«управлять медициной, исследовать, диагностировать»: как обучают медицинской кибернетике в красгму

Кто такой разработчик киберпротезов

Это человек, который разрабатывает протезы конечностей и органы, совместимые с живыми тканями. Он работает на стыке медицины, нейрофизиологии, инженерии и программирования. Разрабатывает протезы вместе с дизайнерами, инженерами-робототехниками и пилотами-тестировщиками.

Разработчик киберпротезов — профессия будущего

По словам основателя компании «Моторика» Ильи Чеха, миллионы людей в мире живут без рук и только 20% из них пользуются протезами. Разработчики киберпротезов создают искусственные руки, которые по возможностям почти не уступают настоящим. Человек с протезом может взять даже мелкие предметы, например, чайную ложку.

Посмотрите, как живет человек с киберпротезом

Места работы

В зависимости от направления своей деятельности, биологи могут работать в самых различных учреждениях, среди которых чаще остальных встречаются следующие:

• сельскохозяйственные институты, фермы и исследовательские центры, занимающиеся разведением животных и птицы, проверкой качества полученной от них продукции или культивацией и сбором растений;
• лаборатории при НИИ;
• ботанические и зоологические сады;
• предприятия по выпуску продукции животноводства;
• организации природоохранного направления и экологические клубы;
• различные природные объекты (в частности, и питомники диких животных);
• образовательные учреждения по данному направлению.

По правде говоря, рабочее место для биолога найдётся практически в каждом городе или посёлке, вот только количество вакансий везде разное.

«Медицинская кибернетика». Общие положения

Медицинская кибернетика, как наука об управлении в сложных динамических медицинских системах, объединяет в себе основы биологии, информатики, физики и медицины. В точке пересечения этих наук рождаются передовые знания, позволяющие найти оптимальные решения старых и новых проблем. Появление медицинской кибернетики, ее развитию в самостоятельную отрасль медицинской науки предопределил научно-технический прогресс в сфере информационно-коммуникационных технологий, достижений информатики, развитии биотехнологий и биофизики. Дисциплина условно разделяется на два направления: медицинских кибернетиков, занимающихся программной диагностикой патологий и врачей-статистиков, работающих с различными базами данных.

Медицинская кибернетика

Медицинская кибернетика – это наука, исследующая закономерности получения, хранения, передачи и преобразования информации в организме человека. Основанная на создании имитационных моделей, в том числе математических, медицинская кибернетика позволяет сопрягать сложные технические устройства с системами управления, что помогает создавать новые решения для улучшения качества жизни больных людей.

В широчайший спектр интереса этой новой науки входит вычислительная диагностика заболеваний. В частности, математическое моделирование процессов, которые происходят при развитии болезни и поиск решений по её лечению в виртуальном мире. Кроме того, есть другая область вычислительной диагностики, которая связана с обработкой огромного массива персонализированных данных и построению возможных вариантов развития патологии по результатам этой обработки.

Врач-кибернетик, это важно знать

С 1.06.2021 года изменятся правила допуска к профессиональной деятельности медицинских специалистов. Вместо документа о сертификации необходимо будет получать документ о профессиональной аккредитации. Процедура получения аккредитационного свидетельства представляет собой экзаменационную проверку знаний и навыков медицинского работника аккредитационной комиссией. 

Образовательный курс «Медицинская кибернетика» подготовлен в контексте требований аккредитационных тестов Минздрава РФ: материалы курса соответствуют аккредитационным экзаменам.

Успешной аккредитации способствуют ЗЕТ-баллы, набранные по правилам, указанным в Концепции НМиФО Минздрава РФ. Согласно Концепции, за 5 лет медицинскому специалисту необходимо набрать 250 ЗЕТ-баллов. Баллы зачисляются на счет портфолио врача в личном кабинете Портала НМиФО в зависимости от категории обучения. 

Один из способов получения ЗЕТ-баллов – это обучение по образовательным программам НМО. За прохождение этих краткосрочных курсов можно получить до 36 ЗЕТ-баллов, причем организация, где проходил обучение медработник, сама внесет их на его счет.

Курс «Медицинская кибернетика» включает обучение по программе НМО «Базы биомедицинских данных», таким образом по окончании обучения 36 ЗЕТ-баллов будут зачислены на счет обучавшегося.

Подробнее об этом можно узнать на странице «Как пройти аккредитацию врача в 2021 году с помощью НМО»

Требования к биологу

Основные требования работодателей к кандидату, претендующему на должность биолога в том или ином учреждении:

• желание работать в направлении исследований новых неизученных либо малоизученных объектов природы;
• диплом об успешном окончании обучения на соответствующем факультете;
• умение работать с различными инструментами и лабораторными принадлежностями (если требуется);
• отлично развитые аналитические способности, память и зрительное восприятие информации;
• умение работать в команде и делиться своими идеями;
• высокий уровень усидчивости и хорошая наблюдательность;
• синтетическое и логическое мышление;
• честность и ответственность;
• скрупулёзность.

Разумеется, не стоит рассчитывать на слишком высокие результаты на начальных этапах работы биологом, но со временем все упомянутые качества обязательно принесут должный результат, главное — продолжать работать и увеличивать объём знаний.

Исследовательская деятельность — это не только интересно, она может принести как признание в научных кругах, так и всемирную известность.

Специальность

Вузы, выпускающие специалистов данного профиля, обычно являются медицинскими. Хорошие программы обучения предлагают:

• Сибирский Госуниверситет министерства здравоохранения (г. Томск).
• Воронежский государственный университет.
• Псковский государственный университет.
• Красноярский государственный мед. университет им. Войно-Яценецкого.

Всем, кто желает изучать такую дисциплину, как «Медицинская кибернетика», вузы предлагают прослушать краткий курс довузовской подготовки (нулевой факультет). Здесь слушатели обновляют собственные знания по школьным предметам – в основном это математика, физика и биология. В каждом перечисленном учебном заведении имеется соответствующий факультет. «Медицинская кибернетика» там — далеко не единственная специальность. На сайтах таких факультетов можно ознакомиться с предварительным планом обучения, в котором прописан перечень изучаемых теоретических дисциплин и практических занятий.

Как стать разработчиком киберпротезов

Будущему специалисту лучше определить для себя приоритетную область знаний, но обязательно следует интересоваться смежными областями.

Илья Чех рекомендует поступать на общее направление робототехники и мехатроники, которое есть почти во всех ведущих технических вузах: Московском институте электроники и математики им. А. Н. Тихонова, Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ», МГТУ им. Баумана, МФТИ, Университете ИТМО, московском «Политехе».

В России открылась первая аспирантура в сфере искусственного интеллекта

Техническое образование поможет сформировать общее понимание робототехники и всех ее компонентов: программирования, электроники и конструирования. А уже после можно начать разбираться в медицине — пройти курсы или поступить на медицинские факультеты «медицинская кибернетика», «биотехнические системы и технологии».

Учебные заведения, проводящие набор по специальности «Медицинская кибернетика»

• Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова , где на медико-биологическом факультете впервые начали готовить этих специалистов
• Сибирский Государственный Медицинский Университет (г. Томск)
• Пензенский государственный университет
• Северный федеральный университет (г. Архангельск)
• Казанский (Приволжский) федеральный университет
• Псковский государственный университет (ПсковГУ, г. Псков)
• #перенаправление Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого
• Юго-западный Государственный университет (ЮЗГУ г. Курск)
• ДВФУ , г. Владивосток (от 2015 года)
• СКГГТА, г. Черкесск (от 2016 года)

Ранее существовала инженерная специальность «Медицинская кибернетика», соответствующая ныне существующему направлению образования «Биотехнические системы и технологии». Сейчас с названием «Медицинская кибернетика» существует направление специалитета высшего медицинского образования. Выпускники его — врачи-кибернетики — получают право работать врачом только после окончания интернатуры или ординатуры. Но из-за того, что они изучают большой объём технических дисциплин, невозможно обеспечить изучение ими одного и того же медицинского предмета не менее трёх раз под руководством трёх разных преподавателей, как правило, разных кафедр, что по международным стандартам требуется от будущих врачей-клиницистов. Поэтому они не могут работать по особо ответственным медицинским специальностям в сфере хирургии, акушерства, терапии и т. д, поступать в интернатуры и ординатуры по этим специальностям. Круг их областей специализации в медицине, соответственно, ограничен. Это — клиническое лабораторное дело, функциональная диагностика, лучевая диагностика, медицинская физика. Но зато, в отличие от обычных выпускников по специальности «Лечебное дело», они без последипломного образования могут работать инженерами. 29 апреля 2010 года Ученым Советом Пензенского государственного университета была открыта новая специальности 060114 — «Медицинская кибернетика» по подготовке специалистов «Врач-кибернетик». Продолжительность обучения по специальности — 6 лет. Вступительные испытания: Математика — профильный предмет, биология, русский язык. Врач-кибернетик подготовлен для осуществления практической и научной деятельности, направленной на разработку, внедрение и эксплуатацию автоматизированных технологических и административных систем управления в целях повышения качества медицинского обслуживания населения и эффективного использования ресурсов здравоохранения. Специалисты предназначены для работы в учреждениях, здравоохранения, учреждениях РАМН и других ведомств, заинтересованных в специалистах данного профиля. Врач-кибернетик по специальности 060114 готовится для работы:

1) в медицинских лечебно-диагностических организациях (больницах, поликлиниках, амбулаториях); 2) в научно-исследовательских медицинских и биологических центрах, лабораториях и институтах, связанных с эксплуатацией медицинской техники и проведением медико-биологических экспериментов; 3) в территориальных и региональных коммерческих структурах здравоохранения.

Чему нас учит кибернетика

Медицинская биофизика: молекулы и болезни / МГУ

Школа науки управления. Кибернетика Норберта Винера.

Специализация, карьера и перспективы

Существует несколько подкатегорий этой специальности:

1. Биолог-ботаник — исследует растения, ищет всё новые экземпляры и изучает их характерные особенности. В его обязанности входит классификация изученных видов и определение их влияния на состояние других растений, животных и человека.
2. Микробиолог — занимается изучением жизнедеятельности микроорганизмов, проводит исследования с использованием различных бактерий. Во многом именно благодаря ему появляются новые лекарства от различных заболеваний.
3. Биолог-зоолог — занимается изучением всех аспектов жизни животных, исследует их болезни, определяет степень воздействия этих недугов на человека и открывает новые виды. Сфера работы зоологов очень широка.

Развитие карьеры биолога может проходить в нескольких направлениях:

1. Ориентировка на свою специализацию и поэтапное освоение смежных областей научных знаний. С учётом выбранной специализации биолог может работать в той или иной сфере исследовательской или практической деятельности, изучая флору и фауну или же разрабатывая новые технологии в медицинской области, области технологий производства продовольственных товаров или в других смежных областях (экологии, микробиологии, зоологии, биотехнологии).
2. Научное развитие. В этом случае биолог может либо заниматься исследованиями, либо писать кандидатские и докторские диссертации, вынося на всеобщее обозрение новые темы для научных дискуссий и открытия мира биологии. Научное развитие предусматривает постоянную научную деятельность, связанную как с теорией, так и с практикой, но частично.

Разумеется, чтобы преуспеть в любом из этих видов деятельности, придётся приложить немало усилий, но если человек действительно заинтересован в достижении успеха, то это будет не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

Подготовка специалистов

По логике процесс сопоставим с заключениями специалистов-дигностов. По уже имеющимся признакам готовится заключение, основанное на имеющемся медицинском опыте. Подобные системы дают заключение только по загруженным в память машин заболеваниям.

Аппарату, настроенному на диагностирование кардиозаболеваний, вряд ли удастся распознать другой недуг даже при явной выраженности всех признаков. Для АСУ также невозможно выявление новых болезней по причине отсутствия в памяти соответствующих их протеканию данных.

Помогают АСУ  врачам при составлении диагностических карт, сопоставлении статистических данных, постановке диагнозов. Последними обследование не завершается. За процессом лечения ведется наблюдение, используются различные физиопроцедуры.

Это объясняет необходимость  применения современного оборудования. Разработкой ПО для него занимается медкибернетика. Обычно специалистов готовят в медицинских высших учебных заведениях Самыми лучшими программами обучения располагают Томский Сибирский Госуниверситет министерства здравоохранения, государственные университеты Воронежа и Пскова, Красноярский медуниверситет имени Войно-Ясенецкого.

Абитуриентам предлагается подготовительный курс. Слушателям помогут освежить знания в рамках школьного курса  биологии, физики и математики. Есть и соответствующие факультеты, где далеко не единственной специальностью является медицинская кибернетика. Планы обучения размещены на сайтах соответствующих учреждений. Там указаны практические занятия и теоретические дисциплины, изучаемые на выбранном факультете.

Курс переподготовки «Медицинская кибернетика»

Цель курса – углубление профильных знаний и навыков по использованию медицинских информационных систем для получения, обработки и передаче медицинской информации.

В задачи курса входит подготовка врачей-статистиков способных посредством инновационных технологий и методик обеспечить системный анализ данных, диагностику, лечение и профилактику патологических состояний различных групп пациентов.

Академия обучает медиков-кибернетиков, знания и навыки которых требуются в государственных и коммерческих лечебных учреждениях, медицинских научных центрах, в компаниях, занимающихся разработкой компьютерных систем и передовой медицинской техники.

Профессии будущего

IT медик. Специалист с хорошим знанием ИТ, создаёт базы физиологических данных и управляет ими, создаёт программное обеспечение для лечебного и диагностического оборудования. Сейчас в медицине происходит «революция больших данных» – у исследователей появилась бесценная возможность быстро собирать и анализировать огромное количество информации. А значит, человек, способный управлять медицинскими базами данных, точно не останется без работы.

Клинический биоинформатик. В случае нестандартного течения болезни строит компьютерную модель биохимических процессов болезни, чтобы понять первопричины заболевания (выявляет нарушения на клеточном и субклеточном уровнях). На Западе эта специальность существует уже не первый год и направлена на то, чтобы по максимуму использовать весь багаж накопленной информации – генетической, биологической и медицинской для того, чтобы подобрать индивидуальный метод лечения для конкретного пациента. Трансляционная медицина есть и в России, и специалисты прогнозируют появление большого количества рабочих мест в этой области.

IT-генетик. Специалист, который занимается программированием генома под заданные параметры. В последнее десятилетие одним из бурно развивающихся направлений в медицине стала генотерапия – внесение в генетический аппарат человека изменений для борьбы с заболеваниями. Пока этот метод в основном тестируют на животных, однако есть уже и успешные случаи применения генотерапии и для людей. Например, в 2014 году в Великобритании объявили, что у 6 пациентов, больных хороидеремией (наследственным генетическим заболеванием, до настоящего момента неизлечимым и ведущим к слепоте), в результате генотерапии улучшилось зрение. Но это лишь первый шаг. Следующий шаг – модификация генома: эксперимент с целенаправленным изменением двух генов уже провели на обезьянах.

Чем занимается разработчик киберпротезов

Сначала такой специалист создает проект бионического протеза или органа. Он изучает биоэлектрические импульсы, связывающие нервную и мышечную системы человека, и придумывает, как их соединить с протезом. Например, чтобы на протезе руки двигались пальцы, в него встраивают специальные мио-датчики. Они считывают электрический потенциал сохранившихся мышечных тканей и посылают сигнал в протез — тут и происходит движение. Затем специалист создает 3D-модель для принтера. Он моделирует устройство по индивидуальным параметрам и готовит к покраске.

Дальше разработчик подбирает подходящие материалы: биологически совместимые, с симбиотическим потенциалом, которые не отвергнет организм

Важно максимально «сроднить» человека и его протез, чтобы конструкция из пластика и металла стала полноценной частью тела

Если человек будет плавно помахивать рукой, а потом резко захочет ее опустить, протез должен считать это желание так же быстро, как живая рука.

Когда мы сможем печатать новые органы на 3D-принтере

Начало и развитие

В 1969 институтом сердечно-сосудистой хирургии был разработан алгоритм для автоматической диагностики заболеваний кардиоклапанов. Впервые серийное производство аппаратуры для лабораторного диагностирования началось на заводе имени Семашко в семидесятых годах. Автоматические системы управления, АСУ, уже к тому времени не являлись чем-то сверхъестественным. Их называли инструментами, необходимыми для успешной врачебной деятельности.

Хирурги получили комплекс для мониторинга «Симфония». Он обеспечивал отслеживание состояния пациента при проведении хирургической операции. Первая система обеспечения препаратами «Аптека» была тоже внедрена в тот период. Началось развитие отечественной медицинской кибернетики. Передовые принципы совершенствования диагностики различных заболеваний в лабораторных условиях требовали наличия квалифицированного штата работников.

Медицинские вузы приступили к обучению по интересной направленности. Профессия привлекала перспективностью. Во втором столичном мединституте на медико-биологическом факультете в 1979 был первый выпуск.

К середине восьмидесятых кибернетическими принципами решения медпроблем стало невозможно никого удивить. Мегаполисы и районные центры обзавелись диагностическими АСУ для определения самых тяжелых болезней по результатам обследований.

В лечебных учреждениях появились журналы автоматизированной обработки поступающей информации. При помощи автоматических комплексов проводится учет койко-мест, запись на прием.

Приобретаемые навыки

Выпускник направления – это специалист, который сможет решать широкий спектр профессиональных задач:

• разработка, внедрение и эксплуатация автоматизированных ИМС;
• работа с вычислительной техникой в медицине;
• лабораторные исследования при помощи новейшей аппаратуры;
• анализ неисправностей аппаратуры, поиск методов их устранения;
• прием больных: неврология, хирургия, терапия;
• планирование лабораторно-инструментального анализа;
• осуществление исследований: лабораторных, биофизических, биохимических, медико-генетических, иммунологических;
• установка диагноза, определение терапевтических мер;
• разработка и внедрение информационных технологий в деятельность медицинских учреждений;
• составление отчетов;
• организация работы медперсонала и управление им;
• соблюдение врачебной этики;
• оказание неотложной помощи;
• организация профилактических мероприятий;
• преподавательская деятельность;
• разработка учебных и методических пособий;
• владение иностранным языком.

Учебные заведения по специальности

По специальности «Медицинская кибернетика» набор проводят следующие учебные заведения России:

• Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, где на медико-биологическом факультете впервые начали готовить этих специалистов
• Сибирский Государственный Медицинский Университет (г. Томск)
• Пензенский государственный университет
• Северный федеральный университет (г. Архангельск)
• Казанский (Приволжский) федеральный университет
• Псковский государственный университет (ПсковГУ, г. Псков)
• Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого
• Юго-западный Государственный университет (ЮЗГУ г. Курск)
• ДВФУ, г. Владивосток (от 2015 года)
• СКГГТА, г. Черкесск (от 2016 года)
• Воронежский государственный университет (от 2016 года)
• Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (от 2017 года)

Ранее существовала инженерная специальность «Медицинская кибернетика», соответствующая ныне существующему направлению образования «Биотехнические системы и технологии». Сейчас с названием «Медицинская кибернетика» существует направление специалитета высшего медицинского образования. Выпускники его — врачи-кибернетики — получают право работать врачом только после окончания интернатуры или ординатуры. Но из-за того, что они изучают большой объём технических дисциплин, невозможно обеспечить изучение ими одного и того же медицинского предмета не менее трёх раз под руководством трёх разных преподавателей, как правило, разных кафедр, что по международным стандартам требуется от будущих врачей-клиницистов. Поэтому они не могут работать по особо ответственным медицинским специальностям в сфере хирургии, акушерства, терапии и т. д, поступать в интернатуры и ординатуры по этим специальностям. Круг их областей специализации в медицине, соответственно, ограничен. Это — клиническое лабораторное дело, функциональная диагностика, лучевая диагностика, медицинская физика. Но зато, в отличие от обычных выпускников по специальности «Лечебное дело», они без последипломного образования могут работать инженерами.

29 апреля 2010 года Ученым Советом Пензенского государственного университета была открыта новая специальности 060114 — «Медицинская кибернетика» по подготовке специалистов «Врач-кибернетик».
Продолжительность обучения по специальности — 6 лет. Вступительные испытания: Математика — профильный предмет, биология, русский язык. Врач-кибернетик подготовлен для осуществления практической и научной деятельности, направленной на разработку, внедрение и эксплуатацию автоматизированных технологических и административных систем управления в целях повышения качества медицинского обслуживания населения и эффективного использования ресурсов здравоохранения. Специалисты предназначены для работы в учреждениях, здравоохранения, учреждениях РАМН и других ведомств, заинтересованных в специалистах данного профиля.
Врач-кибернетик по специальности 30.05.03 готовится для работы:

1) в медицинских лечебно-диагностических организациях (больницах, поликлиниках, амбулаториях);

2) в научно-исследовательских медицинских и биологических центрах, лабораториях и институтах, связанных с эксплуатацией медицинской техники и проведением медико-биологических экспериментов;

3) в территориальных и региональных коммерческих структурах здравоохранения.

Кем я буду в будущем

Практическое применение нового направления

На кафедре медкибернетики в отечественных медвузах предоставляется подробнейшая информация о направлениях научного раздела. Наука занимается взаимодействием управленческих процессов, происходящих в живой природе, исследованием согласованной системной работы, способностью реагирования на раздражители извне, возвратом к исходному состоянию после таких воздействий.

Благодаря универсальности законов стало возможным их широкое применение. Так, медкибернетика при разработке практических технологий управления использует принципы системного взаимодействия. Ведется деятельность по разработке корректирующих жизненные процессы механизмов, улучшению методик распознавания недугов на ранних стадиях.

В любой диагностической системе есть три главных составляющих:

• Первой является память. Она хранит все данные по группам недугом, включая симптоматику, показатели исследований.
• Далее идет логическое устройство для обработки данных и сопоставления симптомов и результатов обследований пациентов с уже имеющейся информацией.
• Третий компонент – устройства для вывода полученных аналитических данных.

При создании аппаратуры для диагностики вначале разрабатывают описательную методику  состояния самочувствия обследуемого, анализируемые признаки недуга. Из полученных данных отбирают только те, что годятся для проведения количественного анализа.

Также важна информация о частоте таких клинических проявлений, классификация и общая констатация. Все сведения надежно хранятся в памяти вычислительного устройства. По мере поступления дальнейшей информации о состоянии пациента машиной ведется сопоставление симптоматики с заложенными в памяти. Составляется предварительная карта обследования.

Редкая медицинская профессия №5. IT-медик

Направление на стыке медицины и IT. Появляется все больше данных о физиологии человека, его особенностях, все эти данные необходимо систематизировать и обрабатывать, чтобы делать существенные выводы. 

Обязанности

• создание и разработка базы физиологических данных,
• обслуживание программного обеспечения медицинского оборудования,
• обработка и алгоритмика работы с большими данными в медицине,
• прогнозирование на основе работы с данными.

Образование

Мир еще не ввел направление обучения IT-медикам, так как профессия очень молодая. Однако в МФТИ готовят специалистов в области вычислительной и математической биологии, а в Санкт-Петербурге Университет ИТМО и НМИЦ им. В. А. Алмазова запустили образовательную программу магистратуры «Вычислительная биомедицина». Данное образование помогает IT-специалистам более углубленно работать в области медицины, например, в крупных медицинских лабораториях и диагностических центрах.

Трудоустройство и зарплата

Профессия пока достаточно редкая и пока только начинает свое развитие. Трудоустройство предположительно в крупных медицинских исследовательских центрах, а позже уже в более мелких, где также есть свои базы данных. Возможно привлечение в стартапы по профилю IT в медицине.

В данной области только начинают появляться специалисты, пока нет сформированной средней зарплаты по рынку. 

Биологические профессии и специальности

27 окт

42291

36

Читать позже