Interfata Mobila Intre Aparatura Medicala Si Utilizatori

Interfata mobila intre aparatura medicala si utilizatori

Capitolul. 1 : Introducere……………………………………………………………….

Capitolul 2 : Echipamente medicale investigate……………………………………

Abces cerebral……………………………………………………………

Bibliografie

Articol tradus și adaptata – Do it by design

http://www.fda.gov/medicaldevices/deviceregulationandguidance/guidancedocuments/ucm094957.htm

=== Cap_1 ===

Interfata mobila intre aparatura medicala si utilizatori

Capitolul. 1

Introducere

Aparatura medicală sau generic vorbind, echipamentele medicale pot fi clasificate după rolul pe care îl îndeplinesc în desfășurarea actului medical în echipamente de diagnosticare, de tratament și de sustinere/suport ulterior a pacientului, iar dupa funcționalitatea pot fi portabile sau fixe.

Realizarea diagnosticării precoce, corecte, precise, eficiente și nu în ultimul rând, rapide a fost un deziderat permanent al medicinei insă realizarea sa a fost posibilă doar în timp, prin studii și eforturi mari și complexe facute de medici și pacienti, deopotrivă.

„Copil” al ramurii nou considerate a medicinei, Bioingineria, aparatura medicală integreaza in concepția și realizarea ei principii de bază ale chimiei, fizicii, matematicii si mai nou, al tehnicii de calcul, toate acestea fiind modelate matematic și adaptate nevoilor biologice și fiziologice ale pacientilor.

Gradului de performanță al aparaturii medicale folosite de catre medici și personalul tehnic specializat in domeniu este cel care ofera valoarea si aplicabilitatea în actul medical.

In procesul de diagonsticare, se poate menționa ca aparatura medicală

– aparatura ce folosește principiul termografiei și anume al diferenței de temperatură existente între țesuturile normale, sanatoase si temperatura țesuturilor bolnave, a tumorilor, care este sensibil mai ridicată folosită în diagnosticarea precoce a cancerului mamar , sau

– aparatura folosită în cadrul examinarilor musculo-scheletate, utilizând o platformă MR , sau

– videoendoscoape pentru cavitățile tractului digestiv.

Rolul aparaturii de diagnosticare poate fi extins în timpul prezent și la urmărirea evoluției tratamentului și implicit a bolii, în timp real, datorita prezenței interfeței hard/soft , incorporată în aparatura/echipamentele medicale moderne.

A doua aplicabilitate majoră a aparaturii medicale este cea a folosirii în tratamente sau în tehnici medicale de intervenție sau de supraviețuire și aici pot fi menționate:

-aparatul cord-pulmon,

-aparatura de dializa,

– pompele de infuzie,

-aspiratoare chirurgicale, aparat de stimulare a coagulării. Ac

Ultima aplicabilitate a aparaturii medicale, dar nu cea din urmă, este cea legată de

-protezare- creare de organe artificiale capabile să înlocuiască pe cele bolnave,

-creare de membre artificiale pierdute în accidente, proteze ce răspund, datorită interfatei incorporate, stimulilor biologici ai creierului deținătorului sau

– implanturi oculare, cohleare.

Evoluția aparaturii medicale în timp este complexa și vastă .Daca ne vom referi spre exemplu doar asupra Ecografului, conceput, acum peste 50 de ani, spre a determina existența sau absența tumorilor în interiorul corpului uman, vom putea urmări evoluția sa de la un simplu aparat ce folosea doar principiul fizic al undelor sonore-si anume al ecoului, împrumutat de la Sonar, avasînd apoi la Somascop, primul scanner ecograf al lui Douglas Howry (1954) și Joseph Holmes, universitatea Colorado, USA, aparat perfecționat ulterior și redenumit Panscanner , un ecograf foarte apropiat de tomograful contemporan.

Modelarea și implementarea în construcția Ecografului a efectului Doppler (continuu sau pulsatoriu) a condus la realizarea Ecografului modern. Acestor schimbări s-a adăugat și un traductor ce transformă energia electrica în unde sonore și invers, iar mai nou, a fost posibilă implementarea unei platforme de hard si soft , denumita interfață, care permite transformarea informațiile primite de la traductor in date afișate pe un terminal- ecran de computer.

Deși realizate în timp, toate aceste transformări, însumate, au perfecționat Ecograful, marind performațele sale și accesibilitatea utilizatorului, permițînd analiza informației în timp real, simultan asigurînd suportul necesar unui diagnostic competent și a urmăririi corecte , pe faze, a tratamentului aplicat pacientului, evoluția bolii.

Astăzi, interfața implementată Ecografelor de ultimă generație (hard si soft) , permite transformarea informației primite de la traductor ultrasonic, în imagini inteligibile făcînd astfel posibilă obținerea unor secțiuni, sub unghiuri diferite, ale organelor interne supuse analizei, chiar daca această metoda nu este decât una multiplanară.

Deși este metoda de analiză numai multiplanară, faptul că este neinvazivă, ușor accesibilă, cu un cost relativ redus , fară radiații pentru medic sau pacient și oferă multiple informații corecte, în timp real, asigurînd calitate ridicată a diagnosticului, este preferată și utilizată cu bune rezultate, în multe afecțiuni.

Alte evoluții, poate nu la fel de spectaculoase ca cea a Ecografului, în timp au avut si alte echipamente medicale, de exemplu: EKG-ul.

Deși principiul de funcționare al aparatului a rămas același, diferențele exista:

-aparatul mai vechi, avea un grad de sensibilitate redus, înregistra activitatea eletrică cardiacă, pe hârtie normală, nu termosensibilă și nu avea posibilitatea de a diferenția eventualii „paraziți” proveniți și din alte mișcări ale pacientului, decât cea a inimii (vorbire, schimbare poziție pacient)

Noul aparat EKG, este mult mai sensibil, înregistrările fiind făcute pe hârtie tesmosensibila, poate diferenția mișcările care nu sunt cardiace și nu le înregistrează, deasemeni este diversificat putînd fi atât de repaus, de efort și de monitorizare a somnului. Modificarea modului de măsurare a activității cardiace, atât în stare de repaus cât și în stare de efort fizic sau de somn, a mărit posibilitatea și acuratețea diagnosticării cauzei apariției aritmiilor cardiace.

Pentru exemplificare mai jos poate fi analizat noul echipament EKG – Sistem EKG de repaus si testare la efort FLASHLIGHT

Site:

http://www.sfatulmedicului.ro/firme-medicale/intro-aparatura-medicala_1763/produse/sistem-ekg-de-repaus-si-testare-la-efort-flashlight_1969

Caracteristici produs:
Senzorul Flashlight inregistreaza 12 derivatii EKG simultan si include un modul de detectie peacemaker care poate fi activat pe oricare din cele 3 canale de achizitie.

Senzorul controleaza aplicarea electrozilor iar operatorul este avertizat de eventualele contacte imperfecte, fara sa se aplice nici-un voltaj pacientului.
Unelte software speciale permit doctorului sa masoare QRS-complexes si ritmurile EKG. Analiza si interpretarea traseelor EKG are la baza algoritmul HES ( Hannover ECG-system), protocol validat de scoala de medicina din Hanovra.
In timpul testarii la efort, este posibil sa se revada rezultatele inregistrate pe baza evenimentelor detectate.

Complexe QRS sunt afisate supraimpozate pe segmente validate de EKG de repaus.
Sunt disponibile intr-o gama larga biciclete si benzi de testare la efort. Sistemul poate fi integrat cu module de TA si spirometrie.

Interconectivitate
Sistemul PADSY (Patient and Vital Parameter Data Management SYstem – Sistem integrat de management al datelor) este platforma de operare si sistemul de management al tuturor aplicatiilor de diagnostic Medset.

Pastreaza intraoperabilitatea si comunicarea client-server in reteaua de calculatoare.

Programat in intregime in limbajul de programare Java, sistemul PADSY este independent de sistemul de operare, putand rula sub Windows, MacOS sau Linux.
Sistemul Padsy poate fi integrat in sistemele informationale existente prin intermediul interfetei GTD, si este compatibil cu noul standard HL7.

Sistemul optional Padsy Connect permite integrarea cu alte aplicatii de management al pacientilor sau poate prelua informatiile (rapoarte, rezultate, imagini) generate de alte echipamente medicale oferind o singura fereastra comuna pentru date.
Centrele de evaluare pot comunica date si rezultate cu aplicatiile client prin Internet sau intranet prin sistemul modular Padsy Planet. Comunicarea este criptata pentru a proteja informatiile confidentiale.

Sistemul Padsy este dezvoltat pentru utilizatori multiplii in arhitectura client/server. Daca este necesar, datele pot fi accesate de la oricare post de retea, accesul la informatiile confidentiale fiind setat prin modulul de management al utilizatorilor. Numarul de clienti Padsy care poate fi instalat intr-o retea este nelimitat. Modelul de licentiere se bazeaza pe numarul de utilizatori simultani in sistem.

Așadar, interfața atașată noului aparat EKG, asigură accesibilitate date pacient, acuratețe înregistrări, protecție date și ceea ce este deosebit de important simplitate în exploatare.

Aparatura medicală , de ultimă generație este dotată cu interfață informatica, o platforma ce contine un soft ce interactionează simplu si direct cu terminalul unui computer, transformînd mărimile fizice, biologice, citite în informații reale legate fie de diagonstic fie de evoluția bolii.

Fie ca ne referim la BCI- Brain Computer Interface, folosita pentru aparatura medicala tip EEG sau PADSY-Patient and Vital Parameter Data Management SYstem – Sistem integrat de management al datelor pentru aparatura medicală tip EKG –ca platforma de operare si sistemul de management al tuturor aplicatiilor de diagnostic Medset sau ne referim la MR-Magnetic Ressonance sistem conceput să asigure o interfață grafică prietenoasă în vederea simulării și vizualizării diverselor forme de tratament (scenarii) ce ajuta în luarea deciziei de alegere a celui mai bun si viabil tratament., toate aceste 3 programe informatice implementate în diverse moduri în echipamentele medicale au același rol, de a ușura diagnosticarea și alegerea tratamentului optim, personalizat, pentru fiecare pacient.

Softul BCI , de exemplu, a fost conceput sub forma unui modul , portabil,cu o interfață grafica prietenoasă, adică ușor de utilizat (GUI-Grafic User Interface) dezvoltat în platforma 3D Slicer, o platforma ce asigură cadrul de lucru, privind simularea si vizualizarea unor forme variate de tratament.

Cu ajutorul interfeței GUI, se vor face diverse investigatii, prin poziționarea diferită a laserului modificînd deasemeni și diverși parametri de lucru și simulînd reacții ale țesuturilor pacienților specifice, pentru a crea o simulare reala de tratament a pacientului (o evaluare rapidă a bolii și a posibilităatilor de tratare, personalizată)

Furnizează deasemeni și tratamentul obișnuit aplicat în mod general. Interfața asigură accesul la ambele tipuri de simulare de tratament, furnizînd formulele de calcul aferente alegerilor , formule ce sunt elaborate prin estimări rapide 3D si utilizînd ecuația bio-caldurii (bioheat ) Pennes . Ca rezultat al acestor simulari și calcule facute cu ajutorul interfeței GUI, se poate estima reacția țesuturilor la diverse proceduri imaginate în mediul virtual

Implementarea interfaței software în echipamentele medicale a urmărit simularea diverselor proceduri aplicabile diverselor afecțiuni , prin modificarea controlată a diverșilor parametri, efectuînd calcule rapide și riguroase, pentru a determina varianta de tratament cu cele mai bune rezultate, pentru bolnav.

(traducere si adaptare din engleză- conținut articol –

„ Design and initial evaluation of a treatment planning software system for MRI-guided laser ablation in the brain”)

=== Cap_2 ===

Capitolul 2.-

Echipamente medicale investigate

Cadrul general în care au fost create și dezvoltate echipamentele medicale, a fost asigurat de catre noua ramură a știintelor exacte –Bioingineria

Aparută din necesitațile medicale moderne, bioingineria este o știință multidisciplinară și interdisciplinară, a cărei dezvoltare a fost în deplină concordanță cu cerințele exprimate de științele biologice, de medicină în general dar și de comportamentul uman.

Caracterul interdisciplinar al bioingineriei este dat de complexitatea și multitudinea factorilor care o determină, care o creează, de interdependența lor care fac din bioinginerie știința ce aplică în construcția echipamentelor medicale, toate principiile și modelele create în și din științe ca: matematica, chimia, fizica, ingineria și bineînțeles, biologia, inclusiv subramurile acestora.

Referindu-ne pe scurt doar la protezele medicale, creerea acestora nu ar fi fost posibila fara calculele matematice și fizice ale momentelor și forțelor care stau la baza unei proiectării riguroase, de calitate. Funcționalitatea lor, ușurința utilizării este dată de îndelungate studii biologice și ale comportamentului uman.

Caracterul multidisciplinar al bioingineriei este dat de numarul mare al domeniile în care activează, domenii ale ingineriei clasice, din care a preluat și adaptat multiple aplicații , spre exemplu, din ingineria electrică, a derivat –>

– ramura se numește inginerie bioelectrica, ce se ocupă, în special de domeniul neural, asigurînd dispozitivele medicale și imagistica pentru diagnoza precum și bioinstrumentarul aferent.

Datorita similitudinilor existente între marimile fizice neurale și cele optice, se preconizează extinderea bioingineriei electrice și spre domeniul opticii medicale.

Din ingineria chimica clasica, s-a format inginerie biochimica.

Aceasta se ocupă de analiza celulei: structura, evoluție, patologie, rolul său în structurile moleculare, tisulare. Alături de studiul celulei , aceasta acorda importanță și fenomenelor legate de biotransport și de biomateriale.

O contribuție deosebită în dezvoltarea generala a bioingineriei o deține și ingineria mecanică clasică, din care s-a desprins și format ingineria biomecanică. Unul din obiectivele sale este studiul mecanicii țesuturilor conjunctive.

Cercetările ultimelor decenii ale bioingineriei au adus îmbunătățiri vechilor echipamente medicale, creînd noi și complexe „ bijuterii” tehnice puse în slujba medicinei, a vindecării.

Un echipament vechi ca principiu de funcționare dar nou ca realizare, cu interfață IT este : Electrocardiograf cu diagnostic – Cardio PC profesional.

Descriere:

Echipamentul analizează aritmia măsurand parametrii de amplitudine și de timp ai inimii, in timp real, ai axei inimii.

Masurarea și analiza ST se face în funcție de frecvență.

Setările echipamentului sunt flexibile, reglabile, conforme cu necesitățile pacientului, simplu și ușor de introdus

Datele rezultate sunt ușor de înregistratși stocat, în totalitate.

Vizualizarea lor grafică este deasemeni completă, echipamentul avînd în dotare o suprafață grafica de vizualizare completă a rezultatelor . Poate vizualiza până la 12 derivații.

Analiza rezultatelor și masurarea sunt automate, excluzînd orice eroare umană.

Echipamentul dispune de:

cablu pacient

programul de diagnostic ECG de repaus

unitate de măsurare ECG de 12 canale Cardio PC

Baza de date poate este gestionata , la cerere, prin implementarea la cerere a softului Innobase ce utilizeaza ca suport aplicatia Windows.

Tot opțional se pot adauga și

-un modul de testare la efort Cardio PC/E

-o centrală de diagnosticare pe calculator de mare performanță precum și terminale ca un monitor color de 19" SVGA și o imprimantă laser.

Tot la cerere poate fi livrată și o bicicletă ergometrică.

Date tehnice

-amplificator de 12 canale cu input selector pe 12 derivații

-toleranță pace-maker: max. 700 mV/2ms

-detecția pace-maker: min. 2mV/0,5ms; max. 700 mV/2ms

-frecvența conversiei: simultan pe 12 canale, 1000Hz/canal

-rezoluția convertorului A/D: 13 bit, 2,5uV/bit pe intrare

-sensibilitate: 1/4cm/mV, 1/2cm/mV, 1cm/mV, 2cm/mV, 3%

-filtre: filtru zgomot de 50Hz (opțional de 60Hz), atenuare 20dB în intervalul 48,5…51,5Hz, -filtru zgomot de musculatură, filtru de linie izoelectrică

-cablu pacient cu 10 poli standard

-clasa de protecție: conform I, CF IEC 601, IP20

-specificația ECG: luând în considerare IEC 62D

-protecție defibrilare: numai cu cablul cu protecție la defibrilare livrat de producător

-norme și recomandări utilizate în cursul dezvoltării și testării:

http://cardiologie.procardia.ro/produs:electrocardiografe_computerizate[1091]/electrocardiograf_cu_diagnostic_cardio_pc_profesional-953.html

Imagistica medicală

Imagistica medicală, domeniu relativ nou al bioingineriei medicale, este utilizată din ce în ce mai mult, în diagnosticare, datorită preciziei și acurateței datelor obținute atât în cazuistica normală cât și în cea care ar presupune metode invazive de diagnostic.

Una din problemele care se ridică în folosirea ei, ca metodă în sine este – alegerea modalității de realizare, de obținere a datelor necesare diagnosticării :

1.a folosi radiația ionizată

Sau

2 a nu folosi radiația ionizată

metodele care folosesc radiatiile ionizate- sunt tehnici care folosesc radiatiile X sau Gamma. Ambele sunt radiații de energie înaltă cu lungime de unda scurtă, mai mică de un angstrom, radiații electromagnetice , capabile să treacă, să penetreze prin orice tip de țesut.

Razele Gamma sunt generate de dezintegrarea atomilor nucleari de markeri radioactivi introduse în organism.

Razele X sunt generate de un tub cu raze x, unde electroni de mare viteză bombardează un loc mic pe o țintă de tungsten, anod.

Radiația ionizată trece în mod diferit prin țesuturi și este absorbită diferit, în funcție de densitatea lor sau de masa atomică (de ex. calciul are o masa atomică mai mare decât cea a hydrogenului, hydrogen care este o componentă majoră a apei din țesuturi.) Din acest motiv, atenuarea cantității de radiație absorbită de organism este diferită. Ionizarea atomilor din țesut poate deteriora celula. Datorită efectelor negative pe care le pot determina la nivelul celulei vii, radiația ionizată se folosește doar când este medical impusă.

Radiația X, este folosită în principal la diagnosticarea țesuturilor osoase, în imagistica medicală, atât folosind computerul tomograf cat si filmul.

Radiația X „impresionează” un film fotografic special, sensibil doar la radiația X. Nu necesită camere obscure pentru developare .

2.Tenhicile ce nu folosesc radiație ionizată sunt tenhici ce folosesc impulsuri acustice- ultrasunetele, aplicînd principiul radar, în esență, sau undele radio combinate cu câmpul electromagnetic –MRI-rezonanță magnetică imagistică.

-articol tradus și adaptat de pe site-ul-

http://www.yale.edu/imaging/techniques/ionizing_vs_nonionizing/index.html

Pentru a studia modul de aplicare a Imagisticii medicale, în stabilirea unui diagnostic, vom studia diverse moduri de diagnosticare imagistica a unui abces cerebral.

-articol tradus si adaptat de pe site-ul

http://emedicine.medscape.com/article/336829-overview#a24

Abces cerebral

Autori:

Lennard A Nadalo, MD, FACR; Chief Editor: James G, Smirniotopoulos, MD  Localizarea: intracraniană.

Moduri imagistice de analiză

Radiografia

-folosită în mod curent, în acest caz este limitată de opacitatea sinusurilor paranasale sau mastoid. Totusi, prezența bulelor de gaz sau a aerului în interiorul craniului, poate indica existenta unui organism care produce gazului sau existența unei comunicari cu sinusurilor paranazale sau cu nasul.

Evidența primordială a existenței osteomielitei craniului este in general un tipar amestecat de luminozitate asociata distrugerii interioare sau exterioare a „tăbliilor” craniene.

Ocazional, corpurile straine(de ex. in ranile provocate de gloanțe) sau osteomielita osului maxilar pot fi considerate sursa probabila a abcesului intracranian. Distrugerea oaselor sinusurilor poate indica o osteomielita agresiva cu extindere in spatiul intracranian.

Nivel de încredere al metodei (diagnosticarea)

Opacifierea sinusurilor nu este o indicație direct a abcesului intracranian, mai mult a unei posibile etilogii.

Dar prezenta aerului in spatiile intracraniene indica cu siguranță- ca sigura prezenta formatiunii unui abces intracranian.

Ipoteze :Fals pozitiv/negative

Pacienți cu diagnostic de abcess intracranian pot devolta retenții de fluid în sinusurile mastoid si paranazale, ca urmare a unei intubatii endotracheale sau a unei dizabilitati cronice.

Multi din pacientii cu osteomielită de de mandibula sau de maxilar nu dezvolta abcesse intracraniene

Computer Tomograf (CT)- scanare

Într-o scanare cu un CT neîmbunatățit (fără substanță de contrast), encefalita data de toxoplasmoză apare sub aspectul unor zone hypodenses sau isointense , opace (în întreaga masă).

Ganglionul bazal și legătura corticomedulară, sunt deobicei afectate.

Scanarea CT cu substanță de contrast pune în evidență un inel sau un sau o structura nodulară marită, cu leziuni de 1-3 cm în diametru. Intensificarea este cea mai mare incepînd cu zona intermediara, acolo unde inflamația este cea mai mare.

Vezi imaginile

Abces cerebral- scanare CT axială- scanare cu substanta de contrast intravenoasa Pacient cu simptomele: durere de cap si febra.

Scanarea CT initială a demostrat afectarea totală și edem al lobului temporal. Deoarece edemul și afectarea totală era puțin vizibilă, greu de observat, a fost facută o

biobsie la lobul temporal stâng, pentru a exclude posibilitatea existentei unei tumori.

In urma rezecției efectuată pe abcesul de pe lobul temporal, s-au dezvoltat abcese extracranian, subdural si intracranian (vezi săgețile galbene)

.

Abces cerebral coronal multiplanar reformatat, scanat CT, la un pacient care a dezvoltat un abcese cerebrale temporale (vezi săgețile galbene) și un abces (săgețilelbe), lateral stânga, extracranial, în urma unei operații chirurgicale efectuate la lobul temporalstâng

(craniu)

Abces cerebral-

Scanarea CT axială , cu contrast marit, al unui pacient tratat chirurgical pentru o fractură înfundată a craniului.

Partea rănită, parietal stângă a craniului , a suferit complicații datorate unui abces dezvoltat în spațiul subgaleal (SGA) din spațiul epidural (EDA) și în emisfera cerebrală stângă (CA). Edemul afferent abcesului poate fi observat urmărind săgețile galbene.

Peretele abcesului cerebral crește (săgeata albă)

.

Abces cerebral,

Scanarea CT axială, (s-a folosit substanță de contrast IV pentru îmbunătățirea scanării) a unui pacient cu febră si diplopie a demonstrat apariția și consolidarea unei mase ce provine din interiorul celulelor etmoidale aeriene cu extindere in orbita medial dreaptă (săgeata neagră), Nervul optic este în contact cu această masă (săgeata albastră)

Manifestarile intracraniene ale unui abces cerebral se pot face prin scanare CT, însă calitatea determinarilor, este dependentăa de stadiul de dezvoltare al formațiunii abcesului cerebral. Fazele incipiente de manifestare pot fi legate de meningită însa fără descoperiri deosebite pentru studiile aferente scanărilor CT.

Modificarea suprefețelor meningeale este o modificare nespecifică și inconsistentă ce apare la pacienții cu diagnosticul de meningită.

În fazele encipiente ale infectării creierului, scanarile CT fara substanță de contrast (neîmbunătățite) pot demonstra doar modificări normale sau arii subcorticale hypodense dar slab delimitate.

Studiile legate de marirea contrastul în scanarea CT, au demonstrate creșterea conturării, îmbunătățirea vizualizării ariei afectate din regiunea inflamată.

În stadiile encipiente ale formării abcesului, leziunile fuzionează cu o zona centrală puțin conturată ce are margini neregulate

Scanarile obținute dupa utilizarea substanței de contrast au relevant, în infecții cerebrale diferente de culoare între diverse regiuni cerebrale, în functie de gradul de infiltrare al substanței de contrast, porțiunea centrala a abcesului nefiind, infiltrată deloc.

Rezultatele edemelor periferice adânci au ca efect obliterarea unei depresiuni a suprafeței creierului (sulcal).

Stadiul encipient de capsulare al abcesului este caracterizat prin apariția unei capsule colagenoase , de grosime relativă, bine conturată, capsulă care marchează stadiul final de formare al abcesului.

Leziuni circulare marite sunt întâlnite frecvent in afectiuni diverse , in stadii diverse. Pe lânga abces, metastaze cerebrale, în stadii encipiente ale unor tumori cerebrale (în

particular – astrocitom, grad 4), granuloame, hematoame retrase, infarcte . Toate acestea au aspectul asociat cu cea a unei forme de inel.

Structura chistică este o trăsătura particulară, proeminentă a bolii cistircecoza, datorită infestării cu larva Taenia solium.

În cele mai multe abcese piogenice , inelul este fin , cu pereți subțiri (<5 mm)

Marginea medială se subțiază de cele mai multe ori și devine mai subțire, pe lungimea marginii, lucru care poate reflecta variația perfuziei cerebrale a materiei albe și cenușii . Peretele neoplasmului cistic este în general mai gros și neregulat, forma de frunza sau lobulat (vezi imaginile de mai jos)

Abcesul cerebral, scanare CT axială, cu substanță intravenoasă (IV) de marire a contrastul a unui pacient cu febră și durere de cap.

Deoarece este dificil sa pui un diagnostic definit de abces la unii pacienti la care inelul este usor de vazut dar nu poate fi asociat cu o sursă aparentă de infecție, biopsia stereotactică si cultura din peretele abcesului s-ar putea sa fie necesare.

.

Abcesul cerebral

Suprafata tridimensionala- model dimensionat craniofacial, scanat CT, la un pacient cu durere de cap, orbită inflamată și dipoplie cu durată de 48 de ore.

Gradul de incredere în scanare CT

Edemul moderat vasogenic care este vazut în stadiile encipiente ale formării infecției cerebrale si a formării abceselor, trebuie interpretat in contextul clinic prezentat.

Prezența febrei, cunoașterea existenței infecției și imunosupresia (scaderea imunității

organismului) vor fi suporturile care vor conduce la un diagnostic de formare a unui abces.

Totuși nu pot fi neglijate acidentele vasculare, tumorile, care trebuie incluse intr-un

diagnostic diferențiat.

Mai târziu, după formarea abcesului, trebuie inspectat peretele în contextul suspectării unor malignități care pot fi surse de metastaze cerebrale, gliom, lymfom, scleroză multiplă.

Ipoteze fals positive/negative

Scanare CT fals negativă poate apare dacă dozarea soluției intravenoase de măarire a contrastului este inadecvată sau dacă scanarea este făcută prea repede după administrarea soluției de contrast.

Scanarea fals –pozitivă poate apare ca urmare a interpretării greșite a posibilelor

cauze alternative ale existenței formelor inelare a leziunilor cerebrale pentru un abces.

Leziunile vizibile, cu forma inelară, trebuie atribuite ca aparținînd și altor diagnostice

ca de exemplu, tumori cerebrale (anaplastic, astrocytom) sau metastaze cerebrale, abcese , granuloame , hematoame resorbite, vechi, infarct cerebral, malformatii vasculare cerebrale , scleroze multiple , alte tumori cerebrale primare,

Rezonanța Magnetică Nucleară (Imagistica)- MRI

Este o tehnică spectroscopică nucleară utilizată în bioinginerie medicală, fizică, chimie și medicină pentru analiza diverselor structuri ale compușilor chimici, ale proteinelor, ale caracteristicilor diverselor țesuturi, organe. (sursa definiție wikipedia)

Descoperită la începutul anilor 70, aprobată spre utilizare în medicină începînd cu anul 1984, RMN (MRI- limba engleză), este o tehnică neinvazivă de vizualizare a organelor interne, a diverselor maladii, a structurii oragnelor interne afectate.

Pricipiul de funcționare: obținerea imaginilor detectate de aparat se datorează eliberarii de fotoni ale protonilor de hidrogen, proces care are loc la repoziționarea lor succesivă astfel:

la aplicarea unui câmp magnetic foarte puternic, protonii de hidrogen se

pozitionează dea lungul liniilor campului magnetic, datorită mișcării lor de spin.

se aplică apoi un semnal electromagnetic care are frecvenvența egală cu

frecvența protonilor de hidrogen,denumită și frecvență de rezonanță, care îi va readuce în poziția lor inițială, moment în care are loc eliberarea fotonilor.

Reacția diferită a ionilor de hidrogen cu structura țesuturilor, va determina imagini diferite.

Secvențele standard utilizate în RMN sunt de două tipuri : T1 și T2

Secvența T1: face diferența dintre apă și țesut adipos

– are un timp mai scurt de obținere a imaginii, obținută în intervalul:

înaintea administrării substanței de contrast și după administrarea ei

-pentru obținerea ei se folosește substanța de contrast numită gandolină, cea care crește capacitatea de contrast între țesuturi

-în această secvență, apa este HIPOINTENSĂ( mai întunecată) iar țesutul adipos este HIPERINTENS (mai deschisd)

Secvența T2: face tot diferența dintre apă și țesut adipos însă în această secvență
-apa este HIPERINTENSĂ (mai deschisă) și

-țesutul adipos este HIPOINTENS( mai întunecat)

Tipuri de RMN (RMI):

funcțional,

de difuzie,

Fluir,

angiografic.

Fiecare din aceste procedee se aplică pentru diverse afecțiuni.

1.RMN funcțional- monitorizează schimbarea metabolismului cerebral, urmărind modificarea fluxului sanguin la nivel cerebral. Se bazează pe calitatea chimică a hemiglobinei de a se combina cu oxigenul.

RMN-ul compară cele două hemoglobine: cea oxigenată și cea neoxigenată. Hemoglobina neoxigenată atenuează semnalul RMN și astfel se formează imaginea.

Principiul se numește BOLD- Blood Oxigen Level Dep.efective.

2.RMN de difuzie- aplică legile lui Brown- apa difuzează egal, pe toate direcțiile, în mediu omogen.

Aplicînd acest lucru biologiei, la difuzia apei în țesuturi, aceasat întâmpină o barieră și anume membrana celulei. Direcția difuziei apei, prin membranele celulare, va permite de exemplu, în cazul axonului să se cartografieze neinvaziv calea conductului nervos.

La accidentele vasculare, intervenția rapidă reduce gravitatea sechelelor , ca urmare, în cazul unei ischemii, apare reducerea cantității de apă în zona și astfel se poate determina și interveni operativ, intr-un interval optim de 5-10 minute.

3.RMN- cu atenuarea fluidel-Fluir- se aplică pentru determinarea neinvazivă a sclerozei multiple- vizualizează focarele de demielizare.

4.Angiografia prin RMN: vizualizeaza starea arterelor în scopul determinării ingustării lor (stenoze) sau a dilatației lor (anevrism).

Se aplică :

-vaselor cervicale, vaselor intracraniene,m aortei toracice, aortei abdominale, arterelor membrelor inferioare

Procedeu presupune aplicarea substanței de contrast foarte aproape de locul dorit a se vizauliza.

Se poate folosi și ca RMN-venos, în acest caz aplicîndu-se venelor, în același scop și în mod asemănător ca procedeu.

-site http://ainmd.org/index/rmn/0-91

Articol -Actualități neurologie

Pentru comparatia cu tehnica scanării CT și exemplificare, s-a comparat modul de

diagnosticare a unui abces cerebral, folosind tehnica RMN-MRI,

(continuare traducere si adaptare articol Abces cerebral

site-ul

http://emedicine.medscape.com/article/336829-overview#a24

Gasirea unui abces cerebral printr-o scanare CT fără substanță de contrast este nespecifică. Mai comun este in acest caz doar o imagine cu aspect de masa ce înconjoară un edem, ca în imaginea de mai jos.

Rezonanța magnetică a creierului oferă o oportunitate mai buna de diferențiere a abcesului cerebral de alte tipuri de formațiuni de masă cerebrală

Folosirea substanței de contrast ajută la identificarea corectă a abcesului, îmbunătățind diferențierea sa de contuziile cerebrale sau infarcte.

Multe neoplasme cerebrale au acceași structura și pot fi diferențiate cu greu de un abces cerebral. Vezi imaginile de mai jos

Abces cerebral sagital, contrast mărit (scanare secv T1 MRI).

Pacientul s-a prezentat cu dureri de cap, febră joasă.

Abcesul a fost drenat . A conținut multe celule albe , totuși nu a fost evidențiat nici un microb. Diagnosticul a fost de coc gramma positive, anaerob, pus după analiza histologică.

MRI evidențiază aspectul de masă cerebrală înconjurată de un inel îngroșat, abcesul fiind în lobul frontal stâng.

Abcesele, pot fi diferențiate după gradul de difuzie și delimitare prin analiza ima-gistică MRI, cu substanță de contrast.

Vezi imaginile de mai jos.

Abces cerebral .

Acest T1 MRI (cu subst de contrast) al unui abces temporal drept, demonstrează o masa neregulată cu îngroșare periferică moderată. A fost obtinută într-un curs clinic.

.

Abces cerebral-difuzie ponderată.

MRI demonstreazăa creșterea semnalului luminos al abcesului din fosa lobului temporal drept

. Rezonanța Magnetica nucleară (imagistica) MRI a abcesului din lobul temporal drept.

Această imagine a unui T1 cu contrast marit demonstrează multe din caracteristicile

unui abces cerebral tipic. Se poate observa foarte bine peretele ce îl delimitează , datorită substanței de contrast -gandolinium, administrată.

Rezonanța Magnetica nucleară (imagistica) MRI a creierului făcută fără sau cu substanță de contrast intravenoasă (gandolinium) este cel mai senzitiv test și pentru Toxoplasmoza encefalitică

Leziunile ce se observă când se utilizeasză substanța de contrast sunt foarte vizibile, comparativ cu țesutul cerebral normal și pot fi dificil de identificat , în comparație cu structura edemului, observabil în interiorul creierului

Inelul îngroșat, văzut cel mai bine în T1 cu substanță de contrast, pentru studiu, reprezintă aria cea mai puternic activă a infecției.

Ca urmare a tratamentului cu pyrimethamine și sulfadiazine sau clindamycin, se vor reduce leziunile ca mărime prin creșterea peternică a rezoluției inelului.

Vezi imag.de mai jos

Abces cerebral-

MRI, al unui creier al unui pacient cu febră, cu traumatism cerebral.

Se observă în T1 forma de coroană, conturat mai pronunțat datorită substanței de contrast.

In urma traumatismului, a aparut osteomielită la craniu.

Abcesele sunt subdurale vezi (săgeti galbene) și s-au dezvoltat ca o extensie directă a infecției în afara craniului.

Marginea separatoare/conducătoare a substanței cerebrale este marcată de structura sporită/întărită a marginilor adânci ale lobului parietal stâng (săgeți albe)

.

MRI , T2 axial, la pacient cu abces cerebral în lobul frontal drept.

Atenție la masa care încojoară edemul. Peretele abcesului este relativ subțire (săgeți negre)

. RMN-MRI T1- cu substanță de contrast – gandolinium-

Pacient cu abces cerebral ce prezenta febră, durere de cap, diplopie.

Lobul frontal drept al creierului este mutat/deplasat chiar prin centru (săgeata dublă) de un abces intracranian (săgeată neagră singulară) care s-a extins în sus, de la orbita dreaptă și a cuprins celulele mediale etmoide (săgeata curbă punctată).

A fost detectat aspergilus din substanța cerebrala și țesutul sinusurilor

RMN- MRI descoperă abcesele cerebrale diverse, în diverse stadii de dezvoltare.

Stadii inițiale

Stadiile inițiale, sunt prezente ca o suferință intensă a zonei subcorticale, care pot fi notate ca secvență T2

Leziunile cu aspect hiperintens în difuzie , cu valoarea coeficientului de difuzie aparent ADC < 0,9, sunt comune la abcesele cerebrale, în timp ce leziunile hipointense în difuzie, cu valoarea coeficientului de difuzie aparent ADC >2 sunt comune non abceselor, leziunilor cistice

Stadii avansate/târzii ale infectiilor cerebrale

În stadiile avansate ale infecțiilor cerebrale, aria centrală necrotică este foarte intensă la țesutul cerebral cu densitate protonică mare- secvența T2

Grosimea este oarecum neregulată, rama marginilor apărînd isointens până la ușor hiperintens la T1 spin-echo și isointense până la relativ hipointens la densitatea protonică din T2 .

Edemul periferic este comun. Datorită administrarii substanței de contrast pot fi demonstrate si leziuni satelit.

Stadii encipiente sau târzii de încapsulare

În timpul stagiilor encipiente sau târzii de încapsulare a abcesului, capsula colagenică a abcesului este vizibilă în principal datorită contrastului, aspectul fiind de perete fin, lumino-zitatea capsulei variind ușor de la isointense spre hyperintens.

În secv T2 MRI „inelul” ce delimitează abcesul are aspect hypointens

Difuzia poderea sa ajută în prezentarea caracteristicilor abcesului cerebral.

Dacă abcesul s-a spart în sistemul ventricular, difuzia are o structură specific. Substanța pururlentă din ventricol are aparența celei din cavitatea centrală a abcesului, difuzia fiind puternic hypersintensă în imaginea obținută

Spectroscopia Rezonanței magnetice

Spectroscopia RMN ajută în diferențierea diagnosticelor , în cazul toxoplasmozei versus Limfom CNS.

Limfomul CNS prezintă o structură ușoară, de lipide crescute ce au varfurile alburii (lactate), cu un aspect de vârf de deal proeminent precum și câțiva alți metaboliți normali

În toxoplasmoză, există aceeași structură de lipide crescute ce au varfurile alburii însă lipsesc metaboliții

Difuzia în MRI

Difuzia moderată , în MRI poate fi utilă în diferențierea abceselor de tumorile necrotice.

La abces, în fotografiile/imaginile echo plane, difuzia este de forma unui semnal de intensitate înaltă, cu o reducere corespunzătoare a coeficientului de difuzie aparentă

DWI- luminozitatea difuziei în fotografiile/imaginile echo plane este aferentă vscozității celulare prezente în cavitatea unui abces.

Tumorile cu centrul necrozat prezintă in fotografiile/imaginile echo plane, o difuzie hypointensă, cu creșterea valorii coeficienților difuziei. Structura descrisă mai sus pentru abces a fost deasemeni întâlnită și la infecții cerebrale acute

Gradul de încredere în procedeu RMN-MRI

La pacienții ce prezintă un inel care înconjoară masa cerebrală lezată, este caracteristică difuzia redusă/restânsă , dar nu aceasta este caracteristică abceselor.

Coeficienti redusi (ca valoare) ai difuziei pot apare și la metastazele cerebrale.

Tehnica imagistică corectă aplicată pentru evidențierea difuziei trebuie aplicată/corectată pentru luminozitatea secvenței care se folosește- T2

Hărți corecte ale difuziei reflectă cu acuratețe complexitatea leziunii.

Imagistica difuziilor este mai sensibilă decât MRI convențional, putînd determina singură schimbarile în evoluția leziunilor cauzate de infectii sau ischemii

Spectroscopia MR are la bază tehnica Single voxel proton , care este mult mai fiabilă, mai precisă în diagnosticarea și diferențierea tipurilor de „inel„ ce în conjoară zonele lezate, decât MR doar.

Această tehnică ajută la diferențierea tumorilor, abceselor, necrozelor, utilizînd aspectul/profilul lor spectral

Perfuzia MRI ajută la determinarea gradului leziunilor, a gravitatății lor, prin evaluarea gradului lor de vascularizare.

Ipoteze Fals pozitiv/ Fals negativ

Difuzia MRI nu ajută la diferențierea baceselor cerebrale de infectii cerebrale locale, infaarcte legate de tromboze venoase.

Deasemeni, imagistica superioară este utilă în analiza anatomiei leziunilor .

Difuzia restrânsă în „ inel „ nu este specifică abcesului cerebral

Analizînd cele două proceduri, neinvazive: Scanare CT și RMN- MRI pentru a identifica avantajele și dezavantajele aplicării lor în medicină, în diagonza în timp real și tratament, se pot considera următoarele aspecte:

– Scanarea CT deși este mai accesibilă, mai ieftină și nu necesită sedare, utilizează radiația ionizată, soluția de contrast fiind radioactivă.

Se aplică țesuturilor osoase, calcificate, structurilor vasculare.

Ca reacții adverse pot apare alergii și insuficiență renală.

– RMN-ul este mai costisitor și deci mai puțin acesibil, necesită sedare , în caz de suferință anterioară de claustrofobie (poate dura și 40 de minute), dar substanța de contrast nu este radioactivă

Se aplică țesuturilor moi, necalcifieri

Aplicarea RMN-ului necesită atenție sporită la aplicarea pe pacienți care au : implant cohlear, proteze cardiace diverse , operatii pe creier la care s-au clampat vasele, rani din alice care nu au fost extrase.

Nu se folosește nici în primul semestru de sarcină.

Toate aceste tehnici medicale aplicate pentru determinarea cât mai performantă a unui diagnostic precis, precum și urmărirea în timp a tratamentului și evoluției bolii, trebuie sa ia în calcul Factorul uman , utilizatorul care le aplică care poate avea studii medicale sau nu.

Factorul uman este o disciplină care urmărește performanța utilizării individuale ale echipamentelor medicale ale echipamentelor medicale în conditii de siguranță și eficiență.

Erorile în utilizare a echipamentelor medicale pot fi cauzate , uneori de impactul desenului aparatului, de dificultatea înțelegerii interfeței echipamentului, de cerințele de memorarea prea dificilă sau prea multe informații în timp scurt, instructaj defectuos, stres, oboseală.

Apariția erorilor în exploatarea echipamentelor medicale, în practică duce la succesul tratamentului sau la decesul acestuia

Funcționarea defectuoasă a echipamentelor medicale se poate datora nu numai factorului uman ci și influenței factorilor din mediul înconjurător: zgomote puternice, interferențe, iluminat slab, „ orbire„ datorată unui iluminat defectuos ( prea puternic) și imposibilitatea citirii parametrilor afișați, căldura, mediu cu mult praf…

Un echipament medical este eficient dacă în proiectarea sa au fost luați în calcul toți factorii specificați . De exemplu, legat de construcția sa:

– amplasarea butoanelor la niveluri cu vizibilitate maximă

-respectarea culorilor tradiționale, universal accepate de pericol, de avertizare- a depășirii sau scăderii sub limita admisă a parametrilor măsurați, persoanele reacționînd în general la fel la diverși senzori, stimuli vizuali sau sonori

-respectarea modului de alarmare – conexiunile care le implică , măsurile de remediere

Factorul uman este determinat de mai multe variabile comportamentale care trebuie luate în considerare.

– percepția personalului – abilitatea de a detecta , identifica , recunoaște semnalele snzoriale

-cunoașterea se referă la nivelul cunoștințelor, memorie, procesare informație, aplicare reguli , regulamente, strategii, ipoteze, capacitate de rezolvare probleme

-modul de a gândi al fiecărui individ, de a analiza lucrurile- fiecare are un anumit tipar. De exemplu un anesetzist va căuta intotdeauna parametrii:

1.respiratie

2.număr bătăi inimă

3. nivel oxigen

Înțelegerea limitelor umane este un factor ce contribuie la alegerea personalului competent și reducerea erorilor umane la valori minime.

Interfața care asigură legatura om- echipament trebuie sa fie

cât mai simplă. și usor de înțeles pentru ca utilizatorul să aplice comenzile facil

sa aibă un sistem care să permită recuperarea datelor, în cazul ștergerii lor din greșeală

În literatura de specialitate sunt prezentate câteva erori legate de

inscripționarea deficitară

-O scală de reglare a debitului oxigenului incorect desenată a condus la apariția hipoxiei la un copil.

Scala de reglaj nu avea valori intermediare de debit, însă acest lucru nu era bine delimitat/conturat astfel încât a condus la poziționarea intermediară a cursorului de reglaj debit pe o poziție inexistentă de fapt de către personalul medical.

– Un pacient a primit o doză prea mare de medicație deoarece a fost confundată cifra 7 cu cifra 1 pe display-ul panoului debitului pompei de infuzare.

Errori daorate dispozitivelor medicale

– arsuri provocate de padele

– concentrații prea mari sau prea mici administrate pacienților imobilizați la pat

Echipamentele logice cu microprocesoare

Erorile ce apar la aceste echipamente pot fi datorate unei proiectări deficitare, de exemplu

-ecrane mici de CRT, aglomerate

– umăr mare de butoane- dificil de memorat

-abreviații dificil de înțeles

– timp mare de răspuns între introducere date și primire răspuns (timp mare de prelucrare date)

Ca urmare a acestor evaluări și statistici, s-a considerat că introducerea unui soft va simplifica lucrurile mult.

Softul însă trebuie să fie flexibil, ușor de înțeles și aplicat pentru a evita erori de diagnoză.

Erori SOFT – erori indirecte la echipamente medicale prevăzute cu soft

Erori de dozare- softul nu a avertizat lipsa limitării dozării , la tratamente cu radiații

Secvență de soft care modifică funcționarea corectă a aparaturii pe care o deservește- un monitor cardiac a fost oprit fără știrea utilizatorului de către o secventă din soft .

Erori HARD- rezultate din instalări defectuoase, deconectări/conectări accidentale,

calitate deficitară a materialelor folosite, surse impropri, baterii incorect montate

1.deces cauzat de un adaptor montat greșit pe un tub de alimentare enterală- a permis inversarea operației.

2.deces cauzat de oprirea unui ventilator, cauzată de calitatea slabă a unui tub de alimentare și a conectoarelor.

Combinînd componentele hardul cu componente de soft se obțin echipamente moderne ce au la bază microcontroller-e CPU-s cu memorie integrată și interfețe periferice. Hardul acestor echipamente este format din sisteme mecanice, electrice a căror funcționare este coordonată de un CPU-s cu memorie integrată și interfețe periferice (softul lor)

Sunt folosite în general pentru sarcini specifice, bine determinate, destinate să ruleze timp indelungat, fără intervenție umană, oferind siguranță, în timp real și autonomie:

exemple

transducere- care folosesc efectul Doppler pulsat pentru a monitoriza ritmul cardiac intrauterin al fătului

monitoare ce măsoară conținutul de gaze din sânge

pace maker-e

infuzoare

Interacțiunea cu lumea exterioară este făcută prin intermediul senzorilor .

Erorile sunt mult reduse deoarece factorul uman de intervenție este redus la minim.

Telemedicina

Noua aplicație a echipamentelor medicale de ultimă generație este

TELEMEDICINA.

Sistemul are următoarea formă:

Acest sistem este folosit pentru situații în care există persoane cu probleme de sănatate aflate în situații dificle: netransportabile, locuri izolate greu de accesat, alte situații asemănătoare.

Persoanele bolnave, ce necesită să facă diverse analize medicale, vor accesa Serverul prin Internet, vor încărca datele lor biologice, softaware-ul special conceput, le primește, analizează și pune diagnosticul (sistemele integrate), după care traseul este parcurs în sens invers, până la pacient.

Internetul, rețeaua aferentă, softurile , sistemele integrate sunt cele care au simplificat mult atât diagnosticarea, reducînd în același timp mult din posibilitățile apariției erorilor umane.

Pentru reducerea erorilor umane și obținerea unei tehnologii , echipamente mediicale de ultimă generaație, perfomante, fiabile și ușor de folosit, este necesar să se aibă în vedere următoarele reguli:

se va ține cont de experiența anterioară a personalului

se va utiliza o simbolizare și abrevieri unitare(cu foarte putine modificări față de vechile variante de echipament)

se va colabora ăndeaproape cu utilizatorul pentru a urmări evoluția echipamentului

asigurarea asistenței tehnice, imediat după solicitare

Proiectare concepte ușor de memorat

Alegere de meniuri care să reamintească utilizatorului de etape, de secvențe, de pașii de urmat.

Asigurare sistem de back-up al datelor, în caz de ștergere

Concepeti ecrane unice pentru vizualizare infiormație.

Nu ingrămadiți butoanele , pot fi atinse fară voie provocînd erori

Folositi surse și materiale de calitate

Asigurați documentația necesară echipmentului furnizat. Concepeți documentația astfel încât sa asigure instrucțiuni clare, precise, sigure, uțor de înțeles și memorat.

Regulile sunt de mai sus puține dar aplicabile in proporție de 80 % la echipamentele medicale noi și mai vechi, asigurînd un cadru general de proiectare .

Articol tradus și adaptata – Do it by design

http://www.fda.gov/medicaldevices/deviceregulationandguidance/guidancedocuments/ucm094957.htm