Informatyka w medycynie i naukach biomedycznych
W minioną sobotę w auli Wyższej Szkoły Kultury Społecznej i Medialnej
zgromadzili się naukowcy i lekarze zainteresowani zastosowaniem technologii
informatycznych w medycynie i naukach biomedycznych. Była to niezwykła okazja do
spotkania i wymiany doświadczeń tych dwóch, zdawałoby się, zupełnie odmiennych
dziedzin wiedzy.
Już referat na otwarcie konferencji, przedstawiony przez JM Rektora WSKSiM, o.
dr. Krzysztofa Bielińskiego CSsR, wskazywał na ważność i potrzebę badań
interdyscyplinarnych. Prelegent odwołał się bezpośrednio do słów Papieża
Benedykta XVI:
"Kierując teraz spojrzenie w przyszłość, w XXI w., chciałbym poddać pod dalszą
rozwagę dwie myśli. Po pierwsze, w miarę jak kolejne odkrycia naukowe wprawiają
nas w coraz większy zachwyt nad złożonością świata przyrody, coraz lepiej widać
potrzebę interdyscyplinarnego podejścia do zjawisk, w powiązaniu z prowadzącą do
syntezy refleksją filozoficzną". Myśl ta przenikała kolejne wystąpienia
prelegentów i stanowiła swoiste credo konferencji. Aby służyć człowiekowi,
ratować jego życie i zdrowie, musimy nieustannie poszukiwać nowych rozwiązań,
które pomogą lekarzom klinicystom w ich codziennej praktyce.
W pierwszym referacie prof. dr hab. Dominik Sankowski, kierownik Katedry
Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej, założyciel, a obecnie opiekun
Instytutu Informatyki w WSKSiM, przedstawił w bardzo obrazowy sposób rolę i
znaczenie tomografii komputerowej w zastosowaniach praktycznych. Ta metoda
należy już dzisiaj do standardów diagnostycznych w medycynie, jednak cały czas
trwają prace nad jej doskonaleniem i coraz lepszym dostosowaniem do wymagań
klinicznych. Dlatego tak ważne jest przedstawienie aktualnego stanu wiedzy
środowiskom lekarskim, aby później w ramach wzajemnej współpracy tworzyć nowe,
lepsze rozwiązania. Bardzo cieszy fakt, iż taka współpraca jest możliwa właśnie
pomiędzy polskimi naukowcami i lekarzami. Może w przyszłości jej owocem będzie
powstanie nowych rozwiązań technicznych stanowiących nasze patenty. Niestety,
obecnie większość urządzeń medycznych musimy kupować za granicą, chociaż przy
ich tworzeniu pracowali również polscy naukowcy. Wykazał to wyraźnie referat
prof. Sankowskiego na przykładzie opisu historycznego rozwoju algorytmicznych
podstaw działania tomografu.
Leczyć człowieka, nie chorobę
Środowisko lekarzy reprezentował prof. dr hab. Roman Mazur z Kliniki Neurologii
Collegium Medicum UMK w Toruniu. Przedstawił referat stanowiący swoiste
kompendium wiedzy diagnostycznej z punktu widzenia wieloletniego doświadczenia
klinicznego. Profesor Mazur od lat zajmuje się m.in. pacjentami cierpiącymi na
udar niedokrwienny mózgu. To bardzo ciężka choroba, dotykająca ostatnio coraz
młodszych ludzi, która niestety nawet dzisiaj, przy zastosowaniu najnowszych
technologii medycznych kończy się śmiercią. Profesor od lat stara się razem ze
współpracownikami znaleźć sposoby, aby lepiej pomagać pacjentom. Jest twórcą
nowej metody diagnostycznej – spirografii mózgowej, której dalszy rozwój być
może przyczyni się do lepszych rezultatów leczenia. Jednak aby tego dokonać,
potrzebne są dalsze interdyscyplinarne badania. Niezwykle ważnym elementem
wykładu prof. Mazura było zwrócenie szczególnej uwagi na podmiotową rolę
człowieka w procesie leczenia. – Nie należy leczyć choroby, ale człowieka
pojmowanego w sposób całościowy – holistyczny – zaznaczał profesor.
Komputer w służbie medycyny
W medycynie klinicznej trudno znaleźć miejsce na redukcjonizm naukowy, nie można
osobno patrzeć na poszczególne organy czy też objawy – należy traktować pacjenta
całościowo i stosować takie metody, które pomogą przywrócić zdrowie. Jedną z
takich metod jest dokładne badanie oddechu człowieka w powiązaniu z całą gamą
innych procedur medycznych. Ta znana już od starożytności metoda zyskuje obecnie
inny wymiar dzięki zastosowaniu analizy komputerowej połączonej z algorytmami
wizualizacyjnymi. Takie narzędzie diagnostyczne w rękach doświadczonego lekarza
klinicysty może pomóc zarówno w diagnostyce, jak i w planowaniu dalszych
procedur medycznych.
Jednak bez zaawansowanej wiedzy teoretycznej metody komputerowe nie sprostałyby
stawianym przez medycynę wyzwaniom. Dlatego referat prof. dr. hab. Adama
Jóźwika, reprezentującego Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN
w Warszawie oraz Wyższą Szkołę Kultury Społecznej i Medialnej w Toruniu,
dotyczył zaawansowanych aspektów algorytmiki klasyfikacyjnej. Bez nich byłoby
niemożliwe aplikacyjne zastosowanie metod numerycznych w wielu zagadnieniach
biomedycznych. Metody te, choć bardzo zaawansowane, zostały przedstawione w
referacie w sposób prosty na przykładach aplikacyjnych. Niewątpliwie pozwoli to
lepiej zrozumieć lekarzom, z jakimi trudnościami muszą radzić sobie informatycy,
aby móc praktycznie rozwiązywać problemy klasyfikacyjne. Występują one w całym
procesie diagnostycznym, jak i w czasie analizy badań biochemicznych oraz
histopatologicznych.
Metody modelowania komputerowego aktywności korelatów neuronalnych na
przykładzie generatora rytmów oddechowych występującego w pniu mózgu człowieka
przedstawił dr Grzegorz Osiński reprezentujący Wyższą Szkołę Kultury Społecznej
i Medialnej. To właśnie wyniki modelowania pozwoliły zastosować nowatorską
metodę analizy nieliniowej w badaniu sygnałów spirografii mózgowej. Obecny stan
wiedzy pozwala mieć nadzieję, iż mogą się one stać praktycznym sposobem
opracowania wizualizacyjnego wyników, użytecznym w praktyce klinicznej w
leczeniu udarów mózgu oraz innych ciężkich schorzeń pnia mózgu.
Na konferencji nie zabrakło wystąpienia absolwentów Wyższej Szkoły Kultury
Społecznej i Medialnej – mgr. inż. Adama Szalacha oraz inż. Sebastiana
Michalskiego, którzy w dwugłosie przedstawili tezy swoich prac inżynierskich
związanych z analizą danych spirografii mózgowej. W swoich pracach zajmowali się
oni dwoma ważnymi elementami analizy danych: procesem analizy sygnałów cyfrowych
z użyciem algorytmów szybkiej analizy Fouriera (FFT) oraz wizualizacją
trójwymiarową obrazów centralnego układu nerwowego. Pozostaje mieć nadzieję, że
również kolejni studenci informatyki podejmą trud uczestnictwa w badaniach
interdyscyplinarnych. Nie są to prace proste, wymagają znacznego nakładu pracy
oraz stosowania zaawansowanych metod numerycznych, jednak z pewnością dają
satysfakcję uczestnictwa w ważnym praktycznym projekcie, który może przynieść
wymierne korzyści w ratowaniu zdrowia i życia ludzi.
Dr Grzegorz Osiński
Autor jest kierownikiem Instytutu Informatyki WSKSiM.