Файл: В. Гете Глава организация и управление медикобиологическими исследованиями.doc

1.3. Медико-биологическое исследование как пример биотехнической технологии

Приступая к изучению неизвестного объекта, исследователь всегда стремится рассмотреть его с разных точек зрения, проанализировать с нескольких позиций. Он должен спланировать ряд экспериментов, связанных с измерениями параметров объекта, изучением его поведения в стационарных условиях и реакций на воздействия некоторых внешних факторов, иногда специально организованных с помощью дополнительных технических средств. При этом программа экспериментов должна быть оптимизирована в соответствии с так называемой “технологией выполнения исследования”. Что же должна включать такая технология?Анализ существующих определений термина “технология” показывает, что здесь нет единой точки зрения. Ниже приведено несколько наиболее известных определений этого понятия [1].Технология - совокупность производственных методов в определенной отрасли производства, а также научное описаниеспособов производства [2]. Здесь подразумевается, что методы и способы направлены на достижение определенного результата - продукции соответствующих производств.Технология - любое средствопреобразования исходных материалов, будь то люди, информация или физические материалы для получения желаемых продукции и услуг [3]. Одним из таких средств преобразования выступают технические средства.Технология - это сочетание квалификационных навыков, оборудования, инфраструктуры, инструментов и технических знаний, необходимых для осуществления желаемых преобразований в материалах, информации или людях [4].Как видим из приведенных определений, термин “технология” не устоявшийся, но есть одно общее между ними - это ориентация на конечный продукт, а также на способ и средства его достижения. Третье определение является наиболее полным и близким к обсуждаемым проблемам. По крайней мере, с использованием этого подхода в [1,5] введено определение понятия “медицинские технологии” (медтехнологии). В соответствии с ним медицинские технологии определяют совокупность и порядок (последовательность) различных мероприятий, методов диагностики, лечения, реабилитации, профилактики (с применением технических средств как условия выполнения этих задач), необходимых для достижения конкретных медицинских результатов. К таким результатам можно отнести сохранения жизни человека, поддержания его здоровья, обеспечения его высокой трудоспособности и жизненной активности и др.

---

При усовершенствовании этих технологий характерно усиление роли наукоемких исследований, позволяющих изучать тонкие механизмы управления организмом и выявлять нарушения работы таких механизмов с целью раннего выявления патологий и своевременной их коррекции. А для их реализации на практике используются сложные технические комплексы, например, системы непрерывного контроля состояния пациента, компьютерные томографы, рентгеноструктурные анализаторы, многоканальные биохимические анализаторы, системы телемедицины и т.п.Если следовать последнему определению, то под “биотехнологией” следует понимать совокупность и последовательность приемов (операций) по обработке биологического сырья, позволяющих извлечь из него активные вещества (аминокислоты, белки, витамины, лекарственные препараты и т.п.) в форме, пригодной для практического использования при решении различных научных и хозяйственных задач [5]. Это определение ближе всего к общепринятому понятию, на которое ориентируется крупная отрасль народного хозяйства - биотехнологические производства. Но и технологии проведения аналитических исследований вполне подходят под это определение, так как тоже связаны с выделением и количественным анализом заданных по условиям эксперимента веществ.Определим технологии, обеспечивающие разнообразные потребности живых систем, а также включающие операции с любыми биологическими объектами с применением технических средств, как биотехнические технологии (БТТ) [5, 31]. Тогда медтехнологии и биотехнологии становятся разновидностями БТТ, направленными на решение задачи, которые связаны с оценкой состояния и поддержанием эффективной жизнедеятельности организмов или с изучением свойств биоматериалов различного происхождения. При таком определении класса БТТ в него можно включить все технологии, связанные с решением рассмотренных выше медико-биологических задач и, кроме уже отмеченных, такие как:- технологии живых систем, которые отражают закономерности протекания физиологических процессов в организмах разного уровня (прежде всего в человеческом организме, но не только), исследующие живые системы во всех проявлениях жизнедеятельности (диагностические системы в зоологии, ботанике, микробиологии и др.). Каждый физиологический процесс выполняет определенную функцию по поддержанию жизнедеятельности, а все процессы тонко согласованны, и нарушение в функционировании одной из них или нарушение их взаимовлияния приводит к возникновению патологических состояний. Кроме того, достижения технических наук позволяют разрабатывать средства временного или постоянного замещения утраченных функций организма. Для организмов, в которых такое замещение произошло, протекают уже не чисто биологические процессы, а процессы, которые было бы правильно назвать биотехническими процессами.

---

1. Технологии управления функциями организма (например, искусственное дыхание, кровообращение, лечебные процедуры и т.п.) и поведением целых популяций живых организмов (технологии организации работы малых коллективов специалистов, принудительного управления поведением животных и др.). 2. Технологии оздоровления, реализация которых ориентирована на применение реабилитационных мероприятий, позволяющих предотвратить появление патологий и восстановить здоровье человека. Эти технологии включают разнообразные по назначению этапы:- этапы диагностики состояния организма в разные периоды жизни человека;- этапы управления состоянием путем оказания на организм дозированных физических или вещественных корректирующих воздействий (в том числе реализуемых с помощью технических средств);- этапы оценки результатов применения оздоровительных технологий.К этому виду технологий следует отнести и технологии предупреждения производственного травматизма, а также управления режимом труда и отдыха. Анализ состояния человека в процессе работы, организация перерывов для отдыха и психологической релаксации, выполнения специальных упражнений для снятия синдрома усталости, контроль соблюдения технологически оправданных и безопасных приемов работы – вот лишь небольшой перечень производственных задач поддержания оптимального состояния человека, для которых необходимы специальные БТТ. 3. Технологии образования, связанные с проблемами быстрого освоения накопленных человечеством знаний. В связи с ростом объема знаний, которыми должен овладеть современный специалист увеличивается срок, необходимый для его подготовки. При этом продолжается процесс дифференциации наук на фоне появления новых направлений на их стыке. Многие исследователи видят выход из складывающегося положения в разработке специальных технологий обучения с применением интеллектуальных технических комплексов (в частности, построенных на базе акусто-визуальных систем биотехнического типа [Лысенко]). Такие технологии способны определять уровень подготовки претендента и организовывать процесс обучения с учетом текущего уровня освоения учебного материала. 4. Технологии экологического контроля состояния среды обитания человека, ориентированные на измерения параметров среды обитания человека и, по возможности, на управление состоянием среды. К этому типу технологий следует отнести, например, технологий контроля качества воды, воздуха, почвы, т.е. тех фрагментов природы, которыми постоянно пользуется человек, а также процессы дезактивации этих фрагментов. К БТТ их следует относить потому, что для выбора контролируемых параметров, а тем более для управления средой, необходимы знания: о реакциях организма на внешние факторы, подверженности природной среды целенаправленным внешним воздействиям и другие, без которых решать такие задачи невозможно. Известно несколько проектов, в которых реализуются идеи управления параметрами среды обитания человека: “Чистая комната”, “Чистый город” и др.

---

Было бы не верным оставить в стороне такие биотехнические технологии, как технологии генной инженерии, технологии биологического эксперимента, технологии клонирования, технологии производства лекарственных препаратов и продуктов питания т.п. Понимая их роль и значение, мы не будем заострять внимание на них, потому что многие из этих технологий либо имеют косвенное отношение к человеку, либо еще далеки от практического использования по сравнению с рассмотренными.Введенное расширение понятия БТТ вполне соответствует сегодняшнему пониманию роли и значения этого вида технологий.

1.4. Роль системного подхода в изучении методов медико-биологических исследований

Как было отмечено выше, в качестве объектов исследования выступают, прежде всего, животные и растительные организмы, а также вещества, участвующие в процессах жизнедеятельности организмов. Поэтому исследователю необходимо представлять себе, что это за объект, который называют организмом, особенно, если речь идет об организме человека. Как утверждают многие исследователи – “Человек - часть животного мира, удивительное и сложное создание природы. Человеческий организм - сам по себе мир, сложность которого многократно выше всего того, что создано и создается в области техники”. Но человечество создает технические средства для познавания и управления таким объектом и, следует отметить, что оно преуспело в этом.Познать мир организмов – значит разобраться в том, как они устроены, как живет отдельно взятый организм в изменчивой Окружающей Среде, как он приспосабливается к своему окружению, как передается, изменяется и накапливается наследственная информация. Но интерес вызывают не только физические воздействия на организм и ответные физиологические реакции, а и более сложные акты поведения, связанные с удовлетворением потребностей организма. Это как бы другая сторона живого организма, связанная с ориентацией в ОС, формированием программы действий, активного вмешательства во внешние процессы. Среда, в которой живет организм, описывается множеством характерных черт, особенностей; жизнь в таком изменчивом окружении неизбежно требует приспособительных реакций. При этом живые биосистемы – это многоцелевые самоорганизующиеся объекты, каждый организм сам формулирует цели поведения, сам определяет пути их достижения. Одно и то же состояние организма будет оптимальным в каких-нибудь ситуациях, при решении каких-то задач, и абсолютно неадекватным для других ситуаций, при встрече с другими проблемами. Большой интерес представляет также проблема происхождения человека, как и в силу каких причин появился на Земле этот вид животных, каковы его роль и функции.

---

Уже со времен К. Бернарда в физиологии начал господствовать взгляд на организм как на совокупность сложных взаимосвязанных биологических регуляторов. В последствии представление о физиологических механизмах регулирования было дополнено представлениями о психике - уникальном инструменте управления организмом, позволяющим “озирать” все множество необходимых для жизни организма проблем, включать каждую из них в контекст общей ситуации и стратегии жизни. Только относительно недавно для изучения механизмов функционирования организма стали применяться теория систем и теория автоматического регулирования. Применение идей этих теорий для анализа процессов в живых системах породило новые представления о биологической организации. Они позволили глубже разобраться в закономерностях эволюционного развития, понять и открыть новые неизвестные в технике принципы организации очень сложных систем, обеспечивающие их высокую надежность. Но это далеко не единственный взгляд на организм, существуют и другие точки зрения, объясняющие его происхождение и особенности функционирования. Представления, полученные в процессе изучения биологических объектов, позволили предложить иные принципы и для построения техники, работающей в условиях непрерывно и значительно изменяющейся окружающей среды, дали толчок к развитию новых направлений науки и техники - кибернетики, бионики, генной инженерии, биотехнических систем. К новому направлению можно отнести и техническое направление, связанное с разработкой и использованием методов и технических средств проведения медико-биологических исследований. Разработка более эффективных способов диагностики и лечебно-терапевтических воздействий позволила значительно расширить возможности по более детальному и полному описанию состояния изучаемых объектов. При этом практика применения этих средств убеждает в том, что выбор оптимального набора методов для таких исследований невозможен без рассмотрения всей совокупности методов как единой системы. Изучение особенностей биологического объекта как объекта исследования, а также анализ всех возможностей, которые предлагаются для их выполнения связано с преодолением значительных трудностей. Это объясняется, с одной стороны, необычайной сложностью организма, а с другой, несовершенством методов исследования и математического аппарата

---