Антон Вячеславович Владзимирский
История научных исследований в области биотелеметрии и телемедицины в России (1900–1991 гг.)

Формальное структурирование научных исследований происходит как на этапах формирования научного направления/дисциплины (на уровне отдельных учреждений создание специальных отделов, лабораторий, кафедр; оформление и финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ), так и на этапе государственной поддержки (включение проблематики в государственные программы; создание специализированных учреждений – институтов, центров и т.д.; целевое финансирование).

Исходя из сказанного, в работе мы разработали метод условной оценки уровня институционализации научных исследований в области биотелеметрии:

1. Начальный уровень – этапы научного поиска и программы исследований; исследования ведут ученые-одиночки, научные микрообъединения (неформальное структурирование).

2. Средний уровень – переход от неформального к формальному структурированию, этапы формирования научного направления и соответствующего дисциплинарного сообщества; организационные мероприятия, в том числе представлены официальным оформлением научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ; преимущественно исследования ведут научные объединения и группы.

3. Высокий уровень – формальное структурирование, государственный и административный ресурс обеспечивает системное проведение исследований по данной дисциплине; есть условия и возможности для появления научных школ.

Предложенный подход может быть повергнут определенному критицизму и детализации. Однако мы следуем принципу минимальной, разумной достаточности; указываем базовые, фундаментальные этапы, достаточно явно прослеживаемые в подавляющем большинстве ситуаций.

В заключении необходимо отметить еще одну особенность изучаемых научных исследований.

При благоприятном стечении обстоятельств, как было показано в литературе, междисциплинарность в работе ученых не исчерпывается «некоторым эпизодом исследовательской деятельности, как бы велико ни было его научное значение, а приобретает систематический хаарктер, причем сама междисицплинарность получает в подобного рода исследованиях новое, так сказать, порождающее исследовательскую деятельность качество». Полученные результаты «в виде некоторой целостности выступают базой для создания новой структурной единицы науки»⁵³. Сказанное полностью типично для области биотелеметрии.

Задача реализации дистанционной трансляции биомедицинских данных возникла как ответ на запрос практики (параллельно от ученых-физиологов и от врачей). Для решения этой задачи прежде всего требовалось создание новых технических устройств и методов их применения; на этом этапе ученым, образно выражаясь, надо было ответить на вопрос «каким прибором и каким способом фиксировать и передавать данные». В этот момент биотелеметрия является объектом научных исследований. По мере успешного решения указанной задачи, появления биотелеметрической аппаратуры и методологий, происходит качественный переход. Биотелеметрия начинает применяться для решения запросов, ранее поступавших от практики; то есть используется в физиологических экспериментах, биомедицинских научных исследованиях, а также в практической медицине. Суть перехода состоит в том, что теперь биотелеметрия становится методом научных исследований. Только благодаря ее возможностям начинается накопление принципиально новых знаний, обеспечивающих исторические переходы от одного состояния отдельных отраслей науки к другому, а также – становление новых отраслей науки.

Нами выявлены характерные особенности институционализации научных исследований в области биотелеметрии:

1. Формирование в качестве исходной точки научного исследования микрообъединения – галисоновской «зоны обмена» первого уровня между биомедицинским и инженерно-техническим знанием. Более того, отсутствие микрообъединения ведет к провалу.

2. Наличие мультидисциплинарности как постоянного и неотторжимого свойства научных исследований.

3. Формирование галисоновской «зоны обмена» второго уровня (положительного или отрицательного типа) между объединением ученых и профессиональным сообществом при трансляции результатов исследований.

4. Наличие качественного перехода от объекта к методу. Вначале биотелеметрия – это объект научных исследований, позднее – она становится методом научных исследований. Качественный переход возможен в рамках одного макрообъединения ученых.

Предложенная систематизация особенностей позволяет проанализировать процессы формального структурирования научных исследований в предметной области, выявить и оценить качественные изменения, обуславливающие различную результативность таковых.

Актуальность и применимость разработанных методологических подходов к изучению институционализации научных исследований в области биотелеметрии будет доказана в ходе изложения нашего исследования.

ГЛАВА 2. ИСТОРИЯ НАУЧНОГО ПОИСКА В ОБЛАСТИ БИОТЕЛЕМЕТРИИ В ПЕРВОЙ ЧЕТВЕРТИ ХХ ВЕКА

…Если не сейчас, то потомки наши поймут всю сущность и значение для человечества нового средства связи.

А. С. Попов

Во второй половине ХIХ – первой трети ХХ вв. в распоряжении человечества появились три телекоммуникационные технологии, основанные на электричестве: телеграф (в том числе фототелеграф), телефон и радиосвязь. Телеграфная связь позволяла осуществлять обмен буквенно-цифровыми (текстовыми) сообщениями, электрическими сигналами (в том числе для звукового оповещения (звонка)), неподвижными изображениями (фототелеграф, в последствие – факсимильная связь). Телефонная связь обеспечивала обмен звуками и речью, а также однонаправленную передачу электрических сигналов. Возможности радиосвязи были ограничены сугубо голосовым общением. История изобретения и конструирования соответствующих технологий связана с именами обширной плеяды ученых и инженеров из многих стран мира, широко описана в иных источниках и не будет затрагиваться в данной работе.

С первых лет своего появления электрические телекоммуникации сразу привлекли внимание ученых и практиков биомедицины. Возможность трансляции информации о состоянии здоровья, физиологических параметров на десятки и сотни километров казалась манящей перспективой; научно-практический смысл ее зачастую еще оставался не вполне осознанным, тем не менее человеческое любопытство и жажда знаний толкала исследователей на новые эксперименты.

Примером предчувствия уникальных возможностей телекоммуникаций в биомедицине служит высказывание выдающегося ученого в области физиологии труда профессора

К. Х. Кекчеева (1893—1948): «Много еще чудес придумал человек себе на пользу. Разве не чудо разговор по воздуху без всяких проволок (радиотелефон) через всю Советскую Россию?

В Москве перед трубкой стоит, например, доктор и рассказывает о болезнях, которые бывают у людей, и о том, как от них уберечься. Около него никого нет, но зато во многих городах, селах и деревнях за много верст от Москвы сидят у себя по домам люди и, прижав особые трубки к уху, слушают этого доктора. Таких чудес много придумали люди для облегчения и улучшения своей жизни»⁵⁴.

В раннем периоде развития биотелеметрии сразу обозначились два параллельных направления⁵⁵:

1. Эмпирическое практическое использование.

2. Научный эксперимент.

В этой главе мы проследим, охарактеризуем и систематизируем значение основных событий научной деятельности, связанной с экспериментальным изучением возможностей телекоммуникаций в медицинской науке в период второй половины ХIХ – первой трети ХХ вв.

2.1. «Ранняя телемедицина»: эмпирический опыт

В изучаемый период времени практическое использование телекоммуникаций в медицине представляло собой простой диалог, то есть общение врача и пациента посредством телеграфа, телефона, реже – радио.

Подобное применение телекоммуникаций сразу начало носить глобальный характер. Например, с 1920-х гг. в США, Норвегии, Италии, Германии и иных странах мира начали формироваться службы для медицинских консультаций по радио экипажей морских судов.

В Австралии на основе радиосвязи была развернута «Воздушная медицинская служба» для оказания медицинской помощи на территориях с низкой и крайне низкой плотностью населения. Основными инстурментами службы были дистанционные врачебные консультации по радио и санитарная авиация. Известен целый ряд эпизодов дистанционных медицинских консультаций по телеграфу в разных уголках мира⁵⁶. Даже Генрих Шлиман (Heinrich Schliemann) во время археологических раскопок в Греции в 1870—1880-х гг. обращался за дистанционными консультациями к своему хорошему знакомому, выдающемуся ученому и врачу – Рудольфу Вирхову (Rudolf Virchow): «В отчетах вы писали и о Николаосе и о многих других рабочих. Если кто-нибудь из них серьезно заболевал, вы бомбардировали меня телеграммами, пока моя заочная терапия не помогала и больному не становилось лучше»⁵⁷).

С позиции истории науки и техники развитие эмпирического аспекта интересно и важно тем, что со временем здесь наметился переход к научно обоснованному поиску оптимальных технических и методических решений для дистанционного взаимодействия врача и пациента. Сугубо практический опыт буквально «потребовал» научного осознания, систематизации, формирования общих теоретических положений, в свою очередь ставших основой для развития новых методов и способов оказания медицинской помощи на расстоянии. В конечном итоге, прикладное эмпирическое направление, дополнив методологический и технологический аппарат биотелеметрии, эволюционировало в концепцию «телемедицины». Однако эти процессы произошли позднее, в середине ХХ в., а в изучаемый период времени шло лишь накопление практического опыта. В контексте развития научных исследований в области биотелеметрии этот этап представляет лишь общий интерес; поэтому останавливаться на деталях мы не будем, лишь лаконично перечислим основные эпизоды и тенденции.

Во второй половине ХIХ – первой трети ХХ вв. нами выявлен ряд эпизодов эмпирического практического использования электрических телекоммуникаций в биомедицинских целях (которые могут рассматриваться как некий период «осознания» возможностей):

1. Применение телеграфа в медико-организационных целях, для управления логистикой медицинского обеспечения, раненых во время вооруженных конфликтов (Россия: Русско-Японская война, 1905 г.⁵⁸, Германская война, 1914‒1918 гг.⁵⁹).

2. Обмен эпидемиологической информацией (в России телеграф использовался для оповещений во время эпидемии холеры в Хабаровске и Приамурье в 1902 г.⁶⁰).

3. Морская медицина. В первой трети ХХ в. системное практическое применение телекоммуникаций для решения медико-организационных задач происходило в области морской медицины, обеспечивающей экстренную и неотложную помощь членам экипажей военно-морских, торговых и пассажирских кораблей. В России средства электросвязи достаточно активно применялись для взаимодействия по медицинским вопросам в военно-морском флоте. В 1910 г. во время «санитарных маневров» Черноморского флота радиотелеграф и телефон использовались для связи военно-морских судов, Севастопольского порта и госпиталя – для оповещений о количестве поступающих больных и раненых⁶¹. Во время балкано-турецкой войны 1912—1913 гг. по радио осуществлялась координация действий по эвакуации и приему раненых больниц на суше и пароходов-госпиталей⁶². Систематизировался опыт использования радиотелеграфа для организации спасательных операций на море⁶³.

В 1915 г. госпитальное судно Красного Креста «Portugal» на Черном море использует радиотелеграф для координации и сообщений о прибытии в порты, о необходимости принять раненых, благодаря чему «передача раненых на берег была совершенна без особых задержек»; по радио осуществлялся вызов этого судна для приема раненых⁶⁴. По телефону осуществляется вызов и координация действий санитарного персонала после взрыва в Морской лаборатории Кронштадтского порта 17 ноября 1915 г., сопровождавшегося большим количеством убитых и раненых⁶⁵.

2. Освоение арктических территорий.

В начале ХХ столетия арктическое побережье Российской империи, особенно его восточная часть, оставалась плохо изученной и крайне малонаселенной землей. Изолированные, крошечные поселки старателей, охотников и рыбаков, коренных народов, разбросанные по огромным территориям, не имели ни надежных средств связи, ни медицинского обеспечения.

Об ужасающих условиях жизни, с точки зрения медицинской помощи, ярко свидетельствуют воспоминания судового врача Эдуарда Егоровича Арнгольда (1873—1920⁶⁶), относящиеся к 1913 году⁶⁷: «Считаю долгом упомянуть о том безвыходном положении в смысле медицинской помощи, в котором находится местное население. Единственный врач на весь Анадырский уезд, по площади превосходящий чуть-ли не Францию живет в селе Марково, 500 верст вверх по реке. Из медицинского персонала в Ново-Мариинске имеется лишь бывший морской фельдшер Задвинский, но служащий уже не фельдшером, а секретарем полицейского управления в течение нескольких лет: за неимением никого другого, конечно, все медицинские обязанности приходится исполнять ему. По рассказам местной интеллигенции у двух женщин зимою предстояли тяжелые роды. Консилиум из уездного начальника, его помощника, судьи, не помню участвовал-ли в нем бывший фельдшер Задвинский, решил сделать лапаротомию. Производство самой операции по большинству голосов было возложено на уездного начальника, как старшего в чине, не помню уж кто давал наркоз и были-ли таковой вообще дан. Насколько я себе мог представить дело из рассказов производивших операцию, приступили к ней уже тогда, когда больная, как они выражались, была совсем синяя и еле дышала, кожный разрез был сделан специально отточенной и прокипяченой для этой цели бритвой. К счастью как для больной, так и для оперирующих, операцию не нужно было доводить до конца, так как тотчас же после кожного разреза больная скончалась. К сожалению, в таком безвыходном положении находится не один пост Ново-Мариинский, а их очень много, не только в Анадырском уезде, но даже на Камчатке, не говоря уже про Чукотский уезд, где нет даже никаких бывших фельдшеров».

Ему вторит его коллега, также судовой врач Леонид Михайлович Старокадомский (1875‒1962)⁶⁸, рассказывая об «ужасах», услышанных от местных жителей: «…как делались „операции“ – ампутировались ноги, извлекались ржавым ножом пуля из спины подстреленного американскими торговцами стражника, наконец, как была произведена операция кесарского сечения на беременной, конечно, после этого умершей, – все без врача… В тяжелых условиях живут здесь люди».

С целью исследования и освоения восточного побережья Северного Ледовитого океана с 1910 по 1915 гг. в Арктике работала гидрографическая экспедиция. Именно она положила начало практическому освоению Северного морского пути. Несколько походов ледокольных пароходов «Таймыр» и «Вайгач» (собственно, на которых и были судовыми врачами

Л. М. Старокадомский и Э. Е. Арнгольд соответственно) позволили собрать многочисленные уникальные материалы в области гидрологии, метеорологии, зоологии, ботаники, геологии; в 1912 г. на основе ее данных изданы мореходные карты, первая лоция восточной части Северного Ледовитого океана⁶⁹.

Примечательно, что экспедиция занималась не только исследованиями, но и участвовала в создании сети радиотелеграфных станций вдоль побережья. В 1911‒1912 гг. были построены соответствующие станции в Архангельске, Югорском Шаре, на острове Вайгач и у устья реки Маре-Сале, в Гижиге, Ново-Мариинске и Охотске⁷⁰. «В Ледовитом океане и на Белом море имеется радиостанция в Архангельске с дальностью действия 1200 верст, на Карском море – 3 станции: в Югорском Шаре с дальностью действия в 1200 верст и две малых на о. Вайгач и полуострове Ялмань – с дальностью действия по 250 верст каждая. Эти пять станций обеспечат связь судам, совершающим рейсы по Белому морю и Ледовитому океану через Карское море к берегам Западной Сибири»⁷¹. Детально история указанных событий и процессов изложена в фундаментальной работе А. А. Глущенко – диссертации и монографии на ее основе, в которых введены в оборот многие материалы из Российского государственного исторического архива, РГА ВМФ⁷².

Вместе с тем указанный источник фокусируется на вопросах истории именно радиотелеграфной связи, соответствующих учреждений, экспедиций; социальные аспекты, вопросы медицинского сопровождения рассмотрены поверхностно.

Вопросы медицинского обеспечения персонала радиотелеграфных станций должны были решаться Главным управлением почт и телеграфов (ГУПиТ) в г. Архангельске, так как станции являлись подведомственными структурами этого учреждения. С целью развития арктических телекоммуникаций в изучаемый период времени осуществлялись специальные мероприятия по постройке и обеспечению содержания радиостанций и их персонала. Отдельным вопросом было медицинское обеспечение, осложнявшееся жесткой изоляцией и экстремальными природными условиями. Известна история о якобы вспышке цинги, вызывавшей значительный социальный резонанс. ГУПиТ был командирован в Архангельск

В. А. Тарасов (причем не врач, а «инженер специалист по радиотелеграфу») для тщательной проверки, чтобы «выяснить, путем сношений по радиотелеграфу, все нужды чинов, находящихся на Карских станциях, а также все недостатки жилых помещений». В результате «газетная шумиха по поводу бедственного положения наших чинов, прибывших зимним путем на Карские радиостанции» была ложной. «В действительности оказалось, что все чины и сторожа <…> здоровы и в достаточной мере обеспечены жизненными продуктами и медикаментами, за исключением одного сторожа на Маре-Салэ, заболевшего цингой»⁷³. Причиной болезни стала собственная лень – крайне малоподвижный образ жизни и отсутствие горячего питания, не смотря на наличие нужных продуктов. Вместе с тем только лишь достаточное снабжение не решало всех проблем. А. А. Глущенко опубликована переписка с главным врачом больницы Санкт-Петербургского почтамта в которой ГУПиТ сообщал, что «не только скорой, но и вообще какой-либо врачебной помощи служащим оказывать не представляется возможным» и просил сообщить соображения «относительно возможной организации врачебной помощи на указанных станциях»⁷⁴. Усилия ГУПиТ выразились снабжением персонала радиостанций «популярным лечебником» доктора Алмазова «Полная народная школа здоровья», а позднее – специальными аптечками. Вопрос комплектования которыми решался на заседании особой комиссии с привлечением врачей и представителей от радиостанций⁷⁵.

При работе с источниками нами выявлен материал, который значительно расширяет и отчасти изменяет наше представление об организации врачебной помощи на указанных станциях.

В 1915 г. в издании «Почтово-телеграфный журнал» была опубликована статья столоначальника Главного управления почт и телеграфов (ГУПит) Архангельского округа

В. А. Тарасова под названием «Радиотелеграфная экспедиция на Карском море». Она посвящена описанию хода работ по проверке и ремонту существующих, а также постройке и оснащению новых радиостанций, в том числе на острове Вайгач и Югорском полуострове

(с участием указанной выше гидрографической экспедиции). В статье содержится следующий фрагмент: «Для оказания медицинской помощи на Югорской станции оставлен фельдшер, с тем, чтобы, в случае надобности, он посещал и Вайгачскую радиостанцию. Кроме того, для всех станций заготовлены аптечки с достаточным количеством медикаментов и популярные медицинские руководства, а в серьезных случаях всем предоставлено право бесплатного сношения по радиотелеграфу с врачами из Архангельска»⁷⁶.

Указанная статья была переведена на английский язык и в 1916 г. опубликована в США в журнале The Wireless World. Приведенный фрагмент текста содержится и в англоязычной версии без каких-либо дополнений или сокращений⁷⁷.

Это документальное свидетельство первого системного применения телекоммуникаций (электросвязи) в медицинских целях на территории России. Процитированный фрагмент свидетельствует о том, что персоналу радиостанций, помимо медицинских руководств по самопомощи и аптечек с основными медикаментами, была предоставлена возможность дистанционных консультаций с врачами средствами радиосвязи. Был решен финансовый вопрос: для запрашивающей стороны консультативная услуга врача была бесплатна.

Нам не удалось обнаружить материалов о дистанционных консультациях персонала станций, однако одно подтверждение применения радиотелеграфной сети в особой медицинской ситуации все же есть. Летом 1913 г. «Вайгач» и «Таймыр» вышли в море для выполнения задач экспедиции, руководил которой генерал-майор И. С. Сергеев⁷⁸. 11 июля (по старому стилю), когда суда находились в Анадырском заливе Берингова моря, у Сергеева случился инсульт головного мозга: «удар… парализовал левую сторону тела, и грозил, при повторении, непоправимым несчастьем»⁷⁹. Старокадомский и Арнгольд совместно осмотрели командира и убедились, что больной не может больше, без вреда для себя, оставаться в плавании на судах экспедиции. Суда направились к устью реки Анадырь и через 2 дня пришвартовались в поселке Ново-Мариинский, где начала работать станция беспроволочного телеграфа: «самая северная в этой части России», которая могла «сносится с телеграфом возле Гижиги, а оттуда с Петропавловском на Камчатке»⁸⁰. Из Ново-Мариинска были отправлены в Петроград телеграммы с донесением о случившемся. 20 июля получено по телеграфу приказание Морского Министра о передаче начальствования над экспедицией командиру транспорта «Таймыр», капитану второго ранга Б. А. Вилькицкому и о возвращении генерал-майора И. С. Сергеева на транспорте «Аргун» в г. Петропавловск, для следования затем в г. Владивосток. Что и было исполнено, после чего экспедиция продолжилась.

Итак, нами введен в оборот новый источник, представляющий собой значительный интерес для воссоздания целостной картины становления и развития эмпирического практического использования телекоммуникаций в медицинских целях (как разновидности биотелеметрии) в России в начале ХХ века. В процессе освоения арктических территорий были предприняты шаги по системному применению радиотелеграфной связи в качестве инструмента медицинского обслуживания.

Таким образом, во второй половине ХIХ – первой трети ХХ вв. отмечается преимущественно эмпирическое практическое использование электрических телекоммуникации в биомедицинских целях. Это можно рассматривать как этап накопления первичных знаний, осознание потенциальных возможностей. Дистанционное взаимодействие обеспечивалось только за счет обмена голосовыми или текстовыми сообщениями. Принципиально иную значимость имеет научно-техническое развитие применения телекоммуникаций в аспекте дистанционной трансляции биомедицинских данных – физиологических параметров, результатов диагностических исследований. Такая трансляция, игравшая важную роль для развития биомедицинской науки в целом, была сложной, нетривиальной научно-практической задачей. Она требовала создания способов фиксации и преобразования в электрический сигнал исходной информации, обеспечения ее качества и целостности при передаче, наконец – средств воспроизведения полученных данных. Нужны были как опытно-конструкторские работы, так и научная оценка результативности. Такая деятельность осуществлялась в виде научных экспериментов, в том числе по апробации оригинальных изобретений. Этим вопросам посвящен следующий параграф.