KLIININEN FYSIOLOGIA JA

LÄÄKETIETEELLINEN TEKNIIKKA

Professori Arto Uusitalo

Tampereen yliopisto

Kliinisen tieteen laitos,

Tampereen yliopistollinen keskussairaala

Kliinisen fysiologian yksikkö

Kliininen fysiologia on lääketieteen erikoisala, joka ehkä on kaikkein lähimmin kytketty lääketieteelliseen tekniikkaan. Tietenkin radiologia ja kliininen neurofysiologia ovat myös tekniikkaan "sidottuja", mutta niiden kytkennät ovat kuitenkin paljon suppeammat.

Sekä lääketieteellinen tekniikka että. kliininen fysiologia juontavat juurensa vuosisadan vaihteeseen, jolloin Einthoven aloitti kliiniset EKG- rekisteröinnit ja Krogh rakensi spirometrin. Niistä ajoista on tapahtunut paljon. Kumpikin ala on kehittynyt rintarinnan. Fysiologian tietämyksen lisääntyminen on tuonut tarpeita parempaan tekniikkaan ja lääketieteellinen teknologia on vastannut tarpeisiin ja tuonut ja luonut uusia rekisteröintimenetelmiä. ja -välineitä.

Sähköisiä ilmiöitä rekisteröivät galvanometrit, mekaanisia muutoksia seuraavat paineanturit ja tilavuusmuutoksia toteavat spirometrit tulivat yhä herkemmiksi ja luotettavimmiksi. Monesti menetelmäkehitystä vei eteenpäin yhteisen tietämyksen osaaminen. Esimerkkinä tällaisesta voidaan ottaa esim. pletysmografia-tekniikka, jossa sovelletaan molempien alojen taitoja klassisella tavalla.

Sodan jälkeisen ajan suuria kehitysaskeleita olivat invasiivisen katetrisaatiotekniikan hyödyntäminen diagnostiikassa. Tämä puolestaan avasi portit operatiivisille mahdollisuuksille sydänkirurgiassa.

1960-luvulta lähtien transistoreiden, mikroelektroniikan, ultraäänimenetelmän sekä ATK-tekniikan soveltaminen lääketieteelliseen tekniikkaan on jälleen avannut aivan uudet dimenssiot fysiologiseen tutkimukseen.

Olemme astumassa non-invasiivisen ja ambulatorisen rekisteröinnin aikakauteen. Nyt voimme ultraäänen avulla todeta non-invasiivisesti suureita, jotka vielä 10 vuotta sitten vaativat invasiivisia toimenpiteitä. Nyt voimme mikroelektroniikan ja ATK-teknologian avulla analysoida kävelevän ja työtätekevän ihmisen fysiologisia funktioita, jotka vielä 10 vuotta sitten voitiin tutkia häiriöttömästi vain makuuasennossa olevalla ihmisellä. Ja tekniikka kehittyy. Mitä voimmekaan mitata, rekisteröidä ja analysoida, kun yhdistyksemme viettää seuraavia 10-lukujuhliaan.

Ennustan, että yhä useampia fysiologisia funktioita voidaan rekisteröidä ambulatoorisesti normaalien päivätoimintojen aikana. Lisaksi voimme suhteuttaa eri toimintojen muutoksia toisiinsa ja ymmärtää paremmin fysiologisia säätelymekanismeja. Lisäksi teknologia luo todennäköisesti mahdollisuuksia vaikuttaa telemetrialla ohjatusti tai ATK-automatiikalla ihmisen ja potilaan fysiologisiin toimintoihin. Hoitaa ja ylläpitää elämää kotioloissa kuten nyt teho-osastoilla. Kun mielikuvitusta riittää, ovat lääketieteellisen teknologian mahdollisuudet rajattomat.

Tutkimusmenetelmien kehitys on edellyttänyt yleisen teknologian muutosten nopeata soveltamista juuri lääketieteen alalle samalla, kun on kehitetty myös omaperäisiä teknisiä ratkaisuja. Kliinisen fysiologian taholla uusien menetelmien soveltaminen on vaatinut yhä enemmän tietoa fysiologian lisäksi myös tekniikan ja elektroniikan aloilta.

Kun fysiologisten funktioiden tutkiminen ja eri funktioiden keskeisten suhteiden selvitys ja analysointi etenee on lääketieteellisen tekniikan ja kliinisen fysiologian läheinen yhteistyö tärkeää Insinöörin, fyysikon ja lääkärin on työskenneltävä käsi kädessä tutkimuksen eturintamassa ja sen soveltamisessa. Vain tämä lisääntyvä yhteistyö takaa kehityksen jatkuvan. Tämän yhteistyön jatkuva kehittäminen on nimenomaan myös oman yhdistyksemme päätarkoitus. Tämä johtaakin kysymykseen, miten yhdistyksemme olisi toimittava tämän päämäärän hyväksi. Tämä ei ole helppoa aikana, jolloin eri ammattikunnat linnoittautuvat omiin turvallisiin ympyröihinsä. Juuri tällöin korostuu mielestäni oman yhdistyksemme tehtävä yhdistää lääketiedettä, tekniikkaa ja fysiikkaa. Yhdistystasolla voitaisiin esim. saada aikaan kliinisen fysiologian lääkäreiden, fyysikoiden ja bioinsinöörien säännönmukainen yhteisjäsenyys LFTY:ssä. Tämä tehostaisi informaationkulkua ja luonnollista henkilökohtaista kanssakäymistä henkilötasolla. Henkilökohtainen kanssakäyminen ja yhteiset tutkimusprojektit on se tie, jota yhdistyksen tulisi kaikilla voimillaan edistää.

Professor Arto Uusitalo

Tampere University

Institute of Clinical Sciences,

Tampere University Central Hospital

Clinical Physiology Laboratory

CLINICAL PHYSIOLOGY AND MEDICAL ENGINEERING

Clinical physiology is a medical specialty, which is perhaps most closely connected to medical engineering. Radiology and clinical neurophysiology are, of course, also connected to medical engineering, but their connections are much smaller .

Both medical engineering and clinical physiology were launched in the beginning 0£ this century, when Einthoven started the clinical ECG- recordings and Krogh constructed the spirometer. Since those times both have developed very quickly.

The galvanometers for recording of electric events, pressure transducers for recording of mechanical changes and spirometers for recording volume changes became more accurate and reliable. After the War a great progress was the introduction of invasive catheterization technology in diagnosis. This made open heart surgery possible. Since the 1960's the application of transistors, microelectronics, ultrasound and computer technology have again opened new dimensions in physiological research.

We are approaching the era of non-invasive, ambulatory recording. Now we can by means of ultrasound detect quantities, which ten years ago needed invasive operations. Now we can by means of microelectronics and computer technology analyze from a working person physiological quantities, which ten years ago could be recorded without noise only from a person lying in a supine position.

I predict that when our Society has the 30th anniversary, more and more physiological quantities can be ambulatory recorded during normal daily activities. Additionally, technology creates opportunities to control by means of computer and telemetry physiological quantities 0£ patients, to care and to support life at home like now in intensive care units.

As the research of physiological quantities and their interactions proceeds, the close co-operation of medical engineering and clinical physiology is important. The engineer and the physician must co-operate in the frontiers of research and its applications. Only this co-operation ensures the continuation of the progress. The continuous development of this co- operation is the main purpose of our Society.

This brings a question, how our Society should work in order to reach this goal? On the society level it should be arranged that the physicians, physicists and bioengineers would automatically have membership in the Finnish Society for Medical Physics and Medical Engineering. This would improve the exchange of information and natural personal communication. Personal communication and common research projects are the way, which our Society should promote.