Inżynier i Fizyk Medyczny 2/2017 vol. 6
81
inżynieria medyczna
/
medical engineering
artykuł naukowy
/
scientific paper
mający na celu pomiar ciśnienia krwi. Zbudował w tym celu apa-
raturę składającą się z U-rurki, którą podłączył do tętnicy szyj-
nej konia i obserwował wysokość krwi w rurce. Stosując zasady
dynamiki płynów, obliczył szybkość przepływu krwi w aorcie,
siłę skurczu i objętość. Fundamentalne prace Halesa dla hemo-
dynamiki były kontynuowane przez Bernoulliego, który w 1737
roku obliczył objętość wyrzutową serca [3, 11]. Hales zajmował
się również oddychaniem i opracował wentylator. Prace nad od-
dychaniem prowadził w następnych latach Antoine Lavoiser.
Isaac Newton w 1666 roku wytworzył soczewki powiększają-
ce, które badał m.in. pod kątem korekcji widzenia. W 1776 roku
Matthew Dobson przeprowadził pierwsze badania smakowe
obecności cukru w odparowanym w płomieniu moczu.
Pionierami badań elektrofizjologicznych byli Luigi Galvani
i Alessandro Volta. Galvani odkrył istnienie zjawisk elektrycznych
w tkankach zwierzęcych. W 1780 roku zaobserwował skurcz
mięśnia żaby spowodowany stymulacją elektryczną. Volta kon-
tynuował badania nad zjawiskami elektrycznymi w organizmach
żywych. Krokiem milowym wprowadzającym metody i urządze-
nia elektrodiagnostyczne do praktyki medycznej było skonstru-
owanie przez Willema Einthovena galwanometru strunowego
i rejestracja w roku 1902 elektrokardiogramu. W 1905 roku prze-
syłał sygnał kablem telefonicznym na odległość 1,5 km, opraco-
wał też katalog zapisów EKG. Za swoje prace otrzymał Nagrodę
Nobla w 1924 roku.
Hermann von Helmholz, fizyk i matematyk, rozpoczął w 1838
roku praktykę lekarską, w której wykorzystywał wiedzę nauk
ścisłych. W badaniach metabolizmu i przetwarzania energii
w organizmie stosował prawa termodynamiki. Skonstruował
oftalmoskop, rozpoczął badania fizjologii słuchu. Samuel Hau-
ghton natomiast w 1837 roku wprowadził do medycyny zasady
mechaniki, tworząc podstawy biomechaniki [12]. Badał też układ
krążenia i obliczył szybkość przepływu krwi w tętnicach, opór
naczyń włosowatych i ciśnienie krwi.
Prosty jednouszny, cylindryczny stetoskop został opisany
i wprowadzony do użytku przez francuskiego lekarza wynalaz-
cę T.H. Laenneca w 1819 roku, a dwuuszny fonendoskop w 1851
roku opracował Amerykanin George P. Cammann.
W 1877 roku William Gawers opracował i rozpowszechnił
hemocytometr do laboratoryjnej analityki morfologii krwi.
W przyrządzie tym zastosował jako podłoże służące do mikro-
skopowych badań krwi szklane płytki z prostopadłymi do siebie
liniowymi nacięciami co 0,1 mm, co ułatwia zliczanie krwinek
i innych badanych elementów morfotycznych. W konsekwencji
rozwinął on ilościowe badanie morfologii krwi.
Wszystkie te doświadczenia doprowadziły do przekonania
o jedności nauk biologicznych i medycznych z technicznymi, w któ-
rych obowiązują te same prawa fizyki i matematyki [1, 2, 8, 9].
Rozległość i różnorodność obszarów badań z zastosowaniem
metod inżynierskich w biologii i medycynie, a przede wszystkim
rozwój aparatury medycznej, doprowadziły do wyodrębnienia
inżynierii medycznej, której zakres działania koncentruje się na
stosowaniu środków technicznych w obszarze ochrony zdrowia,
współdziałaniu z personelem medycznym i bezpośrednim kon-
takcie z pacjentem.
Najważniejszymi czynnikami, które doprowadziły do wy-
odrębnienia się inżynierii medycznej, były: intensywny roz-
wój aparatury medycznej, zwłaszcza elektronicznej w latach
60. i 70., i jej stosowania w szpitalach, pojawienie się problemu
bezpieczeństwa elektrycznego i innych zagrożeń związanych ze
stosowaniem aparatury i jej bezpośrednim kontaktem z pacjen-
tem [7, 15, 16]. Pojawiła się konieczność obecności inżynierów
w placówkach służby zdrowia i ich udział w diagnostyce i terapii,
a co za tym idzie – określenia ich kompetencji i zakresu obowiąz-
ków. Tym samym z jednej strony rozwój aparatury i jej znaczenia
w medycynie spowodował zapotrzebowanie na profesjonalną
obsługę, a z drugiej doprowadził do zdefiniowania, czym jest
zawód inżyniera medycznego [17]. Za pierwszą konferencję śro-
dowiska inżynierów medycznych uważa się konferencję Alliance
for Engineering in Medicine and Biology w 1948 roku.
Pierwszym zadaniem przypisanym inżynierom medycznym
był serwis aparatury medycznej. Pierwszym instytucjonalnym
działaniem w rozwoju inżynierii medycznej, na które powołują
się niektóre źródła, było utworzenie na początku 1942 roku U.S.
Army Medical Equipment Maintenance Course, które następnie
przekształciły się w Army Medical Equipment School w Denver.
W kolejnych latach zostały zdefiniowane inne obszary dzia-
łania inżynierów w służbie zdrowia. Kinney w 1974 roku zainte-
resował inżynierów badaniami laboratoryjnymi, co skutkowało
szybką automatyzacją laboratoriów. W tym samym czasie Garret
[10] zapoczątkował ideę informatyzacji szpitala i zaproponował
rozwijane do dzisiaj podejście systemowe traktowania szpitala
jako całości, również w zakresie wyposażenia aparaturowego.
Warto podkreślić, że działalność inżynierów w środowisku
medycznym była inicjowana również, co jest bardzo ważne,
przez lekarzy, którzy przedstawiali swoje potrzeby i oczekiwa-
nia. Autorem określenia „clinical engineering” jest kardiolog
Cesar Caceres [3], który widział potrzebę wsparcia ze strony in-
żynierów i był inicjatorem szeregu działań w tym zakresie [4, 5].
Zaproponował to określenie w 1967 roku dla inżynierów, którzy
mają odpowiednie kompetencje, pracują w służbie zdrowia i od-
powiadają za bezpośrednie stosowanie aparatury medycznej
i innych środków technicznych w opiece medycznej. Przypisuje
się mu również zapoczątkowanie prac nad zagadnieniem pro-
gramu szkolenia inżynierów do pracy w służbie zdrowia oraz
określenia kompetencji, które muszą w tym zakresie uzyskać [6].
Proponował, aby na wzór specjalizacji w zawodach medycznych
był to program kształcenia podyplomowego kończonego uzy-
skaniem certyfikatu, a więc model, który obecnie funkcjonuje.
Kolejne etapy tworzenia programów kształcenia i uzyskiwania
specjalizacji w dziedzinie inżynierii medycznej będą przedsta-
wione w następnej części tego cyklu poświęconego specjalizacji
w tej dziedzinie w Polsce i na świecie.
Na zakończenie trzeba przypomnieć, jakie były początki i roz-
wój zawodu inżyniera medycznego w Polsce. Inżynieria medycz-
na w Polsce została zapoczątkowana prawie 80 lat temu i były to
