Биотехносфера №4/2017

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

Белик Д. В., Кустов И. Н. Коррекция выходной мощности электрохирургического аппарата с учетом изменения скорости перемещения активного электрода для уменьшения количества некротизированной биологической ткани

В статье рассматривается способ снижения термических поражений биоткани и исключения ошибок, связанных с человеческим фактором во время использовании электрохирургического аппарата. Предлагается коррекция выходной мощности в зависимости от скорости перемещения активного электрода в процессе электрохирургического воздействия. Рассмотрена техническая реализация системы измерения скорости перемещения активного электрода, основанная на MEMS-акселерометре.

Ключевые слова: электрохирургия, активный электрод, пассивный электрод, биоткань, термическое поражение, MEMS-акселерометр.

Сердюков Ю. П., Гельман В. Я. Формирование сигналов для методов УЗИ, обеспечивающих высокую разрешающую способность. Часть 1. Анализ и формирование требований

Проведен анализ разрешающей способности методов ультразвуковых исследований и рассмотрены возможные пути ее повышения. Анализ сигналов выполнен на основе моделей, реализованных в среде пакета графического программирования MathСad. Сформулированы требования к характеристикам «идеальных» зондирующих сигналов. Показана необходимость применения в диагностике методами ультразвуковых исследований нового класса сигналов, обеспечивающих повышение разрешающей способности.

Ключевые слова: ультразвуковые исследования, разрешающая способность, зондирующие сигналы, требования к сигналам.

Боброва Ю. О., Живолупова Ю. А., Юлдашев З. М. Система удаленного мониторинга состояния здоровья беременных женщин

Рассмотрена система удаленного мониторинга состояния здоровья беременных женщин, предложена функциональная модель системы, сформирован комплекс регистрируемых медико-биологических показателей, используемый для оценки текущего состояния матери и плода, предложен алгоритм функционирования системы удаленного мониторинга и организации информационного и медицинского сопровождения пациентки.

Ключевые слова: система, удаленный мониторинг, беременная женщина, состояние здоровья, обобщенная структура, комплекс показателей, алгоритм работы, информационное и медицинское сопровождение.

Николаенко А. Н. Использование трехмерного предоперационного планирования и компьютерной навигации для оптимизации хирургического лечения пациентов с доброкачественными опухолями костей

С применением нового подхода к хирургическому лечению доброкачественных опухолей и опухолеподобных заболеваний трубчатых костей удалось сократить время операции, интраоперационную кровопотерю, интенсивность болевого синдрома после операции. Использование трехмерного предоперационного планирования и компьютерной навигации для лечения пациентов с доброкачественными опухолями трубчатых костей позволило достоверно улучшить ближайшие результаты хирургического лечения. Это дало возможность провести скорейшую функциональную адаптацию пациентов и повысить социально-экономический эффект.

Ключевые слова: доброкачественная опухоль кости, трехмерное предоперационное планирование, компьютерная навигация, онкоортопедия.

Соколова В. Н., Потрахов Н. Н., Грязнов А. Ю., Староверов Н. Е., Диаб Х. М. А., Васильев А. Ю. Микрофокусная конусно-лучевая компьютерная томография в эксперименте по оценке положения кохлеарного импланта

Цель исследования. Оценить возможности микрофокусной рентгеновской системы и экспериментального микрофокусного компьютерного томографического сканера для определения положения электродной решетки кохлеарного импланта в височной кости. Материалы и методы исследования. В улитке препарата височной кости была установлена электродная решетка кохлеарного импланта. Были получены снимки препарата с использованием МСКТ (Brilliance CT 64, Philips), рентгеновского аппарата LuminosdRF (Siemens, Германия), микрофокусного способа «ПАРДУС-P» (ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед», Россия) и экспериментальной установки на основе микрофокусного компьютерного томографического сканера.

Результаты. В височной кости костная спиральная пластинка и контакты электродной решетки были четко представлены. Качество изображений было оценено как высокое и очень высокое. Рентгенография с микрофокусным источником излучения обеспечивает высокое разрешение при минимальной дозе экспозиции и отсутствие артефактов от металлических частей импланта.

Выводы. Настоящее исследование микрофокусной рентгенографической системы и микрофокусного компьютерного томографа показало их преимущества при определении положения электродной решетки и большие возможности клинического применения в ходе операций кохлеарной имплантации.

Ключевые слова: микрофокусная рентгенография, кохлеарная имплантация, микрофокусная компьютерная томография.

Николаенко А. Н. Анализ напряженно-деформированных состояний конструкции персонифицированного эндопротеза сегмента кисти

Для полного восстановления функций кисти после хирургических вмешательств или травм требуется максимально точно повторить анатомию утраченных сегментов кисти, что достигается за счет персонифицированного эндопротезирования. Анализ напряженно-деформированных состояний конструкции эндопротеза сегмента кисти рассмотрен на примере моделирования II пястнофалангового сустава с суставной капсулой. Полученные показатели напряженно-деформированных состояний и коэффициента запаса прочности свидетельствуют о высоких прочностных характеристиках предлагаемого эндопротеза, что делает перспективным дальнейшие научные исследования в этом направлении.

Ключевые слова: персонифицированное эндопротезирование кисти, биосопромат, титановый порошок.

Глазова А. Ю. Удаленный мониторинг состояния пациентов с хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой

В статье описан метод удаленного мониторинга пациентов с хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой, представляющий собой комплексную оценку результатов стандартизированных опросников о проявлениях симптомов заболевания, информации об изменениях в режиме приема бронхолитических средств и данных инструментального контроля функционального состояния дыхательной системы, заключающегося в оценке продолжительности трахеальных шумов форсированного выдоха в полосе частот 200–2000 Гц, регистрируемых петличным микрофоном, размещаемым у рта вне выдыхаемого потока воздуха. Метод доказал свою эффективность при длительном мониторинге группы здоровых лиц и пациентов с бронхиальной астмой.

Ключевые слова: удаленный мониторинг, метод, ХОБЛ, бронхиальная астма, петличный микрофон, трахеальные шумы форсированного выдоха.

Семенова Е. А. Системы поддержки принятия решений хирурга при оказании экстренной медицинской помощи пострадавшим с травмами органов брюшной полости

Статья посвящена описанию систем поддержки принятия решений хирурга при оказании экстренной медицинской помощи пострадавшим с травмами органов брюшной полости. Система поддержки принятия решений хирурга (СППРХ) при оказании экстренной медицинской помощи пострадавшим с травмами органов брюшной полости — автоматизированная система, целью которой является помощь хирургам экстренной помощи, принимающим решение в сложных условиях, при выборе оперативного доступа и тактики лечения пострадавших. Обобщенная структура подобных СППРХ должна состоять из шести компонентов: интерфейса пользователей, подсистемы накопления данных, подсистемы выбора тактики лечения, подсистемы обеспечения оперативного доступа, подсистемы анализа информации, подсистемы рекомендаций и комментариев. Внедрение подобных систем поддержки принятия решений поможет хирургам в принятии правильных решений с минимальной затратой времени, что приведет к повышению качества оказания экстренной медицинской помощи пострадавшим с травмами органов брюшной полости.

Ключевые слова: система поддержки принятия решений, хирург, экстренная помощь, тактика лечения, оперативный доступ, эксперты, показатели, 3D-модели.

Киладзе А. Б., Джемухадзе Н. К. Биоинформационная модель распределения меланоцитов в коже лабораторных крыс на основе активности дофа-оксидазы.

Исследована активность ДОФА-оксидазы в меланоцитах дермы 10 половозрелых самок белых нелинейных лабораторных крыс (Rattus norvegicus var. alba), находящихся в нормальном физиологическом состоянии. Биоинформационная модель оцифрованных изображений включала использование двух геометрических методов: алгоритма Вороного и триангуляции Делоне. Установлена неравномерность распределения меланоцитов в толще дермы. Большая часть пигментных клеток находится в верхних и нижних слоях дермы, а в средней части дермы они отсутствуют. Чем более скученно располагаются пигментные клетки, тем на более мелкие ячейки разбивается плоскость, что отражает «зону покрытия» пигментации в толще дермы. Двумерная сетевая модель меланоцитов отражает их физиологическое взаимодействие, реализующееся за счет отростков разной длины.

Ключевые слова: белые лабораторные нелинейные крысы, кожа, дерма, ДОФА-реакция, меланоциты, разбиение Вороного, триангуляция Делоне.

Ямпилов С. С., Воскресенская М. Л., Батоцыренов Т. Э. Анализ воздействия лекарственных препаратов при лечении биологического объекта, получившего ожог, методом биоимпедансной спектрометрии

В ВСГУТУ разработан аппарат биоимпедансной спектрометрии, который определяет для заданных частот электрического тока сопротивление биологических тканей. Аппарат позволяет оценить состояние органов и систем биологических объектов при различных внешних воздействиях (лекарственных веществ, ожог, наркоз и др.). Отличается от всех существующих аппаратов тем, что позволяет одновременно получить данные импеданса при разных частотах зондирующего тока. Цель исследования – анализ воздействия лекарственных препаратов при лечении биологического объекта, получившего ожог, методом биоимпедансной спектрометрии. У крыс через сутки после ожога пищевода наблюдается экссудативное воспаление, отек, тканевый некроз как следствие резкого уменьшения импеданса на разных частотах. Анализ данных крысы под действием лекарственного препарата (0,5%-ного раствора календулы в облепиховом масле) показал, что с увеличением времени воздействия лекарственного препарата наблюдается некоторое увеличение импеданса. То есть лекарственный препарат начинает благоприятно оказывать лечебное воздействие на биологический объект. С увеличением частоты зондирующего тока на биологический объект импеданс уменьшается.

Keywords: apparatus, electric current, resistance of biological tissues, frequency of probing current, bioimpedance spectrometry, generator, power unit.