Научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии в зарубежных странах в период 60-80-х годов ХХ столетия

Владзимирский Антон Вячеславович ORCID: 0000-0002-2990-7736 доктор медицинских наук Заместитель директора по научной работе, ГБУЗ г. Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы» 127051, Россия, г. Москва, ул. Ул. Петровка, 24, с. 1 Vladzymyrskyy Anton Vyacheslavovich Doctor of Medicine Deputy Director of Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department 127051, Russia, Moscow, ul. Petrovka, 24, p. 1 avv_mobile@mail.ru Другие публикации этого автора

Научно-техническая история электрокардиографии – ключевого метода обследования и диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы – охватывает период около 150 лет и отличается многогранностью. К настоящему моменту детально изучены биографии и научная деятельность значительного числа ученых, внесших вклад в появление и эволюцию этого метода. Исследованы научные школы, оказавшие значимое влияние как в глобальной перспективе, так и на уровне отдельных стран. Описано развитие электрофизиологии и смежных дисциплин. Прослежена история конструирования приборов и изучения клинических вопросов. Вместе с тем, один из аспектов научно-технического развития электрокардиографии остается, фактически, не изученным.

Фундамент методологии современной электрокардиографии (ЭКГ) был заложен нидерландским ученым-физиологом Виллемом Эйнтховеным (1860-1927) в конце XIX – начале ХХ века. Но даже в этом раннем периоде ключевую роль в развитии ЭКГ сыграли средства электросвязи. В процессе научных исследований В. Эйнтховен столкнулся с проблемой физического расстояния: громоздкое и сложное оборудование для фиксации электрокардиосигнала был сконструировано в его домашней лаборатории, а пациенты – чьи сигналы и следовало фиксировать – разумеется находились в клинике. Эту проблему В. Эйнтховен решил путем изобретений «телекардиограммы» - технологии передачи ЭКГ по телефонному кабелю ^[1]. Спустя несколько десятилетий этот способ стал чрезвычайно востребованным в практическом здравоохранении. ЭКГ стала ведущим методом диагностики в кардиологии, но ее диагностическая интерпретация требовала специальных знаний и навыков. Для корректной диагностики требовалось участие квалифицированного специалиста, который далеко не всегда был доступен. Поэтому технологии передачи ЭКГ средствами электросвязи (телефонный канал, радио, телетайп) приобрели громадное клиническое и социальное значение. Ведь данные можно было передать на любое расстояние и получить дистанционную консультацию специалиста.

Совокупность технических и методических аспектов дистанционной передачи и интерпретации ЭКГ в клинической практике в середине ХХ века получила наименование «транстелефонная электрокардиография». Масштабы ее применения были очень значительны, в ряде стран на ее основе даже сформировались новые подходы к организации медицинской помощи ^[2]. Однако, систематическое изучение научно-технической истории становления транстелефонной электрокардиографии (или теле-ЭКГ) не проводилось, не изучены направления и значимость опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ.

Задача исследования: выявить и систематизировать закономерности развития научных знаний, связанных с созданием и использованием технологий транстелефонной электрокардиографии в зарубежных странах в период 1960-1980-х гг.

Географические рамки исследования включают страны Европы, Азии, Северной Америки и Австралию. Отметим, что научно-техническая история транстелефонной электрокардиографии в СССР изучается нами отдельно и будет представлена в специальных публикациях.

Историография по теме исследования отличается скудностью. Очень полно и многосторонне изучена история деятельности В. Эйнтховена, включая создание «телекардиограммы» ^[3-7]. Однако, события середины ХХ века, фактически, проигнорированы. В ключевой монографии R.Bashshur о развитии телемедицины (то есть способов применения электросвязи для решения медицинских задач) в США аспекты дистанционной передачи ЭКГ упоминаются лишь вскользь, без малейшей систематизации ^[8]. Небольшое количество биографических материалов (Ц.Касереса, Л.Ларена) дают лишь общее представление об их научных исследованиях, но не позволяют составить представление об общей картине научно-технической эволюции метода.

Источниковая база исследования представлена совокупностью научных трудов, публицистических, биографических материалов, фотоматериалов.

Методологически исследование основывается на системном подходе, историко-генетическом, историко-сравнительном и общенаучных методах.

Европа. В европейских странах научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии в изучаемый период времени можно охарактеризовать как ограниченное. Исследования носили сугубо прикладной характер и отличались преимущественно описательным характером; достаточно явно определяются 3 группы соответствующих исследований.

Первую группу исследований можно отнести, в большей мере, к научным основам организации здравоохранения. Наиболее значимым стало создание модели дистанционного контроля сердечной деятельности у пациентов, перенесших кардиохирургические операции, чаще всего – установку искусственного водителя ритма (так называемого «пейсмейкера»). В силу тяжести заболевания такие пациенты, вполне очевидно, нуждались в длительном врачебном сопровождении после выписки из стационара. В подавляющем большинстве случаев такое сопровождение состояло в фиксации и анализе электрокардиограммы. В этой ситуации использование транстелефонной электрокардиографии позволяло осуществлять, фактически, постоянный контроль; причем делать это быстро, комфортно и малозатратно. Выписанные на дом пациенты получали или приобретали комплект оборудования, позволявшего фиксировать и транслировать в медицинскую организацию одно- или реже трехканальную ЭКГ. По расписанию, в соответствии с назначением врача, или при ухудшении самочувствия пациент звонил по телефону в клинику, транслировал ЭКГ дежурному врачу, получал экстренную консультацию. Такой подход отлично воспринимался как пациентами, так и врачами.

Несколько компаний-производителей медицинского оборудования вывели на рынок соответствующие технические решения в рамках корпоративных опытно-конструкторских работ.

В научной литературе появилось новое выражение, ставшее довольно устойчивым: «пейсмейкерная клиника» (от англ. «pacemaker clinic») – как обозначение модели организации оказания медицинской помощи пациентам с искусственным водителем ритма на основе технологий и методологий транстелефонной электрокардиографии. В 1970-е гг. такие модели были реализованы в Германии, Дании, Италии, Нидерландах, Франции, Чехословакии, Швеции ^[9-14]. Вместе с тем, научный анализ результатов деятельности «пейсмейкерных клиник» практически отсутствовал; тематические публикации в научных журналах носили сугубо описательный характер, содержали количественную статистику о числе дистанционно наблюдаемых пациентов за период времени. Структура исходов, экономический анализ и иные стандартные аспекты научной оценки в рамках клинического исследования отсутствовали или носили эпизодический, несистемный характер. Можно утверждать, что недостатки научного анализа пагубно сказались на такой многообещающей технологии. Нехватка доказательной научной информации ограничила ее принятие широким кругом практикующих врачей.

Ко второй группе европейских научных исследований в сфере транстелефонной электрокардиографии можно отнести конструирование и апробацию соответствующих систем для догоспитального этапа, то есть для применения бригадами скорой медицинской помощи. Здесь наиболее значима научно-практическая работа, выполненная во Франции под руководством доктора Луи Ларена (Louis Lareng, 1923-2019). Была разработана портативная телеметрическая система, позволявшая дистанционно транслировать электрокардиограмму, частоту пульса и дыхания, показатели артериального давления по радио из машины скорой медицинской помощи в больницу. Система была успешно апробирована в октябре 1966 г., после этого внедрена в службе скорой медицинской помощи г. Тулузы, где и использовалась на практике в течение ряда лет. Известно, что трансляция данных дополнялась голосовой консультацией врача, также осуществляемой по радио ^[15]. Систематизация практического опыта не проводилась, научный анализ результатов отсутствует.

Известен факт применения транстелефонной электрокардиографии бригадами скорой медицинской помощи в Италии. Однако, масштабы этого события были очень скромными (например, в период 03.1986-12.1988 осуществлено всего 311 дистанционных консультаций с трансляцией ЭКГ, благодаря которым медицинская помощь была эффективно оказана по месту нахождения пациента, без транспортировок и госпитализаций ^[16]).

К третьей группе можно отнести отдельные опытно-конструкторские работы и описательные исследования, касающиеся создания и применения оборудования для транстелефонной электрокардиографии с целью дистанционного взаимодействия крупных клинических центров и больниц в сельской местности или небольших частных врачебных практик. Подобные работы велись в Германии, Италии, Нидерландах, Финляндии (Северной Лапландии), Швеции, Югославии ^{[12, 17-24]}. Масштаб этой деятельности, как с сугубо научной, так и с практической точек зрения был минимален и малозначителен. Например, в Швеции работы под руководством E.Stålberg свелись к сугубо экспериментальной апробации оборудования для транстелефонной передача электрокардио- и электроэнцефалограммы из небольших сельских больниц в Университетскую клинику г. Уппсалы ^[25]. В Нидерландах к 1977 г. провели опытно-конструкторские работы, обосновали оптимальные комплектации и технические характеристики оборудования, развернули сеть из 10 точек, осуществлявших 1-канальную передачу ЭКГ между кабинетами врачей и крупными больницами или между больницами и дежурными на дому врачами. Проводились эксперименты в формате «пейсмейкерной клиники». Также передача ЭКГ по радио применялась в двух службах скорой медицинской помощи ^[12]. Это пример чуть ли не самого крупного практического применения. Научный анализ полученного опыта не осуществлялся. Лишь в 1984 г. в Нидерландах публикуется единичная научная статья с результатами сравнения двух способов наблюдения за пациентами с нарушениями ритма сердца в амбулаторных условиях: посредством периодических очных обследований и посредством дистанционной трансляции ЭКГ. Показана лучшая клиническая результативность транстелефонной электрокардиографии ^[26]. Наиболее масштабным описательным исследованием можно считать работу Петра Бартунека (Petr Bartůněk) из Чехословакии. В начале 1980-х гг. группа ученых медицинского факультета Карлова Университета и Чешского технического университета сконструировала собственную аппаратуру для транстелефонной передачи одного отведения ЭКГ, получившую наименование «TELSAR». Оборудование успешно протестировали в пяти клиниках Праги и Братиславы, министерство здравоохранения Чехословакии приняло решение о серийном выпуске оборудования, однако политические события (государственный переворот в результате «бархатной революции») в 1989 г. не дали этому случится. В 1996 г. П. Бартунек обощил 10-летний опыт использования своей сообщив об успешной транстелефонной передаче и дистанционной интерпретации 3727 ЭКГ от 251 пациента; с клинической точки зрения было заявлено о высокой эффективности теле-ЭКГ для выявления и контроля лечения нарушений сердечного ритма ^[27-31].

К четвертой группе мы относим исследования, в которых объединялись идеи дистанционной трансляции и автоматизированного анализа результатов электрокардиографии.

В середине 1970-х гг. прикладные проекты в сфере вычислительной транстелефонной электрокардиографии осуществлялись в Великобритании, Греции, Италии, Нидерландах. В частности, в Нидерландах развернули сеть из 3 приемных центров на базе клинических учреждений и не менее 400 передатчиков в небольших больницах. Осуществлялась дистанционная трансляция 1- или 3-х канальной ЭКГ для автоматизированной компьютерной расшифровки посредством мини-ЭВМ PDP-8E и ЭВМ IBM-1800. Диагностическая точность, клиническая или иная результативность не изучались ^[12]. В Греции в Афинском Национальном технологическом университете сконструировали собственную систему транстелефонной электрокардиографии и разработали алгоритмы для компьютерного анализа. Единственным подтверждением качества своей разработки авторы сочли факт ее использования на протяжении 15 лет ^[32]. Однако, ни объемы такого использования, ни его результаты вновь не были представлены.

Наиболее системно, видимо под влиянием научных трендов США, научно-техническая деятельность в сфере вычислительной транстелефонной электрокардиографии велась в Великобритании.

В 1966-1970 гг. физик Деннис Хилл (Dennis Walter Hill) при участии сотрудников Королевского хирургического колледжа в Лондоне (в том числе, профессора J. P. Payne) разработал систему для дистанционного автоматизированного анализа ЭКГ. Первая публичная демонстрации телеметрического компонента системы состоялась 29 марта 1966 г. во время Биомедицинской выставки в Вестминстере. ЭКГ и пневмотахограмму 44-летнего мужчины транслировали по телефонным каналам из Лондона в Вестминстер, причем указанные исследования проводились пациенту во время выполнения ему операции на мочевом пузыре. Далее телеметрический компонент был дополнен средствами компьютерного анализа. Согласно последующим описательным научным публикациям, на некой постоянной основе одноканальная телеметрия ЭКГ с компьютерной расшифровкой осуществлялась между городами Линкольн и Лондон. Также были проведены два эксперимента по трансграничной дистанционной вычислительной диагностике: для автоматизированной расшифровки данные в Лондон передавались в 1969 г. из Франции (г. Нанси), в 1970 г. – из Нидерландов (г. Наймеген). Исследователи сделали вывод о возможной взаимозаменяемости компьютерной техники для бесперебойности диагностики: «если один компьютер сломался, как например, в Париже, то на другом может быть запущена такая же программа и звонок может быть сделан в Лондон» ^{[33, 34]}. Подчеркнем, что это были однократные эксперименты, не имевшие последующего развития.

В конце 1970-х гг. научная группа из врачей и физиков, под общим руководством доктора Питера МакФарлейна (Peter W.MacFarlane), разработала алгоритм для компьютерной расшифровки ЭКГ. Соответствующую систему развернули в кардиологическом отделении Университета Глазго, а передающее оборудование поместили в больнице г. Карлук. По двум телефонным каналам транслировали 3-х канальную ЭКГ и передавали «цифровую информацию» (паспортные, антропологические и прочие данные пациентов) для последующего машинного анализа. Сопроводительные данные вводили посредством отдельного компьютерного терминала, передача данных осуществлялось через модем. По этой же линии в обратном направлении отправлялись результаты компьютерной расшифровки, которые затем распечатывались. Авторы утверждали, что система могла работать и с клинически полноценной 12-канальной ЭКГ, однако «для машинной обработки в этом нет необходимости» ^[35]. Крайне важным было то, что научная группа доктора МакФарлейна, чуть ли не единственная, провела научный анализ диагностической точности дистанционного автоматизированного анализа ЭКГ. Для этого были проанализированы материалы расшифровок результатов 100 электрокардиографий. Эту выборку сначала транслировали по телефонным каналам связи для машинного анализа; далее, эти же ЭКГ записали на магнитный носитель и переслали в Университет Глазго обычной почтой для повторного анализа. Результаты двух последовательных расшифровок сопоставили и установили, что компьютерный алгоритм допустил ошибки в 4% случаев. По результатам оценки диагностической точности система была улучшена, авторы заявили о возможности дистанционной автоматизированной интерпретации порядка 65 тысяч ЭКГ в год ^[35]. Подчеркнем, что на фоне сугубо практического подхода к транстелефонной электрокардиографии в европейских странах, работа научной группы доктора МакФарлейна выделяется более тщательным научным анализом на этапе создания и научного обоснования нового метода диагностики.

Таким образом, в изучаемый период времени в странах Европы велись опытно-конструкторские и незначительные научные исследования в сфере транстелефонной электрокардиографии. С практической точки зрения соответствующие системы применялись для контроля пациентов с искусственными водителями ритма и аритмиями («пейсмейкерные клиники»), для помощи бригадам скорой медицинской помощи при экстренной диагностике, в отдельных центрах автоматизированной (компьютерной) расшифровки ЭКГ. Декларировалась идея создания общеевропейской системы телеметрической передачи медико-биологической информации ^[12]. Отметим, что в подавляющем большинстве европейских разработок созданное оборудование позволяло осуществлять дистанционную трансляцию ЭКГ только в 1 отведении, диагностическая ценность которой минимальна (стандартным является проведение этого исследования в 12 отведениях). Из-за практически полного отсутствия научного подхода к изучению транстелефонной электрокардиографии никаких системных изменений в здравоохранении европейских стран не происходило. В то время, как в СССР изучение и использование теле-ЭКГ носило масштабный характер. В конце 1970-х гг. был проведен общегосударственный научный эксперимент по всестороннему техническому и клиническому изучению этого метода. На основе научных результатов приняты нормативно-правовые документы, сформирована отрасль производства соответствующего оборудования, развернута общегосударственная сеть из 354 дистанционных диагностических центров. С практической точки зрения количество дистанционных теле-ЭКГ консультаций измерялось десятками тысяч в год; улучшились показатели работы системы здравоохранения. С научной точки зрения, были опубликованы методические рекомендации, научные статьи, монографии ^[2]. В США научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии было также очень активным. На основе этапных опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ была разработана и внедрена новая модель организации медицинской помощи, основанная на дистанционной автоматизированной интерпретации результатов электрокардиографии. Подробнее этот процесс будет изучен далее.

Азия и Австралия. В конце 1960-х – начале 1980-х гг. научно-технические работы в сфере транстелефонной электрокардиографии велись в Японии. Наиболее ранние опытно-конструкторские работы по этому направлению велись в Медицинской школе Университета Шова (Токио) в 1969 г. Позднее, с 1973 г. началась научно-техническая реализация модели «пейсмейкерных клиник». В частности, научная группа под руководством врачей Д. Хаттори (Jun-ichi Hattori, больница Канто-Тейшин, Токио) и Ю. Сакурай (Y. Sakurai, больница г. Ниигата) в сентябре 1973 г. провела экспериментальное изучение возможности транстелефонной передачи данных о работе искусственного водителя ритма. Через год, в октябре 1974 г., после технических доработок, соответствующее оборудование внедрили в практику. Изначально, передача данных велась по двум каналам, однако такая конструкция передающей части была слишком сложной для пациентов – 60% из них не справились по техническим причинам. Тогда аппаратура была очередной раз доработана, упрощена. После этого «пейсмейкерная клиника» функционировала в рутинном порядке. Отметим, что эта организационная модель оказания медицинской помощи была реализована в Японии по аналогии с европейскими странами. Однако, в отличие от своих коллег, группа Д. Хаттори и Ю. Сакурай выполнила научную оценку ее результативности. Суммарно, за 2 года пациентами «пейсмейкерной клиники» стали около 60 человек. В 1978 г. ученые проанализировали результаты дистанционного наблюдения за 15 из них, длительно осуществлявших транстелефонную трансляцию одноканальной ЭКГ, частоты импульсов вводителя ритма и частоту сердечно-сосудистых сокращений. Ученые сопоставили точность диагностических решений при дистанционном наблюдении и очных визитах пациентов и сочли их одинаковыми. Также был проведен анализ транспортных и временных затрат; вновь дистанционный формат наблюдения оказался более экономичным и удобным для пациентов ^[36-38].

С 1975 г. по 1980 г. в японской научной литературе обсуждался вопрос создания региональных медицинских сетей для транстелефонной передачи ЭКГ на амбулаторном этапе лечения. Было выполнено изучение технической пригодности телефонных каналов связи общего пользования для передачи медицинских данных (передача данных осуществлялась между г. Токио и г. Фукуока на расстояние порядка 1000 км) ^[39]. В первой половине 1980-х гг. наиболее значительной здесь была деятельность научной группы профессора Йошиаке Носе (Yoshiaki Nose, медицинский факультет Университета Куйшу). Собственной этим коллективом и было проведено техническое тестирование, каналы связи были признаны вполне пригодными. Далее было развернуто импортированное из США оборудование: компьютер IBM и программное обеспечение для автоматизированного анализа ЭКГ, разработанное Bonner et al, 1972. За первый месяц работы дистанционно транслировано 1236 электрокардиограмм. Техническое качество в 98,6% случаев было полностью удовлетворительным. Тем не менее, участники научной группы модифицировали программное обеспечение, добавив примечательный для своего времени функционал –автоматизированный анализ качества полученных по телефону данных и информирование абонента о необходимости повторной отправки результатов ЭКГ, если это качество было низким. То есть собственно расшифровке ЭКГ предшествовал технический контроль входящих данных. Центр дистанционного автоматизированного анализа ЭКГ активно функционировал на базе медицинского факультета Университета Куйшу в течение 5 лет, за это время было осуществлено около 35000 дистанционных компьютерных расшифровок ^[40-42].

Таким образом, географически научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии в странах Азии в изучаемый период времени ограничено территорией Японии. Проведенные соответствующие исследования не отличались масштабом и оригинальностью. Конструктивно чаще всего создавалось оборудование для передачи ЭКГ в одном отведении, имеющей минимальную клиническую ценность. Организационно была воспроизведена модель «пейсмейкерной клиники» для дистанционного наблюдения за пациентами с нарушениями ритма сердца. В части автоматизированного дистанционного анализа ЭКГ применялись зарубежные разработки. Хотя и надо подчеркнуть определенную инновационность локальных доработок соответствующего программного обеспечения. Идеи по масштабированию транстелефонной электрокардиографии на общенациональный уровень, в изучаемый период времени, остались не реализованными.

В мире, в изучаемый период времени была достаточно типичной следующая ситуация: на базе клинической медицинской организации инициативно формировалась научная группа из врачей и инженеров; с большой долей энтузиазма осуществлялась опытно-конструкторская работа, в результате которой появлялось собственное техническое решение для транстелефонной электрокардиографии; после первичной апробации обычно публиковались 1-2 описательные статьи или тезиса. Довольно часто на этом исследования прекращались, сами авторы обычно не приводили явных причин этого, но косвенно мы предполагаем, что в большинстве случаев уровень технической реализации не позволял осуществить качественную передачу данных. При положительном развитии ситуации (достаточном техническом уровне) система теле-ЭКГ функционировала на базе медицинской организации несколько лет. Оказывались коммерческие услуги или налаживались иные формы сотрудничества с отдаленными медицинскими организациями, нуждавшимися в консультативной поддержке. По истечении некоторого времени вновь появлялись 1-2 научные статьи, чаще всего описательного характера, с минимальной научной ценностью.

Классическим примером такой типичной ситуации может служить деятельность научной группы из Королевской больницы Мельбурна (Австралия). В начале 1970-х гг. в указанной медицинской организации сформировалась инициативная научная группа под руководством заведующего кардиологической лаборатории, врача Джона Сломана (John Graeme Sloman) и заведующего департаментом электронной инженерии Реймонда МакДональда (Raymond D. McDonald). На первом этапе была разработана собственная конструкция аппаратуры для транстелефонной электрокардиографии ^[43]. На втором этапе систему апробировали и проанализировали опыт дистанционных консультаций. Не взирая на крайне малый объем выборки (всего 22 пациента), авторы утверждали, что теле-ЭКГ позволило повысить качество диагностики различных нарушений ритма сердца, а также управлять «самостоятельным приёмом лекарств» пациентами при условии дистанционного контроля. Наконец, на третьем этапе система была внедрена в Королевской больнице Мельбурна для решения двух практических задач в рутинном порядке: консультации среднего медицинского персонала врачами-специалистами во внерабочее время (в домах шести кардиологов – сотрудников Королевской больницы - были установлены приемники ЭКГ); дистанционное консультирование региональных больниц (порядка 10 медицинских организаций, в том числе, Королевская больница Перта, больница Сатерленда) и отдельных частных кабинетов врачей общей практики ^[44]. По результатам всей деятельности были опубликовано всего 2 научные статьи.

Таким образом, как в Азии, так и в Австралии в изучаемый период времени научно-техническая деятельность в сфере транстелефонной электрокардиографии носила ограниченный характер. Преобладали опытно-конструкторские работы, клинические же научные исследования носили описательный или весьма поверхностный характер. Такой дисбаланс в пользу технологических аспектов (в противовес медико-организационным) стал сдерживающим фактором. Развитие такой важной для здравоохранения методологии оказалось минимальным. Принципиально иная ситуация наблюдалась в Северной Америке.

Северная Америка. В течение 1950-х гг. проблематика транстелефонной передачи ЭКГ в США параллельно изучалась исследовательской лабораторией при крупной корпорации и отдельными научными группами ученых-энтузиастов.

К последним относятся два объединения.

В 1952 г. группа специалистов из медицинского колледжа университета Небраски (У.Е. Рам (W.E.Rahm), Джон Бэрмор (John Lucian Barmore) и Лоуэлл Данн (F. Lowell Dunn)) сконструировали устройство для модуляции/демодуляции сигнала и трансляции ЭКГ. Аппаратура протестирована в 1953 г. апробацию путем дистанционной передачи более 50 отдельных ЭКГ между населенными пунктами штатов Небраска и Южная Дакота на расстояние от 500 до 1200 км. Авторы сообщали о высоком диагностическом качестве получаемых данных и надежности технической конструкции ^{[45, 46]}.

В 1952 г. сформировалась группа энтузиастов в составе врача и сотрудника Медицинского центра Канзасского университета Эдмунда Даймонда (Edmunds Grey Dimond), инженеров Фреда Берри (Fred M. Berry) и Джона Уокера (John L.Walker) ^{[47, 48]}. В течение 6 месяцев группа вела опытно-конструкторскую работу, в результате которой появился оригинальный транзисторный прибор для передачи тонов сердца и ЭКГ по телефонным каналам связи. В первых образцах прибора использовались 9 вакуумных ламп, в дальнейшем они были заменены на 15 транзисторов; электропитание было организовано от батарей; приемное устройство включало модифицированный самописец. Интересной особенностью технического решения была возможность временного прерывания трансляции электрокардиограммы «для вопросов и комментариев» с последующим возобновлением передачи данных без потерь их диагностического качества и целостности.

13 октября 1952 г. систему впервые апробировали, транслировав ЭКГ из Мемориальной больницы Уоткинс (г. Лоуренс) в лабораторию (г. Канзас-сити), где разрабатывался прибор. Надо отметить, что, в целом, для американской научной школы в сфере биотелеметрии и телемедицины характерно обязательное подчеркивание размерности расстояния, на котором проводится обмен биомедицинскими данными. Также поступили и авторы описываемой системы: первый раз ЭКГ успешно транслировали на расстояние около 70 км ^[49].

Далее продолжились технические доработки. 13 марта 1953 г. тестовые обмены данными были многократно повторены, теперь исследователи проводили обмен ЭКГ между городами Канзас-сити, Вичита, Хейс и Джоплин (штат Массачусетс). Результаты апробации были обнадеживающие. Финансовые средства для разработки аппаратуры обеспечил Джон Уокер, он же и учредил компанию «Johnnie Walker Cardiovascular Engineering», занявшуюся серийным выпуском оригинального оборудования для теле-ЭКГ. В апреле 1954 г. состоялась публичная рекламная акция («первая коммерческая трансляция»), а вслед за ней – первое внедрение. Система теле-ЭКГ установлена в туберкулезном санатории г. Нортон и частном кабинете доктора Дж. Моргана (J.L. Morgan) в г. Эмпориа, который курировал пациентов этого учреждения по вопросам внутренних болезней и кардиологии. Технология имела успех. К 1958 г. на коммерческой основе было реализовано около 70 внедрений в разных штатах, в основном для решения проблем диагностики в условиях сельской местности (для информации - стоимость системы составляла 450-500 долларов США) ^[50]. Техническое решение было презентовано военным специалистам ^[47-49]. К 1961 г. исследователи сконструировали модификацию прибора для передачи ЭКГ по радио, предполагая возможность фиксировать электрическую активность сердца во время выполнения обследуемым лицом той или иной физической активности. Однако, этот вариант прибора не покинул стены лаборатории ^[51]. Авторы не признавались в истинных причинах этого. Однако, с учетом ситуации с иными аналогичными опытно-конструкторскими работами ^[2], можно предположить, что задача передачи сигнала с требуемым уровнем диагностического качества по радио осталась технически не разрешенной.

Не взирая на успехи отдельных групп, действительно активному научно-практическому развитию транстелефонной электрокардиографии в США способствовало появление универсального технического решения для конвертации и трансляции данных.

С начала 1950-х гг. группа компаний сфере электросвязи «AT&T» (также известная как монополия «Bell System») вела разработку модулирующих/демодулирующих приборов (модемов) для обмена разными видами данных по общедоступным телефонным каналам связи. В 1953 г. эта технология были применена в сфере медицинской науки: совместно с медицинским колледжем Университета Небраски осуществлен эксперимент по трансляции результатов электрокардиографии и электроэнцефалографии. Диагностическое качество получаемой информации было клинически значимым, технологию транстелефонной ЭКГ сочли потенциально важной для связи врачей из больниц в сельской местности со специализированными медицинскими центрами. Позднее появилось коммерчески доступное решение: в начале 1960-х гг. компания «AT&T Bell Laboratories» выпустила на рынок модем под названием «Dataphone», позволяющий обмениваться данными по телефонным каналам связи со скоростью около 1200 бит в секунду ^[52]. Это было надежное устройство, легко интегрируемое с различными цифровыми приборами, в том числе – медицинскими. Модем применялся очень масштабно, в разных сферах деятельности, включая медицину. Его наименование даже стало нарицательным, термин «датафон» в соответствующем значении встречается и в русскоязычной научной медицинской литературе ^[53]. Теперь у ученых-энтузиастов теле-ЭКГ исчезла необходимость в сложных опытно-конструкторских работах, достаточно было лишь решить вполне тривиальную задачу соединения данной модели электрокардиографа и датафона. В течение 60-х гг. ХХ века по всей территории США возник целый ряд сетей, связывающих офисы частнопрактикующих врачей, небольшие, чаще сельские больницы с крупными медицинскими организациями. При этом каждый раз формировалась группа из инженеров – представителей региональной компании монополии «Bell System» и врачей-энтузиастов, чаще из местных университетских клиник. Такая группа выполняла небольшую опытно-конструкторскую работу по интеграции того или иного типового электрокардиографа с датафоном. После этого на базе соответствующей клиники открывался центр, оказывавший дистанционные консультации с расшифровкой транслируемых ЭКГ. Во многих случаях медицинские представители группы анализировали собственный опыт, формировали методологии организации и оказания медицинской помощи с применением транстелефонной электрокардиографии, публиковали соответствующие научные статьи. Далее перечислим деятельность таких научно-практических групп.

1961 г., г. Бирмингем, штат Алабама – научная группа под руководством врача Тру Робинсона (True W. Robinson), включающая инженеров компании «Southern Bell Telephone and Telegraph», интегрировала электрокардиограф с датафоном; 20 декабря система была успешно испытана, после чего принято решение о ее серийном выпуске ^[54].

1963 г., г. Крейтон, штат Небраска - научная группа под руководством врача Ричарда Бута (Richard W. Booth), включающая инженеров компании «Northwestern Bell», развернула консультативный центр на базе университетской клиники и создала «датафонную сеть» для дистанционной ЭКГ-диагностики. В первые годы сеть состояла всего из 2 передающих станций, к 1970 г. количество подключенных больниц возросло до 178 (причем сеть уже охватывала не один, а 10 штатов); к 1980 г. общее количество дистанционных консультаций составило около 84000. Сам доктор Р. Бут так описывал работу сети: «Даже на выходных мы могли получить по 50 ЭКГ для анализа дома… В наши лучшие годы мы обрабатывали по 100 000 [ЭКГ]... Мы расширились [телемедицинская сеть – прим.авт.] от Вайоминга до Иллинойса и от канадской границы до Канзаса» ^[54].

К 1964 г. компания «AT&T Bell Laboratories» разработала собственную полноценную систему, включавшую как портативный электрокардиограф, так и датафон. В рекламных целях была проведена публичная демонстрация ЭКГ между двумя больницами в Нью-Йорке и Лонг-Айленде (Больница Проспект-Хай и Клиника колледжа Лонг-Айленда) ^[55].

1966 г. – г. Майами, штат Флорида. Комплексное решение для теле-ЭКГ от компании «Southern Bell» было протестировано врачами Луисом Лембергом (Loius Lemberg) и Полом Унгером (Paul D. Unger), после чего на его основе был открыт консультативный центр в Мемориальной больнице Джексона ^[56].

1968 г., г. Апплетон, штат Висконсин. На базе больницы Св. Елизаветы открыт консультативный центр, к которому подключены 5 локальных больниц, физически удаленных на расстояние от 16 до 80 км (в 1973 г. к сети подключена еще одна медицинская организация). На постоянной основе проводились плановые расшифровки ЭКГ врачами-кардиологами, общее количество дистанционных консультаций измерялось тысячами ^[57].

1970 г., штат Аризона, на регулярной основе дистанционные консультации на основе транстелефонной электрокардиографии проводились между медицинским колледжем Аризонского университета (г. Таксон) и больницей Св. Иосифа, находящейся на расстоянии 130 км ^[58].

В контексте научно-технического развития теле-ЭКГ в США надо отметить опытно-конструкторские работы по созданию оборудования для догоспитального этапа, то есть для применения бригадами скорой медицинской помощи во время выездов к пациентам. В таких ситуациях ЭКГ необходимо было транслировать не по телефону, а по радио; однако, методологической сути разработок это не меняло ^[59-61]. Следует указать деятельность:

1. Научной группы в составе ассистента профессора Eugene L.Nagel, врача James Hirschman и радиоинженера Ben Denby, сконструировавших в 1965 г. радиотелеметрическое оборудование для служб спасения г. Майами. В дальнейшем эта разработка использовалась аналогичными структурами в Вашингтоне, Сиэттле, Нью-Йорке, Лос-Анджелесе, Нассау и т.д. ^[62-67].

2. Доктора Herman N. Uhley и компании «Electra-Biometrics of Lancaster», в 1970 г. сконструировавших радиотелеметрическое оборудование для служб спасения г. Сан-Франциско ^{[68, 69]}.

3. Компаний «Biophone Company» и «Motorola», выпустивших на рынок в начале 1970-х гг. две теле-ЭКГ системы, обеспечивавшие по радиосвязи дистанционную трансляцию ЭКГ в 12 отведениях и голосовое общение для консультирования (приборы «Biophone» и «APCOR (Advanced Portable Coronary Observation Radio)» соответственно).

Медицинская, психологическая и социальная значимость догоспитальных систем для дистанционных ЭКГ-консультаций метко отображена в цитате от 1974 г.: «В те ранние годы разработки системы телеметрия была как рукопожатие, обозначая безграничное доверие между парамедиками на улицах и консультирующими врачами в больнице» ^[67].

В середине 1970-х годов в нескольких медицинских центрах США была реализована модель «пейсмейкерной клиники» ^[13], детально описанная нами выше. Однако, в отличие от Европы, ученые из США проводили научный анализ результативности дистанционного амбулаторного наблюдения за пациентами с искусственными водителями ритма и аритмиями ^[70]. Например, научной группой из Больницы Сан-Хоакин (г.Бейкерсфилд, штат Калифорния) научно доказано сокращение числа осложнений, экстренных госпитализаций и иных негативных исходов в случае регулярного осуществления пациентом аутотрансляции ЭКГ по телефону в курирующую медицинскую организацию. Эти результаты играли значительную роль для клинической науки ^[71-74].

Отметим, что были одиночные попытки использовать альтернативный подход: вместо модуляции/демодуляции электрокардиогсигнала использовать передачу неподвижных изображений (то есть ЭКГ на пленке) по телетайпу ^[75]. Однако низкое качество получаемых данных и общая сложность процесса остановили развитие по этому направлению.

Перечисленные этапы и направления научно-технического развития транстелефонной электрокардиографии носили выраженный прикладной характер. Однако, при этом накапливался и, самое главное, научно изучался обширный практический опыт. Результаты такого анализа были значимы для клинической медицины (уточнение и развитие методологии дистанционного взаимодействия посредством электросвязи и телеметрии данных) и являлись научной основой для развития системы здравоохранения.

Ведущим научным направлением в сфере транстелефонной передачи данных и дистанционной кардиологической диагностики в США, в изучаемый период времени, несомненно можно считать вычислительную диагностику – научно-исследовательские работы в сфере автоматизированного анализа результатов электрокардиографии.

Основой для эффективной автоматизации является созданная в 1960 г. система стандартизации расшифровки ЭКГ – так называемый «Миннесотский код» ^[76]. Это единая система терминов и кодов для унифицированного описания результатов электрокардиографии, почти идеально подходящая для алгоритмизации.

Ведущей североамериканской научной группой в сфере вычислительной диагностики является объединение под руководством профессора Цезаря Касереса (Cesar Augusto Caceres, 1927-2020).

Соответствующие научно-исследовательские работы велись с 1961 г. в г. Вашингтон в Лаборатории разработки медицинских систем (Medical Systems Development Laboratory – MSDL) Департамента здравоохранения и образования США ^[77-79].

Ключевым достижением стало создание оригинальных алгоритмов и программного обеспечения на их основе для расшифровки результатов электрокардиографии в соответствии с Миннесотским кодом. Был предусмотрен как непосредственный, так и телеметрический ввод данных. Соответственно, в первом случае электрокардиограф подключался к ЭВМ, во втором – данные поступали по телефонным или радио каналам связи. Важно отметить, что выполнялся анализ наиболее клинически значимой ЭКГ в 12 отведениях. Первоначально программное обеспечение было развернуто на ЭВМ CDC-1700, позднее оно многократно усовершенствовалась, проводилась адаптация для разных компьютерных платформ. Процитируем оригинальное описание работы системы: «…Используется телефонная система для пересылки сигналов в аналоговой форме к вычислительной машине. Сигнал принимается датафоном, вводится в аналого-цифровой преобразователь и направляется в цифровую вычислительную систему для анализа. Сигналы обрабатываются, интерпретируются и подготавливаются к обратной передаче врачу в течение нескольких секунд после их приема в центре обработки. Данные измерений и интерпретации выводятся на телетайп или на дистанционное печатающее устройство» ^[77-79].

Первым постоянным пользователем услуги дистанционной расшифровки ЭКГ стал частнопрактикующий врач (доктор John Stauffer, г.Хейгерстоун, штат Мэриленд), его примеру стали следовать другие. К 1963 г. объем дистанционно расшифрованных ЭВМ ЭКГ достиг 5000, количество пользователей возросло скачкообразно; пользователями системы становились больницы из городов Вашингтон, Сан-Франциско и Колумбии, окружающих сельских населенных пунктов ^[77]. Такое стремительное накопление данных позволяло научной группе профессора Касереса проводить непрерывное улучшение своих алгоритмов, повышая точность расшифровки ЭКГ. В 1966 г. на базе Лаборатории разработки медицинских систем был организован «Объединенный архив электрокардиографических данных Федерального ведомства здравоохранения» ^[77]. Таким образом услуга автоматизированной расшифровки ЭКГ была централизована, причем на общегосударственном уровне. Централизация диагностики отвечала специфическим потребностям национальной системы здравоохранения США. Поясним это утверждение. Значительный объем медицинской помощи, особенно вне крупных городов, оказывался врачами общей практики. Соответствующие частные кабинеты или небольшие амбулатории могли быть оборудованы достаточно сложным, на тот момент, диагностическим оборудованием. Однако, интерпретация получаемых данных должна была осуществляться врачом-специалистом. Компетенций врача общей практики в таких ситуациях обычно не хватало. Модель аутсорсинга профессиональной экспертизы очень характерна для здравоохранения США. Соответственно, наличие централизованных диагностических центров было востребованным и оправданным. Это подтверждается приведенным выше количеством ежегодных обращений в «Объединенный архив».

Группа профессора Касереса продолжала научную работу, в частности, были разработаны дополнительные алгоритмы для расшифровки спирограммы (записи результатов диагностического обследования функции внешнего дыхания).

Возможностями «Объединенного архива» стало пользоваться значительное количество медицинских организаций, среднее ежегодное число проанализированных результатов диагностических исследований достигло 50 тысяч. ЭКГ в этом массиве занимали 70%, только спирограммы – 10%, а оставшиеся 20% - последовательно регистрируемые ЭКГ и спирограммы. Востребованность технологий автоматизированного анализа медицинских диагностических данных была очевидна. Вместе с тем, важно указать, что действительно дистанционная расшифровка ЭКГ, передаваемых средствами электросвязи, осуществлялась только в 40% случаев. В остальных ситуациях записанные ЭКГ передавались в центр расшифровки физически, посыльными или по почте на магнитных носителях.

Независимо от способа получения исходных данных длительность автоматизированной консультации составляла не более 24 часов. Очевидно, что диагностика осуществлялась только для плановых ситуаций (пациент с острой кардиологической патологией не мог бы дожидаться диагноза столь долгий срок).

В конце 1960-х гг. на постоянной основе транстелефонными средствами ЭКГ передавались из 14 населенных пунктов. Особой активностью отличались всего 8 медицинских организаций, суммарно обеспечивавших 25% обращений за дистанционными расшифровками. Примечательно отметить, что на такую активность никак не влияла географическая удаленность: физическое расстояние от больниц до «Объединенного архива» варьировалось от нескольких сотен метров (соседний квартал) до 5000 км.

Для передачи данных использовались электрокардиографы, интегрированные со стандартными средствами электросвязи (телетайпами и датафонами) или специальные телеметрические устройства для трансляции электрокардиосигнала по телефону или кабельному каналу непосредственно в ЭВМ. Примечательной разработкой стали мобильные электрокардиографы (так называемые «тележки») со встроенными модемами для передачи данных по телефонным каналам связи. В изучаемый период времени такие технические решения были почти одновременно выпущены на рынок несколькими производителями медицинской техники. Благодаря этому появилась возможность передать ЭКГ для дистанционной автоматизированной расшифровки непосредственно от постели больного. Обмен дополнительной клинической информацией и результатами расшифровки происходил посредством телетайпов, реже – в формате телефонных звонков ^{[78, 79]}.

Идея вычислительной дистанционной диагностики очень быстро была масштабирована. Во-первых, нарастал объем услуг, оказываемых «Объединенным архивов», во-вторых – копии программного обеспечения группы Касереса стали приобретать отдельные больницы для установки на собственных компьютерных мощностях, в-третьих – другие научные группы начали вести собственные, часто достаточно успешные разработки по созданию алгоритмов машинного анализа.

В ряде случаев центры дистанционной интерпретации ЭКГ (в которых работали врачи) расширили свои возможности за счет аутсорсинга автоматизированной расшифровки. Примером может служить «датафонная сеть» и консультативный центр в г. Крейтон, описанные выше. К 1966 г. эта сеть включала уже около 30 больниц и офисов врачей общей практики в сельской местности. ЭКГ направлялись как на дистанционную интерпретацию врачами-кардиологами, так и на машинный анализ в Вашингтон.

Научный анализ качества и результативности дистанционной автоматизированной ЭКГ-диагностики проведен на материале трех сетей – в г. Хартфорд (штат Коннектикут), г. Ноксвилл (штат Теннесси) и г. Колумбия (штат Миссури) ^[77].

Городская больница г. Хартфорд подключилась к «Объединенному архиву» в качестве активного пользователя – ежегодно на дистанционный автоматизированной анализ направлялось до 20000 ЭКГ. Данные передавались посредством датафонов, результаты расшифровки получали обратно по телетайпу. При изучении точности установлено совпадение дистанционных автоматизированных и очных врачебных диагностических решений в 85% случаев ^[77].

В г. Ноксвилл, в 1966 г., на базе клиники Сент-Мэри был развернут самостоятельный центр автоматизированного анализа на базе программного обеспечения группы Ц. Касереса. Пункты передачи данных были организованы сначала в трех, затем в девяти больницах на окружающих территориях; также был организован передвижной пункт снятия ЭКГ для профилактических осмотров населения. Результаты ЭКГ направляли в Ноксвилл по телефонным каналам связи, заключения «возвращались» по телетайпу. Для транстелефонной передачи ЭКГ использовали специальное устройство «Tel-EK», обеспечивающее интеграцию электрокардиографа и канала связи. Общее количество дистанционных автоматизированных расшифровок ЭКГ составило 4000-6000 в год. В 1967 и 1968 гг. проведены два научных исследования для оценки диагностической точности такого способа диагностики. По данным первого исследования, на материале 200 дистанционных расшифровок, полное совпадение диагностических решений отмечено в 72,5% случаев, незначительные расхождения выявлены в 18%, значительные расхождения – в 9,5%. В следующем году объем выборки увеличен до 300 случаев, соответствующие значения точности составили 81%, 12,7% и 6,3% ^{[77, 80, 81]}.

В г. Колумбия самостоятельный центр автоматизированного анализа на базе программного обеспечения группы Ц. Касереса и ЭВМ CDC809 был создан в 1968 г. на базе клиники Университета Миссури. Первоначально передача ЭКГ по телефонным линиям проводилась из кабинетов шести врачей общей практики из самой Колумбии и из городов Бонвиль, Канзас-сити, Кордвел, Спрингфилд, Трентон. К 1976 г. сеть включала уже 25 передающих пунктов в радиусе до 500 км от консультативного центра. В 1968 г. инициаторы создания сети - ассистент профессора Дональд Линдберг (Donald A.B. Lindberg) и врач Филипп Амлингер (Phillip Rudolph Amlinger) - провели научный анализ опыта первого года дистанционных автоматизированных расшифровок ЭКГ, выявили и описали ряд технических особенностей этого процесса (включая повышение помехоустойчивости и надежности), оценили диагностическую точность, научно обосновали дальнейшее развитие как самого метода дистанционной компьютерной диагностики, так и конкретных аппаратно-программных комплексов ^[82-85].Дополнительно отметим, что создание всех вышеперечисленных сетей и соответствующая научно-практическая деятельность осуществлялась под эгидой развития сельского здравоохранения и финансировалась грантами различных правительственных структур.

Здесь необходимо провести определенную границу. Развитие компьютерного (автоматизированного) анализа биомедицинских данных представляет собой совершенно особенный, отдельный вопрос истории науки и техники. Наше исследование посвящено применению электросвязи в медицинской науке и технике. Поэтому мы ограничиваемся изучением и описанием научно-практических аспектов применения машинного анализа только как компонента дистанционной медицинской помощи, не рассматривая его как самостоятельный предмет исследования. При этом хотим отметить несомненную актуальность и важность отдельного изучения истории научно-технического становления автоматизированного анализа биомедицинских данных – предтечи и основы современных, так называемых, «технологий искусственного интеллекта».

Характерным элементом деятельности профессора Касереса была активная реклама. Говоря современным языком, он сочетал «научный пиар» и коммерческое продвижение услуг по автоматизированной расшифровке ЭКГ. Основным способом такой рекламы были разнообразные публичные акции научно-популярного характера, в том числе освещаемые в средствах массовой информации. К таковым относятся [77-79, 86]:

- «соревнования» между врачами-экспертами и ЭВМ по точности и скорости расшифровки ЭКГ (врачи чаще всего побеждали по точности, за счет выявления важных клинических нюансов, компьютер же, вполне ожидаемо, неизменно оказывался быстрее);

- эксперименты по трансляции ЭКГ на большие расстояния с быстрым возвращением результата машинной расшифровки (1965 г. по линии г. Лас-Вегас - г. Вашингтон одномоментно переданы 1500 ЭКГ; в том же году при передаче по линии г. Нью-Йорк - г. Вашингтон зафиксирован самый быстрый цикл из передачи, расшифровки и ответной передачи результатов менее 1 минуты; 1968 г. передача по линии г. Лима (Перу) - г. Вашингтон (США); 1967 г. межконтинентальная передача по линии г. Тур (Франция) - г. Вашингтон (США) во время первого заседания Конгресса по медицинской электронике и биоинженерии).

Результатом научно-технической деятельности группы профессора Касереса стало создание технологии автоматизированной расшифровки ЭКГ, методики клинического применения этой технологии и соответствующего способа организации медицинской помощи. Такой комплексный научный результат оказал значительное влияние на практическое здравоохранение. Результаты опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ Ц. Касереса были масштабированы и взяты за основу для дальнейших исследований ^[87-92]. Например, в 1965 г. в ходе научно-экспериментального проекта в Массачусетском Технологическом Университете Лоуренсом Старком (Lawrence Stark) и Джеймсом Диксоном (James F. Dickson) разработаны оригинальные алгоритмы и компьютерная программа анализа биомедицинских данных, в том числе – результатов ЭКГ. Расшифровки осуществлялись дистанционно, данные поступали из Массачусетской мемориальной больницы ^[93].

В итоге, в середине 1970-х гг. в США действовали, по меньшей мере, 20 крупных центров автоматизированного анализа ЭКГ, проводивших до 5 миллионов расшифровок (как дистанционных, так и с магнитных носителей) в год ^[77]. Например, коммерческий сервис «CEIS» (штат Колорадо) обслуживал 35 медицинских учреждений в радиусе нескольких сотен километров, сервис «TELEMED Corporation» (штат Иллинойс) - 480 больниц, направлявших для автоматизированных дистанционных расшифровок до 4500 ЭКГ в сутки ^{[12, 94]}.

Позднее, в конце ХХ века реализация автоматизированного анализа ЭКГ видоизменилась: соответствующую функцию стали реализовывать на технической основе электрокардиографов. Собственно, по сей день каждый такой диагностический аппарат проводит автоматическую предварительную расшифровку фиксируемой электрокардиограммы.

Таким образом, в США научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии – как совокупности технологий и методологий дистанционной диагностики с применением средств электросвязи – было активным, многосторонним. Благодаря целому ряду параллельных опытно-конструкторских работ внутренний рынок был насыщен финансово доступными и технически надежными средствами для передачи ЭКГ как между медицинскими организациями (по телефону), так и с догоспитального этапа бригадами скорой медицинской помощи (по радио). Важным отличием от европейских разработок этого времени было то, что в США преимущественно обеспечивалась дистанционная трансляция ЭКГ в 12 отведениях. Аналогично ситуация развивалась и в СССР: общегосударственная сеть дистанционных диагностических центров обеспечивала работу с этой наиболее клинически значимой разновидностью электрокардиограммы.

Ключевым направлением научно-технического развития транстелефонной ЭКГ в США стало создание алгоритмов и средств автоматизированной (компьютерной) расшифровки результатов ЭКГ. Несомненный теоретический и прикладной успех в этой сфере стал залогом появления новой модели организации оказания медицинской помощи – централизации диагностики, оказавшей значительное клиническое и социальное влияние.

Вместе с тем, нужно отметить ограниченность возможностей сугубо машинного анализа. Ведь он сводился исключительно к обработке ЭКГ-кривой, антропологические и клинические данные пациента не учитывались; результатом был вывод нескольких стандартных цифровых кодов. На этом фоне дистанционная консультация врачом-кардиологом имела неоспоримые клинические преимущества. Именно поэтому достаточно быстро был сделан вывод, что цель использования автоматизированной дистанционной диагностики это «не замена человека машиной или врача компьютером», а быстрая сортировка ЭКГ на «нормальные» и «патологические», при этом последние внимательно изучались врачом-специалистом ^[95]. Таким образом, к концу изучаемого периода стало формироваться понимание автоматизированного анализа как средства поддержки принятия врачебных решений. Относительно «Объединенного архива» нужно отметить, что идея создания аналогично, но не государственного, а международного центра накопления и интерпретации данных электрокардиографии была предложена в СССР академиком З.И. Янушкевичусом в 1970-х гг. ^[96], однако, в полном масштабе реализована она не была.

В Канаде, в изучаемый период времени, также велись опытно-конструкторские и научно-исследовательские работы в сфере транстелефонной электрокардиографии.

В начале 1960-х гг. выполнялись инициативные опытно-конструкторские работы по созданию аппаратуры для передачи результатов ЭКГ по телефонным каналам связи. Например, научной группой в составе сотрудников Университета Западного Онтарио профессора Джорджа Меннинга (George W. Manning), врача Константина Черкеза (Constantine T. Cerkez) и директора по технологиям кардиологического центра Гордона Стюарда (Gordon C. Steward) ^{[97, 98]} сконструирован 12-канальный электрокардиограф, подключаемый к стандартному датафону. В течение первых четырех месяцев 1964 г. проведены клинические испытания: осуществлены 102 дистанционные ЭКГ консультации между больницей в г. Лондон (Онтарио) и кардиологическим центром в г. Вингем. Авторы сфокусировали свое внимание на клинической и организационной значимости этой технологии В частности, был установлен удельный вес ситуаций, когда своевременная ЭКГ-диагностика носила критичный характер для определения тактики лечения. Также, благодаря теле-ЭКГ, длительность диагностики сократилась от 3 дней до нескольких минут, так как до внедрения технологии результаты ЭКГ приходилось физически транспортировать в Вингем. По результатам испытаний авторы провели технические усовершенствования аппаратуры. Система дистанционной транстелефонной электрокардиографии эксплуатировалась около 20 лет; к 1986 г. осуществлено около 350000 дистанционных ЭКГ консультаций. Данная научная группа вела разработки и в сфере радиоэлектрокардиографии, предложив оригинальную конструкцию устройства для передачи по радио ЭКГ, фиксируемой в условиях обычной жизнедеятельности ^{[97, 98]}. Однако, этот вопрос находится за рамками данного исследования.

В середине 1970-х гг. в г. Торонто внедрена уже известная модель «пейсмейкерной клиники». В медицинских организациях осуществляли прием ЭКГ, самостоятельно транслируемых пациентами из домашних условий. В Западной больнице этим процессом руководил доктор Нил Берман (Neil D. Berman), в Общей больнице – доктор Кеннет Тейлор (Kenneth W. Taylor). В обоих случаях был проведен научный анализ этой деятельности, выявлены положительные клинические результаты ^{[99, 100]}.

Вычислительная ЭКГ диагностика развивалась в Университете Долхауза (г. Галифакс), где были созданы оригинальные алгоритмы и программное обеспечение для ЭВМ IBM 1800. Осуществлялся прием и анализ ЭКГ как физически от внутрибольничных электрокардиографов, так и дистанционно, по телефонным каналам. Производительность системы была невысокой, в течение часа можно было обработать около 30 ЭКГ ^[77].

Таким образом, в Канаде научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии, в целом, следовало в фарватере медицинской науки США, не отличаясь ни масштабом, ни новизной.

Выводы. Суммируя изложенное выше, утверждаем, что в период 1960-1980-хх гг. научно-техническое развитие транстелефонной электрокардиографии происходило во многих странах мира, однако активность и значимость этих процессов серьезно различались. С точки зрения технических наук, существовали две основные тенденции научных исследований: а) конструирование аппаратных решений для трансляции и приема ЭКГ по кабельным или радио каналам; б) разработка алгоритмов для компьютерного анализа ЭКГ; с точки зрения медицинских наук: а) клинические испытания, включающие оценку технической надежности оборудования; б) оценка диагностической точности дистанционной (как «человеческой», так и машинной) интерпретации ЭКГ; в) изучение клинической значимости теле-ЭКГ.

Перечисленные направления исследований «переплетались», взаимно дополняя друг друга. Общим результатом стало появление клинически значимых методик дистанционной диагностики и новых моделей организации медицинской помощи на их основе.

При сравнении тенденций научно-технического развития транстелефонной электрокардиографии в зарубежных странах очевидным является следование стран Европы и Азии в фарватере медицинской науки США. В исследованиях ученых стран Восточной Европы отмечается влияние медицинской науки СССР в виде применения теле-ЭКГ в медицине труда. Расширяя географические рамки этого исследования, необходимо отметить следующее. Масштаб научного развития и значимость для здравоохранения транстелефонной электрокардиографии в СССР и в США в изучаемый период времени были идентичны. Однако, методологически развитие шло по разным направлениям. Более детально этот вопрос будет изучен нами в дальнейшем.

Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также попробовать найти похожие статьи