Биотехносфера №5/2014

Биомедицинская информатика

Бурков Е. А., Падерно П. И. Статистический анализ биомедицинских данных больных с врожденной нейросенсорной тугоухостью

На примере больных с врожденной нейросенсорной тугоухостью рассмотрен интеллектуальный анализ биомедицинских данных. Основу предложенного подхода составляют методы математической статистики: корреляционный анализ, регрессионный анализ, дисперсионный анализ. В результате была предложена и апробирована методика анализа биомедицинских данных, которая может быть использована для выявления взаимосвязей между симптомами заболевания.

Ключевые слова: гены, дисперсионный анализ, корреляционный анализ, регрессионный анализ, сомптомы.

Биотехнические системы

Захаров И. С, Величко А. Н., Кустов Т. В. Исследование биотехнологических факторов биотеста на базе термотаксиса инфузорий для контроля токсичности водных сред

Рассмотрены вопросы разработки экспресс-метода проверки термочувствительности инфузорий для создания биотестовой системы контроля загрязнений водных сред. С помощью нового метода исследована термочувствительность инфузорий Paramecium caudatum разного возраста.

Ключевые слова: термотаксис, инфузория, биотест, экспресс-метод, термочувствительность, биотехническая система.

Курдыбайло С. Ф., Замилацкий Ю. И., Гайнуллина Р. Р. Сравнительный анализ распределения удельного давления по внутренней поверхности приемных гильз протезов предплечья

Верхняя конечность человека в процессе онтогенеза достигла совершенства анатомического строения и функции. При ампутации на уровне предплечья кисть полностью утрачивает свои функции. Протезирование позволяет частично компенсировать последние. При этом особо важное значение имеет качество изготовления приемной гильзы протеза. Проведены биомеханические исследования по изучению распределения удельного давления по внутренней поверхности приемной гильзы. Методом тензометрии доказаны значительное снижение пиковых нагрузок в локальных зонах и увеличение площади контакта кожных покровов с внутренней поверхностью приемной гильзы при изменении ее конструкции. Наилучшие результаты получены при использовании комбинированных приемных гильз с силиконовым чехлом. Полученные результаты позволяют рекомендовать этот вариант приемной гильзы для широкого внедрения в практику протезирования.

Ключевые слова: верхняя конечность, протез, приемные гильзы, биомеханические исследования.

Ивахно Н. В., Федоров С. С. Принцип построения математической модели процесса обработки сигналов при распознавании дыхательной активности в системах интеллектуального тренажерного воздействия

Рассмотрен подход к обнаружению начала и окончания дыхательной активности в тренажерах дыхательной мускулатуры различного типа, основанный на анализе статистических параметров при дыхании пациента. Полученная математическая модель обработки сигнала позволяет сократить время обнаружения вдоха-выдоха и реализовать различные алгоритмы функционирования тренажеров для повышения эффективности воздействия на дыхательную систему человека.

Ключевые слова: дыхательный тренажер, обнаружение вдоха, статистические параметры, значение правдоподобия.

Теория и практика биомединженерии

Воробьев К. В., Мешалкина М. Н., Пщелко Н. С, Рублевская О. Н., Спичкин Г. Л. Поглощение органических и неорганических газовых загрязнителей высшими растениями в условиях антропогенных нагрузок

Описаны проблемы длительного пребывания людей в помещениях, воздух в которых насыщен газовыми органическими и неорганическими загрязнителями. Показана перспективность биологического метода очистки воздуха от газовых загрязнителей. Описана методика проведения эксперимента по определению численных показателей скорости поглощения газовых загрязнителей высшими растениями. Приведены результаты лабораторных экспериментов, показывающих, какова поглотительная способность растений по отношению к газовым загрязнителям, сколько времени им необходимо для восстановления поглотительной способности и каково влияние аэроионного состава воздуха на эффективность поглощения растениями загрязнителей. Показано влияние уровня освещенности растений на их поглотительную способность. Приведены результаты натурных испытаний эффективности поглощения растениями газообразных загрязнений с помощью аппаратно-биологических комплексов, установленных в помещениях очистных сооружений. Показано снижение концентрации угарного газа, углеводородов и углекислого газа в помещениях, где установлены аппаратно-биологические комплексы, в среднем в 2—3 раза по сравнению с соседними помещениями.

Ключевые слова: газовые загрязнители, биологический метод очистки воздуха, растения, уровень освещенности растений, скорость поглощения газовых загрязнителей, аппаратно-биологический комплекс, натурные испытания.

Дурнова А. О., Крылова Ю. С, Пантелеев Л. Н., Мусихин С. Ф. Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия — применение в патоморфологических исследованиях

Использование методов флуоресцентной и отражательной конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ) в патоморфологии позволяет получать данные на новом уровне: изображения более контрастные и с большим разрешением, с помощью флуоресцентных меток можно выявить локализацию определенных белковых молекул и извлечь больше информации от одного образца при применении многоцветного окрашивания. Применяя КЛСМ, можно исследовать нефиксированные и минимально окрашенные образцы, что облегчит экспресс-диагностику. Также широкое применение находят in vivo конфокальные микроскопы. В данной статье описаны основные способы использования КЛСМ в патоморфологии.

Ключевые слова: лазерная сканирующая конфокальная микроскопия, иммуногистохимия, патоморфология, диагностика опухолей.

Захаров И. С, Величко А. Н. Исследование токсичности вредных веществ, обусловленной термодиффузией в стратифицированной водной среде

Исследовано распространение токсиканта в среде с температурным градиентом, который создавался локальным нагревом участка кюветы со взвесью инфузорий. В нагретый слой вводили антисептические вещества C29H35N2O4 и КМnО4 и наблюдали их распространение в условиях термодиффузии.

Ключевые слова: термодиффузия, стратифицированная водная среда, антисептик, токсичность, инфузория.

Постнов В. Н., Наумышева Е. Б. Кремнеземная матрица для синтеза и иммобилизации биологически активных веществ

Разработана новая методика модифицирования кремнеземных матриц для получения пептидов, включающая хемосорбцию 2-фенилэтилтрихлорсилана, хлорметилирование с помощью хлорметилметилового эфира и обработку п-гидроксибензиловым спиртом. Наличие привитых групп подтверждено методом ИК-Фурье-спектроскопии. Синтезированная матрица была испытана в процессе получения модельного дипептида глицилглицина.

Ключевые слова: поверхность, химически модифицированный кремнезем, химическая сборка.

Семенов К. Н., Чарыков Н. А., Постнов В. Н.. Мурин И. В. Синтез и идентификация фуллеренолов, полученных из нитро- и бромпроизводных C60

Проведен синтез водорастворимых производных — фуллеренола-N, полученного из нитропроизводного C60, и малорастворимого в воде фуллеренола-В, полученного из бромпроизводного C60. Идентификация фуллеренола-N и -В проведена методами электронной и инфракрасной спектроскопии, а также масс-спектрометрии. Актуальность изучения фуллеренолов связана с возможностью их применения в медицине, биологии, косметологии, пищевой промышленности и т. д.

Ключевые слова: фуллеренол, синтез, идентификация, растворимость.

Новые практические разработки и схемотехнические решения

Королев Д. В., Минасян С. М., Галагудза М. М. Исследовательская установка для регистрации поверхностной электрограммы изолированного сердца лабораторных животных

Регистрация поверхностной электрограммы изолированного сердца лабораторных животных дополняет картину исследований по методу Лангендорфа. Авторами разработана исследовательская установка для регистрации такой электрограммы, предложен кардиосенсор, разработаны электронная схема и программный продукт. Предложенная установка успешно используется в научных организациях.

Ключевые слова: поверхностная электрограмма, изолированное сердце, медицинская лабораторная установка.

Эргономика (человеко-машинные системы)

Епифанцев Б. Н., Ковальчук А. С. Скрытая идентификация водителя и его психофизиологического состояния в процессе управления транспортным средством по вариабельности сердечного ритма

Рассматривается проблема скрытой идентификации водителя и его психофизиологического состояния в процессе управления транспортным средством. В качестве идентификационных признаков использованы параметры кардиограммы, доступные для скрытого дистанционного измерения с помощью лазерной доплеровской виброметрии. По результатам экспериментов оценены вероятности ошибок идентификации личности для группы из 20 студентов и идентификации ПФС из набора состояний «норма», «засыпание», «принятие алкоголя». Данные величины составили 6,3 и 1,92 % соответственно. Сделан вывод о целесообразности использования признаков вариабельности сердечного ритма для решения идентификационных задач, ориентированных на повышение безопасности в транспортном секторе экономики.

Ключевые слова: безопасность транспортных систем, человеческий фактор, скрытая идентификация водителей, скрытая идентификация психофизиологического состояния, вариабельность сердечного ритма, лазерная виброметрия, вероятности ошибок идентификации.

Метрология в биомедицинской инженерии

Бондарева Л. А. Особенности согласования сопротивлений при проведении электрофизиологических исследований

При проведении электрофизиологических исследований человека, животных и растений необходимо подключить усилитель биоэлектрических потенциалов к биологическому объекту. Напряжение от биологического объекта к техническому устройству должно передаваться в соответствии с принципом максимальной передачи напряжения. Выполнение этого принципа возможно при согласовании входного сопротивления усилителя биопотенциалов и выходного сопротивления биологического объекта. В статье даются рекомендации по обеспечению значения входного сопротивления усилителя биопотенциалов и оцениваются потери напряжения при нарушении согласования сопротивлений. В заключении даются практические рекомендации по определению входного сопротивления усилителя биопотенциалов с учетом свойств биологического объекта, параметров и характеристик элементов, диапазона рабочих частот и требуемых метрологических характеристик.

Ключевые слова: электрофизиологические исследования, усилитель биопотенциалов, согласование сопротивлений, импеданс, погрешность измерения.

Медико-технический менеджмент и образование

Пахарьков Г. Н., Кустов Т. В., Юлдашев 3. М., Ворогушин В. А. Повышение квалификации кадров как важный элемент развития национального медико-технического кластера

Рассматриваются методические вопросы разработки программы повышения квалификации специалистов медико-технического профиля, основанные на практико-ориентированных учебных модулях, что позволяет видоизменять содержание курсов путем различной их группировки, а самим слушателям выбирать тот или иной вариант в зависимости от их потребностей.

Ключевые слова: курсы повышения квалификации, специалист медико-технического профиля, учебный модуль, профессиональный стандарт, прогноз развития медицинской техники.