в слое толшиной 5 мг/см под пок ной 5 мг/см 2 . На ладонях толщина покровного слоя 40 мг/см юкровным слоем толщи- Противолучевая защита обеспечивается рядом факторов. К ним относятся правильное размещение радиологических кабинетов в медицинских учреждениях и наличие стационарных и нестационарных защитных устройств. Стационарными устройствами являются неподвижные сооружения, изготовленные из соответствующих материалов (кирпич, баритобе- тон, свинец, свинцовое стекло и др. Эти сооружения — стены, перекрытия, защитные двери, смотровые окна — обеспечивают защиту от прямого и рассеянного излучения всех лиц, находящихся в помещениях, смежных стем, в котором находится источник излучения. Нестационарными устройствами называют перемещаемые приспособления, предназначенные для защиты персонала и больных, находящихся в тех же кабинетах, в которых расположены источники излучения. К таковым принадлежат разнообразные защитные ширмы, кожухи, в которые заключены рентгеновские трубки, сейфы для хранения радиоактивных препаратов, контейнеры для размещения и транспортировки радионуклидов, защитные стерилизаторы. В рентгеновских кабинетах обязательным является использование средств индивидуальной защиты — фартуков и перчаток из просвинцо- ванной резины. Участки тела больного, которые не должны подвергаться облучению, также покрывают просвинцованной резиной. В ра- дионуклидных лабораториях все сотрудники тоже обязаны применять средства индивидуальной защиты — спецодежду, фартуки, бахилы, перчатки, а также использовать дистанционный инструментарий. При работе с открытыми источниками излучения используют пневмокос- тюмы, пластиковые полукомбинезоны, фартуки, нарукавники, респираторы, перчатки, обувь, очки, халаты. Существенным фактором противолучевой защиты является рациональное расположение рабочих мест персонала с максимальным удалением их от источников излучения — так называемая защита расстоянием (вспомните, что интенсивность облучения снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до облучаемой поверхности Во всех медицинских учреждениях, где имеются источники ионизиру- юших излучении, организован радиационный контроль. Его осуществляет служба радиационной безопасности учреждения или специально выделенное должностное лицо, а также соответствующие ведомственные службы с применением дозиметрических приборов. Учитывая существование профессиональной вредности у персонала рентгенологических кабинетов, трудовое законодательство предусматривает ряд льгот сокращенный рабочий день, удлиненный отпуск, надбавку к заработной плате, более ранний уход на пенсию. К работе в рентгенологическом отделении не допускаются лица моложе 18 лета также беременные. Существует, кроме того, перечень заболеваний, при которых не разрешается работа в сфере действия ионизирующего излучения. ЭЛЕМЕНТЫ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАТИКИ Революция в вычислительной технике оказала огромное влияние на все сферы человеческой деятельности — общественной и профессиональной. Благодаря низкой стоимости, компактности и дружелюбию по отношению к потребителю эта техника стала центром рабочего места инженера и техника, физика и математика, бухгалтера, экономиста и многих других специалистов. С помощью ЭВМ осуществляют руководство хозяйством страны, составляют планы развития отраслей экономики. На базе ЭВМ основаны полеты в космос, авиационная навигация, планирование работы наземного и водного транспорта. В последние годы ЭВМ широко внедряют в гуманитарные области знаний медицину и биологию, генетику, психологию, науковедение. Применение компьютеров в корне изменило обмен информацией — сделало его быстрым, точными поистине всеобъемлющим. Исключительно важную роль играет вычислительная техника в медицине и здравоохранении. Возникло новое научное направление — медицинская информатика. Медицинская информатика — это наука, изучающая законы и методы применения вычислительной техники в медицине, а также теорию оценки информативности диагностических методов исследования. Особое внияние оказала медицинская информатика на развитие медицинской радиологии. За одно-два десятилетия ее активного использования, в частности применения вычислительной техники, возникли принципиально новые методы исследования, изменившие медицинскую науку и врачебную деятельность. На ее базе были созданы такие прогрессивные диагностические технологии, как компьютерная, магнитно-резонансная и эмиссионная томография, практически вся ультразвуковая и радионуклидная диагностика, высокотехнологические способы получения рентгеновских изображений — дигитальная рентгенография, флюорография, ангиография С помощью ЭВМ осуществляют планирование лучевой терапии и облучение пациента. Компьютеры значительно изменили образовательный процесс, обусловив доступность, открытость и оперативность получения учебного материала В медицинских институтах и университетах основы вычислительной техники изучают на специальном курсе, который включают в блок фунда- ментально-гуманитарных дисциплин. Здесь же мы остановимся лишь на тех аспектах медицинской информатики, которые затрагивают интересы медицинской радиологии и рентгенологии. Основными областями применения компьютеров в медицинской радиологии являются следующие Получение изображения внутренних органов с помощью специальных методов исследования, основанных на компьютерной технологии. К ним относятся дигитальные рентгеновские методы — цифровая рентгенография, флюорография, ангиография, радионуклидная сцинтиграфия, ультразвуковая визуализация органов — сонография и допплеровское картирова- ние, послойное исследование органов — томография рентгеновская, маг- нитно-резонансная, радионуклидная. 2 «Дигитализация», те. оцифровка уже существующих медицинских изображений например рентгенограмм, с целью получения более качественной диагностической информации Рнс. 1.4. Автоматизированное рабочее место врача Автоматизация сбора, хранения и анализа данных благодаря чему эти процедуры стали более точными, надежными и высокопроизводительными Создание компьютерных информационных баз данных сих неограниченной емкостью памяти, быстрыми рациональным доступом к хранящейся в них информации Создание на базе персонального компьютера индивидуального автоматизированного рабочего места (АРМ) врача что в значительной степени повышает эффективность его работы (рис. 1.4). 6. Создание автоматизированной системы управления отделениями лучевой диагностики благодаря которой значительно увеличивается производительность лечебного учреждения в целом Создание полностью (или в значительной части) компьютеризованных отделений лучевой диагностики связанных с внутрибольничной компьютерной сетью Использование компьютеров в обучении и тестировании знаний Применение компьютера как терминала для выхода в локальные, национальные и международные компьютерные сети (Интернет) для обеспечения оперативного доступа к мировым информационным ресурсам в области медицинской радиологии и общечеловеческих знаний в целом . 1 . Как устроен компьютер При рассмотрении данного раздела учебника следует учитывать два важных обстоятельства, накладывающих отпечаток на все его последующее содержание. Первое. Прогресс в компьютерных технологиях необычайно стремителен. Производительность компьютеров возрастает в среднем на 10 % ежемесячно При этом стоимость их снижается ежегодно на 25—30 %(!). Полное обновление технологической базы компьютера происходит каждые мес) Таким образом, сказанное о компьютерах сегодня уже через короткое время в значительной степени устаревает, становясь через 2 - 3 года вообще анахронизмом. Такова плата человечества за амортизацию компьютерных знаний Еще в далеком 1982 г. американские ученые X. 1унг и А Гупта привели следующее яркое сравнение для иллюстрации прогрессса в компьютерных технологиях Если бы за последние 25 лет авиационная промышленность развивалась столь же стремительно, как и вычислительная техника, то Боинг-767 можно было бы приобрести за 500 долларов и облететь на нем земной шар за 20 минут, израсходовав при этом всего литров горючего. Естественно полагать, что в наше время этот прогресс еще более стремителен. Второе. Любой компьютер, где бы он ни был изготовлен, является стопроцентным американским продуктом, и как таковой он несет в себе идеологию, культуру и язык этой страны. За всю историю развития компьютерных технологий никто, ни Европа, включая Россию, ни Азия, включая Японию, не внесли в нее ничего существенного. Как ни печален этот факт, но он таков, и его нельзя не учитывать. Конечно, компьютеры, в том числе медицинского назначения, собирают во многих странах, в частности в России. Однако это в основном «отверточная технология, хотя и достаточно качественная. Важно другое все программное обеспечение компьютеров, с помощью которого человек общается сними, в большинстве случаев выполняется на английском языке (точнее — американском, а это не одно и то же). Правда, существует достаточное число удачных русифицированных программных приложений, но они относятся главным образом к программам общего назначения, например текстовому редактору или элементарным графическим пакетам. Что же касается узкоспециализированных медицинских программ, особенно управляющих высокими медицинскими технологиями, то они русских вариантов, как правило, не имеют. В полной степени это относится и к медицинской радиологии. Из этого факта вытекает важное следствие врач, если он хочет быть грамотным специалистом в области медицинской информатики, обязан знать основы английского языка. Без этого трудно полноценно использовать Интернет, предоставляющий врачу огромный массив информации. Однако успокоим читателя отечественные программисты в настоящее время все чаще обращают свои взоры к медицине, вследствие чего рождаются отдельные достаточно привлекательные медицинские программные продукты. Из изложенного следует еще один важный вывод компьютерный лексикон чрезвычайно насыщен английскими терминами, которые на русский язык обычно не переводятся и употребляются в исходной транскрипции. При рассмотрении компьютерной технологии нужно выделить две составляющие ее части аппаратную и программную Первая (англ hard- ware — твердое изделие, иногда на компьютерном сленге ее называют просто железо содержит сведения обустройстве компьютера его структуре и характеристике отдельных составляющих его частей. Вторая часть - программная (англ software - мягкое изделие, или сокращенно «софт»), ее содержанием являются программы общего и специального назначения Существует большое число видов компьютеров, различающихся сложностью устройства, функциональными возможностями и областью применения. По производительности и габаритам компьютеры условно можно разделить на "»КР°-ЭВМ, мини-ЭВМ (мейнфрейм), супермини-ЭВМ, большие ЭВМ и супер-ЭОМ. Однако нужно отметить, что стоимость и производительность вычислительных машин всех перечисленных классов варьируют в широких пределах, а нередко по ряду показателей пересекаются между собою. Наибольшее значение для медицинской радиологии, как и для медицины в целом, имеют микроЭВМ. Их в свою очередь подразделяют на многопользовательские микроЭВМ, автоматизированные рабочие места, встроенные ЭВМ и персональные ЭВМ (персональный компьютер, или ПК). У микроЭВМ в лучевой диагностике два назначения Встроенные в диагностические аппараты микроЭВМ (специализированные ЭВМ позволяют выполнять компьютеризованный сбор, хранение и обработку диагностической информации. В частности, такими машинами оснащены специальные аппараты для послойного исследования органов человека, рентгеновские и магнитно-резонансные компьютерные томографы, радионуклид- ные, ультразвуковые, а также некоторые другие диагностические аппараты. Архитектура этих ЭВМ строго определена заводом — изготовителем диагностического аппарата, их программы имеют узкоспециализированную направленность, и большинство из них прочно зашито в память компьютера. Универсальные микроЭВМ предназначены для решения общих, текущих задач службы лучевой диагностики и лучевой терапии. Большое распространение в медицинской радиологии (и не только в ней, но и во всей современной человеческой информационной культуре) получил персональный компьютер — ПК 1 (рис. 1.5). Его достоинствами являются децентрализация работы с вычислительной техникой, возможность решения широкого круга информационных, логических, научных и самых разнообразных прикладных задач, простота конструкции и низкая стоимость, возможность работы с обширным периферийным оборудованием. В противоположность встроенным микроЭВМ персональные компьютеры имеют, во-первых, открытую архитектуру, те. их можно модифицировать, подбирать на свой вкус в зависимости от решаемых задач во-вторых, модульный характер, те. состоят из отдельных блоков — модулей, которые можно менять и надстраивать (производить апгрейд» — от англ. upgrade — подъем). Программы для этих компьютеров преимущественно универсальные, т.е. предназначены для решения широкого круга задач, как медицинских, так и немедицинских. Таким образом, обращаясь к ПК, пользователь вправе избрать оптимальный вариант, исходя из стоящих передним задачи, естественно, стоимости вычислительной машины. Среди персональных компьютеров выделяют серверы, рабочие (графические) станции, настольные и портативные модели — так называемые ноутбуки (от англ. notebook — записная книжка рис. 1.6). Сервер — это компьютер, встроенный в компьютерную сеть и управляющий ее ресурсами, при этом он предоставляет свои вычислительные ресурсы в коллективное поль- 1 Подробнее см Борзенко A. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация- М: Компьютер-пресс, 1997. 43 Рис. 1.5. Персональный компьютер. Рис. 1.6. Портативный ком- пьютер. зование. Рабочая станция — компьютер, играющий роль терминала в компьютерной сети Графические станции представляют собой разновидность рабочих станций. Это, как правило, высокопроизводительные компьютеры с мощными вычислительными ресурсами и большим набором сервисных программ, которые позволяют эффективно работать с графикой, в том числе с медицинскими изображениями. Настольные модели в свою очередь можно разделить на машины для корпоративных пользователей (например, одного отделения больницы) и однопользовательские компьютеры для дома и рабочего места врача. Последние иногда метко называют компьютер (Small Office, Home Of- fice — маленький офис, домашний офис. Небезынтересно отметить, что интенсивная миниатюризация компьютерной техники позволила создать сверхпортативные персональные модели (карманные компьютеры палм- топ (от англ. palm — ладонь) и Wallet PC (от англ. wallet — бумажник. Последний, по мнению его создателей, должен заменить калькулятор, кредитную карту, пейджер и карманный компьютер с модемом. Персональный компьютер может обеспечить выполнение многих функций в работе врача. Главными из них являются следующие • ПК — универсальная база данных В процессе своей деятельности врач получает огромное количество информации. В настоящее время медицине известно около 10 тыс. болезней и около 100 тыс. симптомов. Еще есть справочники лекарств, радиофармпрепаратов, большое количество инструкций, приказов и т.д. Держать эту информацию в голове невозможно, пользоваться многочисленными справочниками — трудно и долго. Эту рутинную работу по поиску нужной информации может взять на себя ПК. Другими вариантами специализированных баз данных являются 'записная книжка в которую удобно вносить и из которой при необходимости можно получить нужные адреса и телефоны, расписание текущих дел, списки больных, которым нужно провести исследование, и др 2) рабочая тетрадь с конспектами прочитанных книги лекций, черновиками или окончательными вариантами писем, отчетов, статей и др 3) лабораторный журнал в который удобно заносить текущие материалы научных исследовании, списки обследованных больных, полученные данныёиТд 2. ПК - текстовой процессор позволяющий редактировать тексты готовить различные документы статьи, справки, отчеты и др ПК -средство для выполнения различных графических работ в том числе для обработки диагностических изображений (рентгеновских ультразвуковых, радионуклидных и др, а также для решения задач по их архивированию, транспортировки на другие компьютеры и изготовления их твердых копий (обычно на бумаге ПК — средство для решения научно-исследовательских задач анализа данных, в том числе диагностических изображений, статистической обработки результатов, построения графических изображений и др ПК — средство для решения издательских задач подготовки, редактирования, макетирования и даже окончательного тиражирования научных публикаций, отчетов, методических рекомендаций, брошюр и даже книг ПК — помощник руководителя Он позволяет проанализировать большие массивы информации, определить направление развития и возникающие трудности, подготовиться к совещаниям, конференциям, включая производство иллюстративного материала для лекций, докладов и презентаций слайдов, графиков, рисунков, проиграть различные ситуации и варианты. В последние годы появились специальные проекционные системы микропроцессорные проекторы, позволяющие иллюстрировать доклады перед аудиторией непосредственно из памяти компьютера (без изготовления слайдов, включая анимацию (с показом движущихся изображений своеобразного компьютерного кинофильма ПК — обучающее средство Он позволяет лучше представить суть изучаемого явления, создать среду обитания изучаемого процесса. В настоящее время существует большое количество электронных версий учебников, в том числе по медицинской радиологии, которые рассчитаны на интерактивное обучение с применением ПК. Через Интернет широко распространяются различные учебные материалы, в частности касающиеся медицинской радиологии ПК — средство общения врачей между собою Подключаясь к обще- больничной, общегородской, национальной или международной (глобальной) компьютерной сети, ПК помогает врачу оперативно получать от своих коллег точную информацию по всем интересующим его вопросам, связаны ли они с лечебным процессом, научными исследованиями или организационными мероприятиями, через Интернет принимать активное и непосредственное участие в телеконференциях по различным интересующим его проблемам. Имея электронный почтовый ящик, врач может оперативно получать всю направляемую ему корреспонденцию, как официальную, таки частного порядка, как текстовую, таки изобразительного характера, и одновременно отправлять корреспонденцию в любую точку планеты, где есть телефон и соответствующим образом оборудованный ПК. 9. ПК - средство для выхода в Интернет - всемирную компьютерную сеть (Всемирную Паутину. При этом врачу становятся доступны все мировые информационные ресурсы культурные, профессиональные, научные, просветительские и др. В зависимости от производительности и цены ПК различают компьютеры начального уровня (low end) и высокопроизводительные модели (High 45 end). Все компьютеры, независимо от их назначения и типа, имеют одинаковую архитектуру и включают в себя микропроцессор, память, шину, каналы ввода-вывода информации, диски дисплей Эти элементы являются обязательными, так как в случае отсутствия хотя бы одного из них компьютер перестает быть самим собою. В компьютере обычно имеются клавиатура, мышь и другие вспомогательные аксессуары, которые можно менять или дополнять в зависимости от назначения и области применения компьютера. Схема действия компьютера представлена на рис. 1.7. Микропроцессор получает из памяти информацию в виде инструкций, которые предписывают ему, что нужно делать. Затем из оперативной памяти он извлекает заложенные в них данные, обрабатывает их и отсылает обратно в эту память и далее, если необходимо во внешнюю память или на дисплей. Все эти операции выполняются циклами с определенной тактовой частотой, обусловленной особенностью устройства микропроцессора и пропускной способностью шины. Частоту работы микропроцессора определяют в мегагерцах МГц (обычно от 100 до 300 МГц и даже выше. Тип микропроцессора, тактовая частота его работы и разрядность прокачки информации по шинам в основных чертах определяют производительность компьютера и таким образом обусловливают сферу его применения в медицине. Современные компьютеры могут выполнять до нескольких сотен миллионов и даже миллиардов операций в секунду, что позволяет использовать их во всех сферах деятельности человека, в том числе медицинской. 46 Рис. 1.7. Принципиальная схема устройства компьютера Для врача, особенно специалиста в области лучевой диагностики, важное значение имеет тип процессора Дело в том, что по исторически сложившейся традиции существует два основных стандарта компьютеров которые имеют различные основные программные средства (так называемые платформы) и вспомогательные, или прикладные, программные средства (приложения). Подавляющее большинство применяемых в мире, особенно в России, компьютеров относится к типу совместимых называемых так по имени индустриального компьютерного гиганта - International Busi- ness Machines, впервые наладившего массовый выпуск высокопроизводительных машин и до сих пор удерживающего лидирующие позиции в этом секторе рынка. Компьютеры этого типа характеризуются исключительно большим диапазоном возможностей (а следовательно, и цен, начиная от наиболее простых и доступных для всех пользователей, к которым можно отнести и врача, и кончая супермощными ЭВМ, например типа «Deep Blue», обыгравшей недавно чемпиона мира по шахматам Г. Каспарова. IBM-совместимые компьютеры составляют значительную часть — до % — компьютерного парка нашей страны. Однако есть еще один компьютерный стандарт — фирмы «Apple». Это компьютеры Макинтош («Macintosh»), или сокращенно Мае, которые даже при их серийном изготовлении отличаются большим набором функций, прекрасной графикой, удобным интерфейсом, но они существенно дороже, чем совместимые компьютеры. На их платформе собирают графические станции, издательские системы, терминалы для обработки изображений, получаемых с помощью средств лучевой диагностики. Примечательно, что именно в медицинской радиологии доля этих компьютеров значительно выше — до 30 %, чем в среднем по России, благодаря их высоким графическим возможностям. В последнее время созданы программы, в равной степени пригодные для работы на обеих названных выше плат- формах. Рассмотрим основные составляющие части компьютера, не вдаваясь в сложные технические детали и обращая внимание при этом лишь нате из них, которые непосредственно влияют на потребительские качества машины в целом. Центральным узлом любого персонального компьютера является микропроцессор (или просто процессор Для совместимых ПК, а именно о них пойдет речь в дальнейшем, такими процессорами являются Pentium, Pentium II, Pentium Pro, Кб. Иногда в название процессора включают его тактовую частоту (в МГц, например Pentium-233. Понятно, что чем она выше, тем выше производительность компьютера в целом. Следующее важное устройство (или, точнее, группа устройств, определяющих потребительские свойства компьютера) — это память Выделяют три вида памяти постоянную, оперативную и внешнюю (хранилище). Единицей памяти (как и информации) в компьютере является I бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Восемь битов составляют 1 байт в нем можно закодировать значение одного символа (цифры, буквы) из 256 возможных. 1024 байт составляют килобайт (кбайт Один мегабайт (Мбайт) равен 1024 кбаит, 1 гигабайт (Гбайт) - 1024 Мбайт. 47 В постоянной памяти хранится такая информация, которая не меняется входе выполнения программ компьютером. Информация в ней «зашита» навсегда на заводе-изготовителе и сохраняется даже в отключенном компьютере, те. является энергонезависимой. Ее иногда называют также ROM (Read Only Memory — память только Эля считывания те. она работает только в режиме считывания и хранения. Большой интерес для врача представляет оперативная память или КАМ (Random Access Memory память со свободным доступом В ней хранится вся информация, с которой работает процессор операционная система, пользовательские прикладные программы, промежуточные и окончательные результаты работы. В отключенном компьютере она пуста и начинает заполняться одновременно с включением прибора, те. является энергозависимой. Необходимую для работы информацию она черпает из внешней памяти. Чем больше оперативная память, тем выше производительность компьютера. Существующие в настоящее время прикладные программы, в том числе медицинские, начинают работать лишь при объеме оперативной памяти не менее 4 Мбайт. Однако оптимальный объем оперативной памяти для медицинских целей составляет 16—32 Мбайт. На производительность компьютера влияет также наличие дополнительного, но весьма существенного блока памяти, находящегося между процессором и оперативной памятью. Этот блок носит название «кэш-па- мять» (от англ. cache — тайник. Ее назначение — ускорить обмен данными между быстро работающим процессором и более медленно функционирующей оперативной памятью. Кэш-память старается как бы предвосхитить запросы процессора и забирает из оперативной памяти те данные, которые потребуются процессору в ближайшее время. Объем такого акселератора может достигать 512 кбайт. Для того чтобы еще больше ускорить работу компьютера, вводят еще одну дополнительную память — кэш-па- мять второго уровня, которую встраивают между кэш-памятью первого уровня и оперативной памятью. Внешняя память компьютера многообразна. Это прежде всего встроенный в системный блок жесткий диск или винчестер основная кладезь информации компьютера. На одном диске хранятся все программы, с которыми работает компьютер операционная система, вспомогательные системные продукты (драйверы, утилиты и пр, прикладные программы, все промежуточные и окончательные результаты — тексты, рисунки, медицинские изображения органов, протоколы и т.д. К достоинствам жесткого диска следует отнести большую емкость хранимой в нем информации (современные диски имеют емкость памяти до 10 Гбайт — это около 1 млн страниц печатного текста, возможность сохранения информации при отключенном питании компьютера, невысокую стоимость хранения инфор- мации. Накопители на магнитных дискетах позволяют переносить информацию с одного компьютера на другой, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске. Емкость дискеты диаметром 3,5 дюйма составляет 1,44 Мбайт, те. около 100-150 страниц печатного текста Преимущество у дискеты одно — ее портативность. Потребность в переносе с компьютера на компьютер большого количества информации, например рисунков, профессиональных изображений (в медицине - рентгенограмм, томограмм и др, каждое из которых обычно занимает объем памяти от одного до нескольких мегабайт, обусловила необходимость создания новых технологий переносных накопителей на магнитных дискетах с повышенным объемом памяти - от 100 Мбайт до Гбайт. Такую технологию хранения информации иногда называют Iomega Zip (по названию фирмы, производящей эти накопители. Для специалиста в области лучевой диагностики такие диски очень удобны на одном диске диаметром всего 3,5 дюйма можно перенести (по существу в кармане) сразу несколько десятков рентгенограмм или книг такого объема, как та, которую выдержите в руках. В качестве переносных носителей внешней памяти применяют также оптические компакт-диски (Compact Disk ROM. или сокращенно Благодаря небольшим размерам (их диаметр 5,25 дюйма, большой емкости Мбайт), надежности и долговечности хранимой на этих дисках информации они стали одним из наиболее часто используемых портативных носителей информации. На них записывают все системные и прикладные программы, в том числе медицинские, электронные версии книги учебников и даже полноформатные документальные и художественные кинофильмы. К недостаткам оптических компакт-дисков можно отнести невозможность повторной записи (или перезаписи) информации (отсюда и его название память только для чтения. Этот недостаток отсутствует у магнитно-оптических компакт-дисков, на которых информацию можно перезаписывать многократно, как на магнитную дискету или винчестер. Емкость магнитно-оптических дисков около 2 Гбайт. Общение человека с компьютером происходит, как известно, с помощью монитора и его характеристика имеет для врача большое значение. Особую роль качество монитора играет в лучевой диагностике, где работа с изображением составляет значительную часть профессиональной деятельности врача. В компьютерах, за исключением портативных, в которых используют жидкокристаллические дисплеи, как правило, применяют мониторы на базе электронно-лучевых трубок. Их соединяют с компьютером с помощью видеоадаптера SVGA — наиболее прогрессивного в настоящее время видео- стандарта. Из всех характеристик монитора для врача наиболее важны диаметр экрана (не менее 15 дюймов 2) частота вертикальной развертки лучане менее 75 Гц 3) размер между точками люминофора (не более мм 4) разрешение (не менее 1024x768 точек прицветном режиме). В заключение отметим, что в настоящее время используют только LR-MO- ниторы (Low Radiation), которые имеют очень низкий уровень излучения, поэтому дополнительный защитный экран не требуется. Говоря о мониторе, следует коснуться некоторых санитарных правил, которых нужно придерживаться при работе с компьютером. Дело в том, что даже при исключительно низком радиационном выходе современных мониторов, практически исключающем какое-либо вредное электромагнитное облучение, имеется определенная опасность его нежелательного воздействия на орган зрения, в основном из-за мерцания (хотя и неосознавае- мого) видеоэкрана. Напомним, что частота смены кадров в современных мониторах составляет в среднем 75 Гц, поэтому наиболее качественные (но и наиболее дорогие) мониторы имеют более высокую частоту кадров — до Гц. Небезынтересно отметить, что все изложенное относится также к бытовым телевизорам. И все же, невзирая на высокую частоту покадровой 49 развертки рекомендуется после каждых 50 мин работы за экраном делать перерыв продолжительностью 10 мин. Кстати, это положение, касающееся работы на персональных компьютерах, в некоторых отраслях хозяйства России (например, на Аэрофлоте) закреплено законодательно. Еще одна опасность при работе с компьютером - утомление кистей рук Иногда оно даже переходит в повреждение связочного аппарата кистей, вплоть до развития артрозов. Об этом обязательно нужно помнить и давать рукам, также как и глазам, периодически отдыхать. Видеокарта, или видеоадаптер это своеобразный буфер, который управляет монитором он захватывает изображение из процессора, обрабатывает его, например редактирует, раскрашивает, а затем подает на монитор. Качество видеокарты измеряют в единицах памяти — мегабайтах. Хорошие карты могут иметь память до 4—8 Мбайт. Напомним, что емкость одной страницы печатного текста составляет около 10—20 кбайт, а одного рисунка или диагностического изображения, например рентгенограммы,— в среднем 1—5 Мбайт. В последнее время в ПК начали применять дополнительные видеокарты — так называемые ЗО-акселераторы (трехмерные ускорители. Они позволяют значительно улучшить компьютерную графику, в частности дают возможность работать с трехмерными (объемными) изображениями, которые постепенно входят в компьютерную практику, в том числе в области лучевой диагностики. В последнее время появилось понятие 'мультимедийный компьютер», или сокращенно мультимедиа Эта технология позволяет объединить водном компьютере текстовые данные, звук, графические изображения и даже их анимацию. Это обеспечивается либо программно, либо, что гораздо лучше, аппаратно с помощью дополнительно присоединяемой к процессору микросхемы ММХ. Для создания звукового сопровождения программ в компьютере дополнительно устанавливают звуковую карту. Основное назначение мультимедийных компьютеров в лучевой диагностике — озвучивание учебных фильмов и обучающих программ. К системам ввода информации в компьютер относятся клавиатура, «мышь» и некоторые другие электромеханические средства. Отметим, что в последнее время появились модели компьютеров с речевым вводом информации, те. они работают с голоса пользователя. Специфическим устройством ввода информации в компьютер являются аналого-цифровые преобразователи, или АЦП. Их задача — превратить аналоговый сигнал, например изображение, получаемое на гамма-камере, или электрокардиографическую кривую, в упорядоченный набор цифр, стем чтобы их можно было использовать в вычислительной технике. Теперь попробуем расшифровать информацию о компьютере, который находится, например, на Вашем рабочем столе Pentium-233 MMX/PCI/ 16 Mb RAM/512 KB cache/8 Gb HDD/FDD 3,5"/12xCD- ROM/2 MB/15" 0,25/SB 16. В этом компьютере установлен процессор с мультимедийным расширением ММХ, работающий на частоте МГц, имеются разрядная шина PCI, оперативная память 16 Мбайт, кэш-память 512 кбайт, жесткий диск емкостью 8 Гбайт, магнитный накопитель для дискет диаметром 3,5 дюйма, скоростной привод для ком- пакт-дисков, видеокарта на 2 Мбайта, а также разрядная звуковая карта Sound Blaster. Компьютер оснащен дюймовым монитором с размером ядер люминофора 0,25 мм. Отметим, что приведенная конфигура- -50 Рис. 1.8. Лазерный принтер. Рис. 1.9. Модем. ция компьютера оптимальна для работы врача — специалиста в области лучевой диагностики. Для вывода информации на бумагу применяют различные типы печатающих устройств — принтеров Печатающая головка матричного принтера оснащена 24 или 48 иголками. Обычная печать — черно-белая. Скорость печати — одна страница за 10—40 с. Недостатком принтера является высокий уровень шума, преимуществами — низкая стоимость, надежность и простота в обслуживании. Струйные принтеры более комфортны в работе, так как работают абсолютно бесшумно. Изображение в них формируется с помощью микрока- пельниц, выдувающих специальные чернила с помощью сопел, количество которых варьирует от 12 до 64. Печать, которая может быть черно-белой или цветной (достаточно просто сменить картридж принтера, отличается высоким качеством, скорость печати — одна страница за 20—30 с. Лазерные принтеры (рис. 1.8) обеспечивают наиболее высокое качество печати, соизмеримое с качеством типографской печати, но они и самые дорогие. В этих принтерах используется принцип ксерографии первоначально изображение получается на специальном барабане путем его электризации лазерным лучом по команде с компьютера, откуда оно затем переносится на бумагу. Обычно применяют черно-белые принтеры, однако в лучевой диагностике для выполнения цветных изображений можно использовать цветные принтеры. Стоимость их, однако, чрезвычайно вы- сока. Модем — это устройство, сопрягающее компьютер с линией связи, например телефонной сетью (рис. 1.9), путем преобразования цифровой информации компьютера в аналоговую (электрическая модуляция. В таком виде информация передается по телефонным сетям в любую точку больницы, города, страны или за ее пределы. На другом конце телефонной линии модем работает в обратном режиме — демодуляции аналоговый сигнал преобразуется в цифровой, после чего подается на принимающий компьютер. Одновременно модем может выполнять сжатие и декомпрессию пересылаемой информации, а также заниматься поиском и исправлением ошибок, которые нередко возникают при преобразовании информации и передаче ее по каналам связи. Таким образом, модем — это устройство, обеспечивающее связь врача с внешним миром через компьютер. Важной характеристикой модема является его пропускная способность, которая измеряется в битах в секунду (бит/с) или водах Обычно пропускная способность модема на проволочных линиях связи составляет несколько тысяч (10—30) бит/с. При волоконно-оптичес- кой связи она значительно выше. Сканер — это устройство, предназначенное для считывания графической или текстовой информации и передачи ее в компьютер. Сканеры бывают настольные (планшетные или барабанные) и ручные. Для врача наиболее приемлем настольный планшетный сканер, желательно цветной (рис. Качество сканера определяется его пространственным разрешением, измеряемом количеством точек на 1 дюйм — dpi (dot per inch). Хорошим считается сканер с разрешением не менее 400 dpi. Для того чтобы ввести в компьютер рентгеновское изображение, те. рентгенограмму, необходим специальный сканер — транспарентный. |