Биотехносфера №1/2013

Биотехнические системы

Даниченко М. Ю., Мельник О. В., Михеев А. А., Соломаха В. Н., Шувалов П. Л. Оценка синхронизированности  деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной  систем организма

Параллельная обработка кардиоритмограммы и пневмограммы позволяет получить информацию о степени синхронизированности работы сердечнососудистой и респираторной систем и более достоверно, по сравнению с анализом только параметров сердечного ритма, выявить преобладающие механизмы регуляции физиологических процессов. Было проведено исследование различных методов формирования кросс-корреляционных критериев во временной и спектральной областях, проанализированы источники методических погрешностей и сформулированы рекомендации по оптимальному выбору методологии контроля синхронизированности кардиоритмограммы и пневмограммы для систем класса «домашняя диагностика».

Ключевые слова: адаптационные возможности, индекс Фехнера, кардиоинтервалограмма, корреляционное отношение, коэффициент корреляции, методическая погрешность, пневмограмма, синхронизированность, функциональное состояние.

Василевский А. М., Коноплев Г. А., Степанова О. С., Вишневский К. А., Земченков А. Ю., Комашня А. В., Фрорип А. Биспектральная оптоэлектронная система мониторинга процесса гемодиализа

Рассмотрены базовые подходы к организации онлайн мониторинга процесса гемодиализа, описан биспектральный метод определения концентрации мочевой кислоты в оттекающем диализате. Приводятся основные характеристики и структурная схема аппаратно-программного комплекса для мониторинга концентрации мочевой кислоты в диализной магистрали аппарата «искусствен­ная почка». Анализируются результаты клинических испытаний разработанной системы.

Ключевые слова: гемодиализ, мониторинг, ультрафиолетовая спектрофотометрия, хроническая почечная недостаточность.

Смирнова Л. М., Хлызова И. В. Система и метод исследования компенсаторных реакций на дисбаланс нагрузок в биотехнической системе

Рассматриваются система и метод оценки компенсаторных реакций, возникающих при дисбалансе весовой нагрузки у пациентов со структурными изменениями и функциональными нарушениями опорно-двигательной системы. Обсуждаются результаты их применения при обследовании пациентов с протезами нижних конечностей. Представлены результаты факторного анализа базы данных этих обследований.

Ключевые слова: дисбаланс нагрузок, компенсаторная реакция, опорно-двигательная система, опорно-двигательный аппарат, протезирование нижних конечностей.

Бионанотехнологии и биоматериаловедение

Королев Д. В., Усков И. С., Сонин Д. Л., Григорова Ю. Н., Галагудза М. М., Постнов В. Н., Наумышева Е. Б. Исследование острой токсичности, биораспределения и биоэлиминации наночастиц органокремнезема

Работа посвящена исследованию острой токсичности, биораспределения и биоэлиминации наночастиц органо-кремнезема с целью оценить возможность применения данного носителя для таргетной доставки лекарственных веществ. Синтезированы наночастицы средним размером 3,8 нм, представляющие собой трехмерносшитый полимер органокремнезема. Внутривенное введение наночастиц показало отсутствие их острой токсичности. Показано, что введенные в организм частицы подвергались быстрой биоэлиминации путем прохождения через точечный фильтр.

Ключевые слова: биораспределение, биоэлиминация, наночастицы, органокремнезем, синтез, токсичность.

Техносферная безопасность (инженерная защита окружающей среды)

Бекирова Л. Р. Исследование влияния атмосферного аэрозоля на радиометрическую точность мультиспектральных бортовых систем формирования изображения

Предложена классификация RGB вегетационных индексов. Проанализирована аэрозольная точность трех RGB вегетационных индексов, и обнаружена приблизительная идентичность степени влияния атмосферного аэрозоля на значения этих индексов.

Ключевые слова: аэрозоль, вегетационные индексы, мультиспектральные системы, точность, формирование изображения.

Мосин О. В., Игнатов И. Состав и структурные свойства природного фуллеренсодержащего минерала шунгита

В статье рассмотрены свойства аморфного, некристаллизирующегося, фуллереноподобного (содержание фуллеренов до 0,01 мас. %) углеродсодержащего природного минерала — шунгита из Зажогинского месторождения в Карелии, обладающего высокой адсорбционной, каталитической и бактерицидной активностью. Приводятся данные о наноструктуре, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии, и физико-химических свойствах этого минерала. Показаны перспективы использования шунгита в качестве сорбента в водоподготовке и водоочистке и других отраслях промышленности и техники.

Ключевые слова: водоочистка, минерал, наноструктура, сорбент, фильтр, фуллерены, шунгит.

Трансплантология и искусственные органы

Куликов Н. И., Жданов А. В. Массоэнергетические характеристики электромеханического привода насоса крови системы вспомогательного кровообращения с пульсирующим кровотоком

Центральным звеном системы вспомогательного кровообращения является искусственный желудочек сердца с электромеханическим приводом. Если выбор типа двигателя не вызывает затруднений, то конструктивное выполнение привода, а также разработка и реализация оптимального алгоритма управления, обеспечивающего пульсирующий кровоток, являются достаточно сложными задачами. В статье рассмотрено конструктивное выполнение искусственного желудочка сердца с электромеханическим приводом и предложены оценки ассоэнергетических показателей двигателя, работающего в режиме, обеспечивающем пульсирующий кровоток.

Ключевые слова: вспомогательное кровообращение, искусственный желудочек сердца, пульсирующий кровоток, электромеханический привод.

Системы mHealth

Пустозеров Е. А., Юлдашев З. М. Система mHealth для информационной поддержки больного сахарным диабетом

Рассмотрены вопросы разработки мобильных систем информационной поддержки больных сахарным диабетом. Сформулированы требования к системе, представлена структура информационного, инструментального и программного обеспечения мобильной системы информационной поддержки пациента. Осуществлена практическая реализация и апробация компонентов системы.

Ключевые слова: информационная поддержка, мониторинг, сахарный диабет, смартфон, телемедицина, Health 2.0, Mobile Health.

Биомедицинская информатика

Антоненко А. В., Локтюхин В. Н., Михеев А. А. Формирование кардиоритмограммы на основе нечетных правил анализа электрокардиосигнала

Рассмотрен подход к формированию кардиоритмограммы на основе математического аппарата теории нечетких множеств и нечеткого логического вывода. Описана последовательность этапов построения системы нечеткого логического вывода, включающих в себя задание лингвистических переменных и их лингвистических высказываний, определение функций принадлежности, описание базы правил нечетких продукций.

Ключевые слова: кардиоритмограмма, лингвистическая переменная, нечеткий логический вывод, электрокардиосигнал.

Артемов С. И., Дюк В. А., Попова Е. А., Сенкевич Ю. И. Поиск устойчивых паттернов в электроэнцефалограмме человека в ответ на предъявление ему коротких подпороговых визуальных стимулов

Представлены методы, позволяющие обнаруживать признаки сублиминального восприятия человека. Результаты получены на основе обработки и анализа электроэнцефалограмм.

Ключевые слова: анафилактический шок, клинический сценарий, разветвленные задачи, симуляционное обучение.

Медико-технический менеджмент и образование

Толмачев И. В., Рипп Е. Г., Тропин С. В., Карпушкина Е. В., Цверова А. С. «Анафилактический шок» — разработка и реализация клинических сценариев в искусственно созданной среде

Симуляционное обучение — это учебный процесс, при котором обучаемый осознанно выполняет действия в обстановке, моделирующей реальную, с использованием специальных тренажеров, симуляторов, фантомов, манекенов и роботов. Тренажеры находятся под контролем компьютерного программного обеспечения и непосредственно экспертов в классе или в соседней комнате. Такое обучение позволяет воспроизвести разнообразие клинических условий за счет физиологических параметров, которые могут быть смоделированы: ЭКГ, артериальное давление, насыщение крови кислородом, давление в легочной артерии, внутричерепное давление, температуру тела.

Разработанный сценарий «Анафилактический шок» включает разделы: основная проблема, изучаемые навыки, краткое описание, участники, необходимые манекены, подготовка манекена для проведения симуляции, подготовка кабинета для проведения симуляции, расходные материалы, описание сценария, описание процесса симуляции, информация для оператора, итоги тренинга, ввод в сценарий, алгоритм правильных действий курсантов основные темы дебрифинга.

Ключевые слова: анафилактический шок, клинический сценарий, разветвленные задачи, симуляционное обучение.