Биотехносфера №1-2/2014

Технические средства и технологии обеспечения безопасности человека

Цветков О. В. Обеспечение безопасности человека — важнейшая проблема современной науки и техники

Трушин А. В., Габай И. А., Мухачев Е. В., Лямов К. Г., Носов В. Н. Автоматизированная регистрация спонтанной двигательной активности зародышей Danio rerio в биотестировании факторов окружающей среды

Разработан и применен метод автоматизированной регистрации спонтанной двигательной активности Костистых рыб Danio rerio на стадии 35 пар сомитов. Реализованный программный продукт обеспечил возможность тонкой настройки чувствительности анализа и его синхронизации в пределах всей популяции эмбрионального материала. В результате экспериментальной апробации метода показано повышение эффективности биотестирования, основанного на оценке воздействия факторов окружающей среды на реактивность нервной системы на стадиях ее становления.

Ключевые слова: спонтанная двигательная активность, биотестирование, электромагнитное излучение.

Кропотов С. П., Токарев А. Ю., Вьюшина А. В., Головина А. С., Притворова А. В., Филиппова Е. Б. Определение гипоксической устойчивости человека по спектро-фотометрическим показателям окислительного стресса

Спектрофотометрическое исследование показателей окислительного стресса позволяет спрогнозировать гипоксическую резистентность. Исследованы окислительная модификация белков как индикатор окислительного стресса и уровень восстановленных тиолов как показатель антиоксидантной системы. Фоновые показатели спонтанной ОМБ у неустойчивых к гипоксии обследуемых ниже, чем у устойчивых. Фоновый уровень восстановленных тиолов в группе устойчивых к гипоксии обследуемых также ниже аналогичного показателя у неустойчивых.

Ключевые слова: спектрофотометрия, гипоксия, окислительная модификация белков, восстановление тиолы.

Кропотов С. П., Кабанов М. В., Мордовин И. С., Зайцева А. В., Головина А. С. Нагрузочные протоколы при тестировании физической работоспособности методом спироэргометрии

В обзоре проанализированы актуальные вопросы определения мощности нагрузки при использовании бегущей дорожки, велоэргометра и ручного эргометра, а также представленные в литературе нагрузочные протоколы для них.

Ключевые слова: нагрузочный протокол, мощность нагрузки, эргометр.

Савченко В. В., Суздальцев Д. А., Королев В. А., Комраков Д. Ю. Сравнительный анализ контактных и бесконтактных технических решений мониторинга физиологических сигналов человека

В данной статье проанализированы существующие в настоящее время системы мониторинга физиологических сигналов человека. Показана возможность применения съема физиологических сигналов для отслеживания физиологических реакций не только в лабораторных условиях, но и в повседневной жизни человека. Предлагается метод исследования взаимосвязей физиологических реакций человека в условиях восприятия эмоционально значимой информации. Установлена достоверная взаимосвязь изменений физиологических сигналов, зарегистрированных контактными и бесконтактными методами. Обоснована возможность использования бесконтактных методов регистрации физиологических сигналов в качестве аналога традиционных контактных технических решений мониторинга физиологического состояния человека.

Ключевые слова: диаметр зрачка, RR-интервал, фотоплетизмограмма, интервалы дыхания, эмоции, физиологическая реакция.

Егоров С. А., Кротов С. В., Кузнецов Н. И., Устинов С. П. Метод локального измерения температуры при электромагнитной гипертермии

Описан метод локального измерения температуры с помощью оригинальной конструкции чувствительного элемента на основе термопары, встроенной в стандартную медицинскую иглу. Основной сферой применения данного метода является методика лечения онкологических заболеваний путем электромагнитной гипертермии.

Ключевые слова: измерение температуры, гипертермия, термопара.

Воробьева Е. В., Титов А. С., Рубан В. В. Опыт применения фундус-камеры в экспериментальной практике с использованием лабораторных животных и ветеринарной офтальмологии

В статье описывается опыт применения офтальмологического прибора фундус-камера NIDEK 200 для исследовательской работы с животными и в ветеринарной практике.

Ключевые слова: офтальмология, фундус-камера, глазное дно, передний отрезок глаза.

Ходотова З. Н., Иванова Л. Е., Носов В. Н., Вершинина Е. А., Варовин И. А., Шелепин К. Ю. Разработка маркеров функционального состояния организма животных

Исследование посвящено созданию метода и проведению оценки общего функционального состояние организма макак-резусов в норме и при воздействии электромагнитного излучения, создаваемого стандартными персональными ЭВМ.

Ключевые слова: электромагнитное излучение, ПЭВМ, ноутбуки, приматы, когнитивная система, гипоталамогипофизарно-адреналовая система. Успешность деятельности, кортизол.

Рубан В. В., Макарова Е. Г., Хатюшина Ю. Н., Воробьева Е. В., Матушкина Е. Н., Титов А. С. Рентгенологический метод измерения объема печени крупных лабораторных животных при остром поступлении в организм ксенобиотиков в динамике с помощью методики контрастной гепатографии

При пероральном и парентеральном путях поступления ксенобиотиков в организм крупных лабораторных животных первым органом-мишенью выступает печень. Предполагается, что первичная реакция печени как органа может оцениваться по изменению не только биохимических показателей метаболической или цитолитической активности, но и объема печени. Предлагается методика контрастной гепатографии, предназначенная для определения размеров долей печени по вертикальной, сагиттальной и горизонтальной осям, с последующим расчетом ее объема. Одновременно выполнялись исследования биохимической активности сывороточных трансаминаз: аланинаминотрансферазы (АлАТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ).

Ключевые слова: контрастная рентгеновская гепатогафия, ксенобиотики, объем печени, крупные лабораторные животные, лабораторные методы исследования печени.

Логунова Е. В., Шелепин Ю. Е., Шабалина Н. А., Бритиков А. А., Пронин С. В. Изучение экологической безопасности визуальной среды

Безопасное восприятие человеком окружающей биотехносферы зависит от особенностей структуры, сочетания и количества элементов, составляющих сложную среду. Для описания особенностей физических параметров воспринимаемых цифровых изображений естественных ландшафтов и изображений сложной техногенной среды мы применили пространственно-частотный анализ. Установлено, что определенные пространственно-частотные характеристики дают возможность прогнозировать особенности восприятия и оценить степень возможной экологической опасности.

Ключевые слова: визуальная экология, пространственно-частотный анализ, визуальное поле, семантическое значение, зрительные стимулы.

Артемов С. И. Инструментальные методы исследования реакций головного мозга человека на слабые одиночные звуковые и визуальные стимулы

В настоящей статье представлен обзор методов исследования реакций головного мозга человека на слабые одиночные звуковые и визуальные стимулы. Проведен сравнительный анализ методов исследований реакций головного мозга человека на основе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), измерений проводимости кожного покрова и электроэнцефалографии. Определены специфика задачи исследования реакций головного мозга человека на слабые одиночные звуковые и визуальные стимулы и требования к используемым методам. Приведено обоснование применения структурно-лингвистического анализа сигнала ЭЭГ для детектирования реакций мозга человека на слабые одиночные звуковые и визуальные стимулы.

Ключевые слова: электрофизиология, электроэнцефалография, исследование восприятия.

Хатюшина Ю. Н., Матушкина Е. Н., Мочикина О. А., Макарова Е. Г., Титов А. С. Методика анализа зрительных вызванных потенциалов по энергетическим параметрам коротко- и длиннолатентных пиков

Регистрация вызванных потенциалов (ВП) мозга является объективным неинвазивным методом тестирования функций центральной нервной системы (ЦНС) как человека, так и животных. Этим методом получены убедительные данные, раскрывающие сущность ряда важнейших механизмов мозга.

Ключевые слова: вызванные потенциалы, компоненты, зрительные вызванные потенциалы, энергетические характеристики.

Борачук О. В., Шелепин Ю. Е., Хараузов А. К., Васильев П. П., Пронин С. В., Фокин В. А., Соколов А. В. Исследование механизма принятия решения в техногенной среде методом фМРТ

Исследование направлено на изучение механизма принятия решения операторами в условиях техногенной среды. Планирование экспериментов проведено таким образом, чтобы приблизить исследования к условиям работы операторов в сложных технологических условиях. Методами цифровой обработки изображений синтезированы адекватные для задачи стимулы. Методом функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) исследованы основные паттерны мозговой активности. Проведена оценка динамики кровотока в условиях активного выполнения задачи в сравнении с пассивным наблюдением. Выявлен принцип оппоненткости взаимодействия областей мозга, ответственных за принятие решения. Результаты исследования рассмотрены с позиций теории временного связывания отдельных изображений в целостный зрительный образ. Показана возможность использования фМРТ как объективного метода диагностики функционального состояния зрительной системы операторов в условиях техногенной среды.

Ключевые слова: принятие решения, зрительная система, принцип оппонентного взаимодействия, фронтальная кора, сеть базового режима мозга, фМРТ.

Цветков О. В., Поливанайте Л. В., Куценко С. А., Репина М. В. Простая высокоинформативная метрика для оценки качества изображений в биомедицинских системах

Рассматриваются метрики перцептивного качества изображения. Представлена экспериментальная оценка возможности использования показателя локальной энтропии для формирования объективных метрик оценки качества изображений при сжатии. Приводится сравнение новой теоретико-информационной метрики качества цифровых изображений с наиболее распространенной в настоящее время метрикой — пиковым отношением сигнал/шум.

Ключевые слова: метрика искажений изображения, качество изображения, оценка качества, энтропия, коэффициент корреляции.

Вилкаускас И. В., Логунова Е. В. Метод обработки изображений для получения априорных оценок направленности и силы их эмоционального влияния на человека

В статье рассмотрен метод статистического сопоставления целевого изображения с эталонной базой цветовых образов, описываемых определенной моделью эмоционального восприятия. Предложенный метод статистической оценки эмоционального восприятия изображения позволяет прогнозировать направленность реакции человека на представленный цветовой образ.

Ключевые слова: эмоционально-комфортное восприятие, сравнение цветовых образов, натуральные сцены.

Колесников Р. А., Носов В. Н., Тимофеев М. В., Зайцева А. В. Методы оценки влияния факторов окружающей среды на организм человека по характеристикам деятельности операторов ПЭВМ

Исследование посвящено созданию метода и проведению оценки общего функционального состояния оператора ПЭВМ на основе анализа динамических характеристик, компьютерного почерка.

Ключевые слова: ПЭВМ, динамические характеристики, компьютерный почерк, функциональное состояние, метод, близлежащие клавиши, клавиатура, время нажатий.

Гронин А. Г., Колесников Р. А., Куценко С. А. Применение технологий автоматизированного телевизионного вещания в телемедицинских системах

В статье предложена перспективная архитектура построения централизованной системы оказания консультативно-диагностической помощи из центральных медицинских центров региональным центрам, пациентам в местах их лечения и проживания и других направлений телемедицины на базе автоматизированной системы телевещания. Рассмотрены аспекты повышения функциональных возможностей и надежности комплексов телемедицины за счет использования технологий, применяемых в автоматизированных системах телевещания.

Ключевые слова: телемедицина, автоматизированная система телевизионного вещания, телеконсультация, форматы медицинской информации.

Малинин А. В., Скоблилов Е. Ю., Иванченко И. В., Остапчук Р. В., Зацепин В. М., Иванченко В. А. Адаптивная система информационного обеспечения медикотоксикологических исследований

Приведены основные результаты разработки комплекса информационных и программно-технологических средств для сопровождения медико-токсикологических исследований, включая мониторинг и содержательную переработку мирового потока информации, работу с данными по химическим веществам и биологическим объектам, в том числе информационно-статистическую классификацию и диагностику опасного воздействия химических и биологических факторов окружающей среды.

Ключевые слова: информационная система, химические и биологические агенты, радиация, токсикология, классификация, диагностика, поддержка принятия решений.

Цветков О. В., Осипов А. Н., Кезлинг А. Г., Князев А. В., Федоров С. Н. Автоматизированное выявление перспективных направлений развития биотехнических систем

Рассмотрены методы семантического анализа больших объемов разноязычной научно-технической информации, позволяющие проводить разбиение массива публикаций на смысловые темы (научные направления) с регулируемой степенью детализации. В качестве наукометрических индикаторов оценки важности выявленных направлений развития биотехнических систем используются распределения числа научных статей по времени их опубликования. В частности, экспоненциальный рост числа публикаций в рамках того или иного направления свидетельствует о его перспективности. Для экспериментальной оценки работоспособности предлагаемого подхода использована информация со специализированных сайтов Интернета (реферативные базы данных IEEE).

Ключевые слова: биотехнические системы, наукометрия, семантический анализ, перспективные научные направления.

Дискуссионный клуб

Ломов О. П., Кудрявцев В. М. Методологические основы создания информационно-аналитических систем для комплексной оценки общественного здоровья и рисков его ухудшения

Разработан методический подход к комплексной оценке общественного здоровья, предназначенный для решения проблем автоматизации информационно-аналитической деятельности специалистов, экспертов, аналитиков и руководящего состава органов государственной власти Российской Федерации, участвующих в проведении анализа проблем национальной безопасности на макроуровне (субъект федерации, федеральный округ, страна в целом).

Показано, что при расчете обобщенных показателей состояния здоровья населения значимость (вес) частных показателей можно определять не экспертным оцениванием, а путем их расчета по показателям потенциального риска смерти. Результаты представленных примеров по реальным данным заболеваемости и смертности свидетельствуют о возможности оценки общественного здоровья на этой методической основе.

Предлагаемый метод оценки состояния здоровья населения целесообразно использовать в процессе проведения санитарно-эпидемиологического надзора (социально-гигиенического мониторинга) при принятии решений о направлениях оздоровительных мероприятий по снижению заболеваемости и смертности прежде всего по болезням системы кровообращения, новообразованиям, травмам и отравлениям.

Ключевые слова: общественное здоровье, смертность, заболеваемость, риск, методология.

Поздравления. Юбилеи. Персоналии

Пахарьков Г. Н., Юлдашев З. М. Научное наследие В. М. Ахутина — основоположника теории и практики биотехнических систем в стране — живет и развивается