WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«IV Всероссийская молодежная школа-семинар ИННОВАЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ МЕДИЦИНСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Сборник трудов ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки РФ

Академия медико-технических наук РФ

Южный федеральный университет

Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения

Администрация г. Таганрога

ЗАО ОКБ Ритм

НПКФ Медиком МТД

НМФ Нейротех

ООО «Биофизсигнал»

IV Всероссийская молодежная школа-семинар

ИННОВАЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ МЕДИЦИНСКИХ

ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Сборник трудов

Таганрог, Россия

17-20 сентября

УДК 57.087; 573.6.087 Инновации и перспективы медицинских информационных систем.

Сборник трудов молодежной школы-семинара. – Ростов-на-Дону:

Издательство Южного федерального университета, 2014. – 258 с.

ISBN 978-5-9275-1415-1 В сборнике трудов IV Всероссийской молодежной школы-семинара «Инновации и перспективы медицинских информационных систем»

(ИПМИС-2014), проходившей в Южном федеральном университете в г. Таганроге в период с 17 по 20 сентября 2014 года собраны работы молодых ученых, аспирантов и студентов. Тематика работ соответствует основным направлениям работы школы-семинара.

Публикуется в авторской редакции.

Оргкомитет молодежной школы-семинара:



БОРОВСКАЯ Марина Александровна (г. Ростов-на-Дону) – сопредседатель ПОПЕЧИТЕЛЕВ Евгений Парфирович (г. С.-Петербург) – сопредседатель СТАРЧЕНКО Ирина Борисовна – сопредседатель, координатор школы ВИШНЕВЕЦКИЙ Вячеслав Юрьевич – ученый секретарь АГЕЕВ Олег Алексеевич ТИМОШЕНКО Владимир Иванович ЗАХАРОВ Сергей Михайлович САХАРОВ Вадим Леонидович ТАРАСОВ Сергей Павлович БЕЛЯКОВА Ирина Анатольевна ПОНОМАРЕВА Светлана Викторовна КОСЕНКО Евгений Юрьевич Программный комитет ЗАГУСКИН Сергей Львович (г. Ростов-на-Дону) ГАВРИЛОВ Леонид Рафаилович (г. Москва) ЛЕОНОВ Борис Иванович (г. Москва) НЕПОМНЯЩИЙ Анатолий Владимирович (г. Таганрог) ОМЕЛЬЧЕНКО Виталий Петрович (Ростов-на-Дону) ПЕККЕР Яков Семенович (г. Томск) БОЕВ Игорь Викторович (г. Ставрополь) СИДОРЕНКО Владимир Михайлович (г. Санкт-Петербург) ШКУРАТ Татьяна Павловна (г. Ростов-на-Дону)

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

Тимошенко В.И., Старченко И.Б., Тарасов С.П., Вишневецкий В.Ю.

© Южный федеральный университет, 2014 © Оргкомитет ИПМИС, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Секция 1. Модели и методы оценки и коррекции психофизиологического состояния человека

ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО

СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

БОГАТОВА А.Н., БОГАТОВ Н.М.

МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МОЗГА

ЕФИМОВА Н.А., СКОРОВА С.В., ЧЕРНОВ Н.Н.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ

ВЕРТИКАЛИЗАТОРОВ С ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫМИ

УГЛАМИ НАКЛОНА: АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗРАБОТКИ И

НЕОБХОДИМОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

ИБРАГИМОВ Р.Р., МАШТАЕВА А.А., БРУМШТЕЙН Ю.М., РЕЗВЫХ Ю.Ю......... 20

КОРРЕКЦИЯ ФУНКЦИЙ МЫШЦ С ПОМОЩЬЮ

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ИСМАГИЛОВ В.А., МИРИНА Т.В.

ЭЭГ-КОРРЕЛЯТЫ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

КУЛАКОВ В.С.

ЭЭГ-КОРРЕЛЯТЫ В ПОЛИИЕРАРХИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ

СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

МАЛОВ А.А.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В

РЕАБИЛИТАЦИИ ЛИЦ ОПАСНЫХ ПРОФЕССИЙ

СОКОЛОВ А.Н., СВИЩЕВА И.А., ОЛЕМПИЕВА Е.В.

ЦЕЛИ И ОСОБЕННОСТИ УЧЕТА В МИС ИНФОРМАЦИИ О

РОДСТВЕННИКАХ ПАЦИЕНТОВ

ХАРИТОНОВ Д.В., МАЗЕЕВ В.А., ГОРБАЧЕВА А.Н., БРУМШТЕЙН Ю.М., САНЖАПОВА Н.Р.

Секция 2. Аппаратные и программные средства функциональной диагностики и терапии

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛА ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ

АКУЛОВА А.С., ФЕДОТОВ А.А.

ВНЕШНИЙ ПОРТАТИВНЫЙ КАРДИОСТИМУЛЯТОР

АРСЛАНОВА А.Р., МИРИНА Т.В

ИНФОРМАЦИОННАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ КАК СРЕДСТВО

АКТИВИЗАЦИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ, ПРИ

ПРОВЕДЕНИИ ЛЕЧЕБНЫХ ПРОЦЕДУР

АХЛАКОВ М.К., МУНАССАР М.А.

ПРИМЕНЕНИЕ БИОУПРАВЛЯЕМОЙ ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ В

ЛЕЧЕНИИ КОГНИТИВНЫХ РАССТРОЙСТВ СОСУДИСТОГО

ПРОИСХОЖДЕНИЯ

БАКУЗОВА Д.В.

ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ ЧЕЛЮСТНОЛИЦЕВЫХ МЫШЦ

Р.Ю. БУДКО

АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

СОЗДАНИЯ ДОЗИРОВАННОЙ НАГРУЗКИ НА ОПОРНОДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ И ОСОБЕННОСТЕЙ УЧЕТА В МИС

ИНФОРМАЦИИ О СЕАНСАХ ЗАНЯТИЙ

БУЛЫГИНА Е.Н, АНДРОСОВА К.О., СИСЕМАЛИЕВА M.А, БРУМШТЕЙН Ю.М. 73

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАКЕТОВ MATLAB И MS EXCEL ДЛЯ

СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА КОГНИТИВНЫХ ВЫЗВАННЫХ

ПОТЕНЦИАЛОВ

ДУНИНА Н.Е., МОРОЗ К.А.

СИСТЕМА НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ





ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОРГАНИЗМА

ИСТОМИН Б.А.

АППАРАТ ДЛЯ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ

ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА

КАРИМОВА Р.Р.

ПОРТАТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОМИОГРАФ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПОЛУОСТИСТОЙ И ВЫПРЯМЛЯЮЩЕЙ МЫШЦ СПИНЫ

КУЗНЕЦОВА А.А., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю.

ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ СЛУХА У ДЕТЕЙ

ДЛЯ РАННЕГО ВЫЯВЛЕНИЯ ЕГО ОТКЛОНЕНИЙ

МАГРУПОВ Т.М., ВАСИЛЬЕВА С.А.

РАЗРАБОТКА АППАРАТА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЧСС ЛОШАДИ И

ПРОГРАММНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ЭКГ

МАШЕНЬКИНА М.Д

ГАСТРОЭНТЕРОСТИМУЛЯТОР

НУРУЛЛИНА В.В., МИРИНА Т.В.

ОЦЕНКА ЛИТОГЕННОСТИ ЖЕЛЧИ ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИМ

МЕТОДОМ

ПАНЮШКИНА Л.И., ГЕРАЩЕНКО С.И., СЕРГАЦКИЙ К.И., ГЕРАСИМОВ А.В.. 111

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

И ИНТЕРПРЕТАЦИИ ЭКГ

ПЕТРОВ И.А., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю.

МРТ ИЗОБРАЖЕНИЯ ФАНТОМОВ C РАЗЛИЧНОЙ

ТЕМПЕРАТУРОЙ

СИНИЦЫН А.С., БОГАТОВ Н.М.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОЗЫ ПОД

ВЛИЯНИЕМ ВНЕШНЕГО ТОЛКАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

ФИЛЁВА В.В., МЕЛЬНИКОВ А.А.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА

БИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫЕ ТОЧКИ

ХАКИМОВА Л.Н., МИРИНА Т.В.

АППАРАТ СТИМУЛЯЦИИ И ЭЛЕКТРОЛЕЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ

ДИАДИНАМОТЕРАПИИ

ХУСНИЯРОВА А.Ф, МИРИНА Т.В

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ КОЛЬПОСКОПИИ

МИХАЙЛОВ Г.И., ОБУХОВ Р.К.

Секция 3. Акустические методы и приборы в медикобиологической практике

К ВОПРОСУ РАЗРАБОТКИ ПОРТАТИВНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ВАННЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕДИЦИНСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

БУЛДИНОВ В.С., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

ЛИТОТРИПТОРА

ДЫМКОВСКАЯ З.Д.

ХАРАКТЕРНЫЕ ВИДЫ ДЕФЕКТОВ БЕСШОВНЫХ ТРУБ

НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА НА СТАНЕ "PQF" И МЕТОДЫ ИХ

ОБНАРУЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА НА ОАО

«ТАГМЕТ»

ИВАНОВ А.Н.

РАЗРАБОТКА ПОРТАТИВНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО СКАЛЕРА

МАТЮШИНА О.И., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕТЕКТОР ВОЗДУШНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В

СОСТАВЕ СИСТЕМЫ ГЕМОДИАЛИЗНОГО МОНИТОРИНГА

СКОРОВА С.В., ЕФИМОВА Н.А, ЧЕРНОВ Н.Н.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА И КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ

ПРОДУКЦИИ, МАКСИМИЗАЦИЯ УДОВЛЕТВОРЁННОСТИ

ПОТРЕБИТЕЛЯ ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕДУРЫ

УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

ИВАНОВ А.Н., ТИМОШЕНКО В.И.

Секция 4. Биотехнологии, в т.

ч. биомедицинские нанотехнологии

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГОСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ КОЖИ

МЕТОДАМИ ЗОНДОВОЙ НАНОДИАГНОСТИКИ

АГЕЕВ В.О., РУБАШКИНА М.В.

ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ БИОНАНОТЕХНОЛОГИЙ

БАУЛИНА О.В., СНОПКОВА Е.В

РАЗРАБОТКА ПРИБОРА ДЛЯ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА МУТНОСТИ

ВОДЫ БЕЗМАТЕРНЫХ Д.О., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИС ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ/УЧЕТА СЕАНСОВ

ОБСЛУЖИВАНИЯ В КОСМЕТОЛОГИЧЕСКИХ КЛИНИКАХ

МЕЩЕРИНА Н.Н., ТУМАКОВА Н.А., ФЕДОРЕЦ А.С., БРУМШТЕЙН Ю.М., МУЛИНА Ю.Ю.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИАТОМОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ КАК

ИНДИКАТОРА СОЛЕНОСТИ

СИКОРСКИЙ Д.А., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю

ОБЗОР МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В

ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НА ОРГАНИЗМ

ЧЕЛОВЕКА

ЛЕДЯЕВА В.С., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю.

ПРОТОЧНО-ИНЖЕКЦИОННЫЙ МЕТОД АВТОМАТИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА РАСТВОРОВ

СТРОЧАН Т.П., ВИШНЕВЕЦКИЙ В.Ю

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДНЫХ СРЕД НА

ОСНОВЕ ФОТОРЕГИСТРАЦИИ ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННОГО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНФУЗОРИЙ P.CAUDATUM

СМОЛОВА О.В.

Секция 5. Информационно-психологическая безопасность человека

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ

У ДЕТЕЙ СТАРШЕГО ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА С ЗАДЕРЖКОЙ

ПСИХИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

АБДУЛЛАЕВА Г.А., ЕРОФЕЕВА В.В

ФОРМИРОВАНИЕ ТОЛЕРАНТНОСТИ У МОЛОДЕЖИ И ЕГО РОЛЬ

В ОБЕСПЕЧЕНИИ ИНФОРМАЦИОННО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАНОСТИ ЛИЧНОСТИ

АБРАМЕНКО Ю.А.

ВЛИЯНИЕ ВИДЕОИГР НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

БЕГЛАРЯН Г.А., ТИМОШЕНКО Т.В.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОЙ

ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ: ИНТЕГРАЛЬНАЯ

САМОРЕГУЛЯЦИЯ СТУДЕНТОВ

ДАТЧЕНКО С.А.

ОСОБЕННОСТИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО БЛАГОПОЛУЧИЯ

СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ЕРОФЕЕВА В.В.

Секция 6. Менеджмент и инновации в биомедицине

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ УСПЕШНОГО ОБУЧЕНИЯ

БИОИНЖЕНЕРНОМУ ДЕЛУ

АЗРАПКИНА Е.О., АЗРАПКИНА К. О., КИРИЛЛОВА Н.В.

ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ МИС

МЕДУЧРЕЖДЕНИЙ И ПАЦИЕНТАМИ

БОНДАРЕВ А.А., ЗАЙЧЕНКО Н.Н., КУЗЬМИНА А.Б., СТРЕКАЛОВА К.А., ЖИРНОВА Т.А., БРУМШТЕЙН Ю.М.,

МЕТОД «КАЙДЗЕН» – ФИЛОСОФИЯ И ИДЕОЛОГИЯ

УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

ТИМОШЕНКО Т.В.

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ВЫБОРА

ОПТИМАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ИЗДЕЛИЯ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ

ФРОЛОВА М.С., ФРОЛОВ С.В.

IV Всероссийская молодежная школа-семинар Секция 1. Mодели и методы оценки и коррекции психофизиологического состояния человека

ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО

СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

–  –  –

Внутренняя терморегуляция организма контролируется центральной нервной системой, в частности гипоталамусом и эндокринной системами, а реализуется посредством метаболического термогенеза, тока крови, мышечного тонуса кожи, ритма дыхания, частоты сердечных сокращений, выделения пота. Тепловые и холодовые рецепторы расположены в трех областях тела: в гипоталамусе, грудном отделе спинного мозга и коже [1]. Процессы внутренней терморегуляции и теплообмен с окружающей средой формируют тепловое поле организма. Распределение температуры на поверхности тела определяют тепловизионным методом.

Биологический организм является открытой энергетической системой, которая стремится к динамическому равновесию с окружающей средой. Жизнеспособность организма обеспечивают физико-химические процессы саморегуляции, действующие как на уровне всего организма, так и на уровне клеток. Интегральная система саморегуляции объединяет ряд подсистем [2], в число которых входит система терморегуляции [3]. Исследование этих систем является актуальной задачей биофизики и физиологии, ставящей целью построение информационной модели организма.

Система терморегуляции включает в себя многократно продублированные элементы, выполняющие функции теплообменников, теплоносителей, источников тепла, датчиков температуры и центров регуляции [3]. Эти элементы объединены цепями управления и обратной связи, взаимодействующими в процессе достижения максимального приспособительного эффекта [2]. Взаимодействие реализуется в различных масштабах посредством Инновации и перспективы медицинских информационных систем макро-, микро- и нанообъектов. Действие системы терморегуляции проявляется в управлении механизмами теплопередачи на макроуровне органов и частей тела, микроуровне кровеносных сосудов и клеток окружающей их ткани, наноуровне мембран нервных окончаний терморецепторов и молекул белков [1, 4].

В статье [5] исследовано влияние продолжительного стресса на температуру поверхности тела, кровь и внутренние органы (тимус, селезенка, надпочечники) белых лабораторных мышей. По характеру изменения температуры мыши разделены на три группы. У мышей первой группы температура в области головы, брюшка и паха понижалась со временем, у мышей второй группы повышалась, а в третьей группе практически не изменялась. Оценка изменений лейкограммы периферической крови и массы внутренних органов позволило предположить, что наиболее стрессированы мыши из группы 2. Таким образом, показано, что тепловизионный метод применим для исследования теплового поля стрессированных биологических объектов. Напряжение функциональных подсистем системы терморегуляции организма проявляется в различных тенденциях зависимости температуры от времени: уменьшении, возрастании, незначительном изменении.

Цель работы – тепловизионное исследование зависимости температуры тела от эмоционального состояния человека.

Изменение температуры тела в различных эмоциональных состояниях человека исследовалось с помощью тепловизора testo 885имеющего матричный детектор 320240 пикселей, температурную чувствительность 0,03 K. Измерения проводились в закрытом помещении при температуре 20 С, влияние посторонних источников тепла исключалось.

Эмоциональное состояние испытуемого изменялось в результате воздействия видео и аудио образов. Образы подбирались так, чтобы вызвать отрицательные и положительные эмоции.

Временной интервал исследования разделен на 6 частей в зависимости от воздействий на испытуемого: 1 – воздействие отсутствует (покой), 2 – создаются отрицательные эмоции, 3 – воздействие отсутствует, 4 – создаются положительные эмоции, 5 – воздействие отсутствует.

Термограммы испытуемого образуют временной ряд. На основе термограмм определялись в каждый момент времени максимальная IV Всероссийская молодежная школа-семинар температура tmax для различных частей тела, а также средняя температура фона tf.

На рис. 1 – рис. 3 приведены характерные зависимости разности температур t = tmax tf от времени, точки – экспериментальные значения.

Рисунок 1 – Изменение температуры в области глаз

В состоянии покоя 1 наблюдается общая тенденция уменьшения температуры. Процесс релаксации в состоянии покоя зависит от предыдущего состояния, и его скорость различна для различных частей тела.

Отрицательные эмоции (временной отрезок 2) вызвали повышение температуры до некоторого максимального значения в рассмотренных на рис. 1 – рис. 3 частях тела. Эти значения индивидуальны для каждого человека, скорость возрастания температуры различна для различных частей тела. При длительном воздействии, создающем отрицательные эмоции, защитные реакции организма могут привести к снижению температуры (рис. 1).

Вероятно этот эффект проявляется также при очень сильных эмоциональных воздействиях.

Инновации и перспективы медицинских информационных систем Рисунок 2 – Изменение температуры в области носа Рисунок 3 – Изменение температуры в области губ При отсутствии воздействий (временной отрезок 3) на рис. 1 – рис. 3 наблюдается тенденция к уменьшению температуры.

Распределение температуры на поверхности тела, регистрируемое тепловизором, отражает процессы периферического кровообращения, тонус подкожных сосудов и нервных окончаний. Губы отличаются высокой чувствительностью, так как имеют большую плотность подкожных сосудов, нервных окончаний и меньшую толщину кожи.

IV Всероссийская молодежная школа-семинар Поэтому тенденции изменения температуры на рис. 3 продемонстрированы более ярко.

Положительные эмоции (временной отрезок 4) могут различным образом влиять на изменение температуры в различных частях тела. В рассмотренных на рис. 1 – рис. 3 случаях величина этого изменения на отрезке 4 меньше, чем на отрезке 2.

В состоянии покоя 5 конечное значение температуры выше, чем в состоянии 1. Этот факт свидетельствует о способности организма «помнить» свое предыдущее состояние.

Таким образом, полученные результаты показывают, что тепловизионный метод применим для исследования эмоционального состояния человека. Напряжение функциональных подсистем системы терморегуляции организма проявляется в различных тенденциях зависимости температуры от времени действия эмоциональных нагрузок: уменьшении, возрастании, незначительном изменении.

Продолжение этих исследований, возможно, позволит выявить устойчивость к стрессовой ситуации человека и предугадать поведенческую реакцию организма.

1. Иванов К.П. Основы энергетики организма: Теоретические и практические аспекты. Т. 1: Общая энергетика, теплообмен и терморегуляция / К.П. Иванов. Л.: Наука, 1990. 307 с.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем / П.К. Анохин. М.: Медицина, 1975. 448 с.

3. Ермакова И.И. Математическое моделирование процессов терморегуляции у человека. Итоги науки и техники. Физиология человека и животных / И.И. Ермакова. ВИНИТИ, 1987. Т. 33. 136 с.

4. Парашин В.Б. Биомеханика кровообращения / В.Б. Парашин, Г.П. Иткин. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. 224 с.

5. Андросова Т.В., Богатов Н.М., Григорьян Л.Р., Злищева Э.И., Клепиков Я.Е., Шурыгин А.Я. Исследование реакций терморегуляторной системы белых лабораторных мышей в процессе продолжительного стресса // Биотехносфера. 2011. Т. 13. N 1. С. 16 – 19.

Инновации и перспективы медицинских информационных систем

МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МОЗГА

–  –  –

Головной мозг, согласно теории функциональных систем П.К.

Анохина [1], является центральным элементом регулирования всех процессов в организме, поэтому регистрация его физиологической активности позволяет получать информацию о функциональном состоянии организма человека. Физиологическая активность мозга сопровождается появлением переменных во времени электрических и магнитных полей [2].

Амплитуда магнитных полей мозга человека составляет порядка 0,1-30 пТл в частотном диапазоне от 0,1 до 100 Гц [3]. Поэтому для их регистрации необходимо использовать методы измерения магнитных полей, обеспечивающие высокую чувствительность и избирательность.

Регистрация магнитных полей (МП) мозга человека проводится с помощью магнитометров, в основе работы которых, лежат различные физические явления, тем самым обуславливая большое разнообразие конструкций приборов и чувствительность к измеряемым полям.

Первые измерения МП мозга производились Д. Коеном в 1968 г при помощи индукционного магнитометра – многовитковой катушки с сердечником из материала с высокой магнитной проницаемостью [3]. Позже, исследователи в области биомагнетизма проводили многочисленные эксперименты, повышая точность и помехоустойчивость существующих устройств (феррозондовые магнитометры, датчики, основанные на квантовых эффектах, магнитострикционные), путем применения новых материалов и методов. Затем, в 1970 г. появились сверхпроводящие квантовые интерферометрические датчики (СКВИД), обладающие самой высокой чувствительностью.

Задача современной магнитоэнцефалографии заключается в конструировании магнитометрических преобразователей, IV Всероссийская молодежная школа-семинар чувствительных к медленно изменяющимся низкоамплитудным магнитным полям мозга. При этом необходимо повышать соотношение сигнал – помеха с целью получения достоверной диагностической информации. Так как исследование функционирования нервной системы посредством анализа генерируемых ею магнитных полей, является исключительно эмпирическим, то широкое распространение магнитометрической аппаратуры приведет к накоплению экспериментальной информации и, как следствие, повышению эффективности постановки диагноза.



Поэтому измерительная аппаратура должна быть максимально простой.

Измерение магнитных полей мозга с помощью сверхпроводящей квантовой магнитометрии позволяет регистрировать сигналы с точностью до 10-15 Тл. Это обеспечивает получение достоверной информации о функциональном состоянии нервной системы [3,4].

Принцип действия СКВИД основан на эффекте Джозефсона, суть которого заключается в протекании сверхпроводящего тока (возникающего в сверхпроводнике – металле при температуре 4К) через тонкий слой диэлектрика или металла в несверхпроводящем состоянии, разделяющего два сверхпроводника (так называемый, Джозефсоновский контакт) [3,4]. Принцип работы градиентометрической схемы СКВИД приведен на рисунке 1. Он заключается в том, что при внесении сверхпроводящего кольца в меняющийся во времени магнитный поток на концах этого кольца возникает разность напряжений, пропорциональная изменяющемуся потоку.

Несмотря на высокие чувствительность и соотношение сигналпомеха, магнитометры на основе СКВИД обладают существенным недостатком, связанным с необходимостью построения дорогостоящей экранирующей камеры и различных компенсационных схем с целью удаления сигналов помех из области измерения [4].

Однако, не всегда удается избавиться от сигналов помех, что приводит к необходимости разработки сложных алгоритмов обработки зарегистрированных сигналов.

Инновации и перспективы медицинских информационных систем Другим способом регистрации МП мозга является метод оптической накачки, основанный на резонансной ориентации парамагнитных атомов [3].

Рисунок 1 – Сверхпроводниковый градиентометр С помощью данного метода можно зарегистрировать поля с амплитудой до 10-14 Тл. Структура магнитометра оптической накачки представлена на рисунке 2. Принцип работы такого магнитометра следующий: свет от источника (лазер или спектральная лампа, содержащая пары щелочных металлов) посредством световода подводится к ячейке поглощения градиентометра, которая заполнена парами щелочного металла рубидия, который поглощает оптическое излучение, при этом происходит переориентация атомов. При внесении в слабое магнитное поле начинается прецессия спинового момента атома, которая сопровождается изменением оптического излучения, испускаемого измерительной ячейкой, которое регистрируется фотоприемником и подается на схему обработки [5].

IV Всероссийская молодежная школа-семинар

–  –  –

В настоящее время ведутся разработки по повышению чувствительности, помехозащищенности и миниатюризации магнитометров с оптической накачкой. Однако исследование магнитных полей мозга данным методом в настоящее время находится на экспериментальной стадии, с точностью судить о достоверности полученной информации не представляется возможным. Для проведения измерений необходима так же, как и для СКВИД – магнитометрии дорогостоящая экранированная комната[5].

Авторами данной работы было предложено использовать метод индукционной магнитометрии для регистрации магнитных полей мозга человека. Принцип действия индукционного магнитометра основан на эффекте электромагнитной индукции, возникающей в электрическом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур.

Конструктивно чувствительный элемент индукционного магнитометра (ИП) представлен в виде многослойной катушки (Рисунок 3) диаметром 4,5 см и количеством витков 12000 с сердечником из материала с высокой магнитной проницаемостью.

Такой преобразователь обладает спектральной плотностью шума 0,01 пТл/ и способен регистрировать магнитные поля амплитудой до 0,1 пТл в диапазоне частот от 0,1 до 100 Гц. Проведение таких измерений не требует построения сложных экранированных камер, что обуславливает простоту и доступность данного метода.

Инновации и перспективы медицинских информационных систем ИП1

–  –  –

МУ ИП2 БФ ЦОС ДУ

–  –  –

МУ Рисунок 3 – Схема одного канала индукционного магнитометра Для обеспечения подавления внешних магнитных полей, являющихся помехами при измерении магнитных полей мозга с помощью индукционного магнитометра, авторами статьи была разработана система подавления внешних помех для магнитоэнцефалографа, включающая в себя устройство регистрации внешних магнитных полей (феррозондовый магнитометр), устройство компенсации низкочастотных высокоамплитудных полей (система колец Гельмгольца). В дополнение к этим мерам защиты от помех необходимо обеспечить подавление однородного магнитного поля, созданного катушками Гельмгольца, синфазной помехи и магнитных полей организма, не являющихся информативными в магнитоэнцефалографическом эксперименте.

С этой целью индукционный магнитометр построен по дифференциальной схеме. Известно, что индукция магнитных полей помех, измеренная непосредственно вблизи поверхности головы человека и на некотором расстоянии от нее (порядка 5 – 10 см) будет практически одинаковой, а индукция магнитных полей мозга в тех же точках будет кардинально отличаться (почти в 10 раз) [3,6].

Таким образом, схема одного канала измерения индукционного магнитометра (Рисунок 3) включает в себя активный преобразователь (ИП1), располагающийся непосредственно на поверхности головы человека и дифференциальный преобразователь (ИП2), приподнятый над головой человека так чтобы магнитные поля мозга были значительно ослаблены. Сигналы от этих двух преобразователей по IV Всероссийская молодежная школа-семинар коаксиальному кабелю поступают на схему обработки: усиливаются масштабирующим усилителем (МУ), затем при помощи дифференциального усилителя (ДУ) из полезного сигнала, содержащего информацию о магнитных полях мозга и помех, вычитается сигнал дифференциального преобразователя, содержащий информацию только о магнитных полях помех. Таким образом, происходит подавление нескомпенсированных магнитных полей и синфазной помехи. Далее, сигнал проходит фильтрацию (БФ) и усиление для передачи на схему цифровой обработки сигналов (ЦОС).

Разработанный авторами индукционный магнитометр обладает высокой чувствительностью к медленно меняющимся магнитным полям мозга (от 0,1 до 100 Гц), амплитудой единицы пТл.

Конструкция такого магнитометра проста, что обуславливает возможность массового выпуска таких приборов, следовательно, доступность магнитометрических исследований в научно – исследовательских центрах и больницах.

1. П.К. Анохин. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. «Медицина» М.:1968. – 546 с.

2. Панкратова Н.М. Обнаружение патологической активности головного мозга по данным магнитной энцефалографии/Т.М.

Панкратова, М.Н. Устинин, Р.Р. Линас// Математическая биология и биоинформатика. – 2013. – Т. 8, № 2. – С. 679 – 690.

3. Холодов Ю.А., Козлов А.Н., Горбач А.М. Магнитные поля биологических объектов/ Ю.А. Холодов, А.Н. Козлов, А.М. Горбач. – М.: Наука, 1987. – 145с.

4. Введенский В.Л. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм/ В.Л. Введенский, В.И. Ожогин. – М.: Наука, 1986. – 200 с.

5. Magnetoencephalography with a chip-scale atomic magnetometer/ T.H. Sander, J. Preusser, R. Mhaskar, J. Kitching, L.

Trahms, S. Knappe// Biomedical Optics Express – 2012/ – Vol. 3, № 5. – P. 981 – 990.

6. Лебедев Ю.А. Магнитоэнцефалограф индукционный для регистрации и анализа ратмической активности биопотенциалов головного мозга/ Ю.А. Лебедев, Г.А. Шабанов, А.А. Рыбченко // Известия ЮФУ. – 2009 – №9. – С. 141-145 Инновации и перспективы медицинских информационных систем

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ

ВЕРТИКАЛИЗАТОРОВ С ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫМИ

УГЛАМИ НАКЛОНА: АНАЛИЗ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗРАБОТКИ

И НЕОБХОДИМОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ

–  –  –

Вопросы двигательной реабилитации (ДР) с использованием вертикализационного оборудования (ВО) актуальны для различных категорий пациентов: тех, кто долгое время находился на строгом постельном режиме – в т.ч. после переломов и травм конечностей;

детей с ДЦП и др. Кроме того, вертикализационное оборудование может применяться для тренировок спортсменов; профессионального тренинга лиц, выполняющих работу в наклонном положении;

сравнения результатов психофизиологического тестирования при различных наклонах тела испытуемых и пр. Целью данной работы был анализ направлений разработки и функциональности программного обеспечения (ПО) для ВО с динамически изменяемыми углами наклонов.

Существующее ВО включает в себя столы-вертикализаторы (СВ) с «прямым» и «обратным» наклоном [1,4,5]. Подгруппа СВ «с обратным наклоном» представлена, в основном, оборудованием, на котором пациент в процессе сеанса «полулежит» спиной и упирается нижними конечностями в подставку для ног. Основные этапы (операции) при использовании такого ВО: пациента укладывают на СВ на спину; закрепляют его корпус (во избежание падения при выполнении наклона/подъема СВ) и, возможно, конечности; вручную или с помощью электромеханического блока поднимают (поворачивают) СВ на заданный угол наклона (УН) в интервале между «0о» и «90о»; выдерживают пациента при этом УН заданный период времени (если пациент плохо себя почувствует, то сеанс вертикализации может быть прерван или уменьшен УН); после окончания сеанса поворачивают (опускают) СВ в горизонтальное IV Всероссийская молодежная школа-семинар положение; снимают крепления; помогают пациенту «освободить»

СВ.

Такие СВ могут использоваться и для функциональной диагностики. При этом в простейшем случае значения физиологических показателей (ФП), снимаются у пациента до сеанса вертикализации; сразу после сеанса; а затем через некоторые промежутки времени (это позволяет оценить динамику восстановления ФП после окончания сеанса). Могут использоваться и устройства съема значений ФП в процессе сеанса – это позволяет дополнительно оценить «реакции» пациента для разных УН, длительностей нахождения в наклонном положении и пр.

Описанные варианты «статической» вертикализации имеют определенные функциональные недостатки. Для их преодоления целесообразно перейти от статической к динамической вертикализации [3] (ДВ), при которой УН изменяются в процессе сеанса.

Основные преимущества ДВ: изменение нагрузки на мышцы опорно-двигательного аппарата в процессе сеанса; «переменная»

нагрузка на сердечно-сосудистую систему; тренировка вестибулярного аппарата и пр.

Возможны несколько основных направлений программных разработок для поддержки оборудования, реализующего ДВ.

1) ПО, реализующее изменение УН по предопределенной программе для каждого варианта методики вертикализации.

Например, это может быть плавный подъем до заданного базового УН (БУН); затем синусоидальные изменения (в заданном диапазоне) вокруг БУН в течение фиксированного времени. Другой вариант – кратковременные подъемы до заданного БУН, а остальное время сеанса УН поддерживается на величине, вдвое (или втрое) меньшей.

Еще один вариант методики – последовательные повороты СВ до случайно выбираемых УН в заданном диапазоне значений (определяются генератором случайных чисел). Возможны и некоторые сочетания описанных вариантов в пределах одного сеанса.

Как сделать программы изменения УН инвариантными по отношению к длительностям сеансов вертикализации? Примем для определенности, что эти длительности могут меняться только дискретно – например, с шагом в одну минуту. Тогда в Инновации и перспективы медицинских информационных систем одноминутном интервале должно «умещаться» целое количество «изменений УН» для СВ – одно, два, три и т.д. Это ограничение относится как к качаниям, так и к изменениям УН по случайному закону (см. выше).

2) Съем ФП в процессе сеанса вертикализации в принципе позволяет реализовать режимы ДВ на основе биологической обратной связи (БОС) [2]. При этом для обеспечения динамического управления СВ ПО должно мониторировать (анализировать) совокупность ФП и на основе базы «решающих правил» в режиме реального времени корректировать УН для СВ. При таком определении помимо ФП необходимо учитывать еще и возраст пациента, его пол, характер перенесенного заболевания/травмы и пр.

В принципе возможна реализация и «интеллектуального управления» ДВ – при этом ПО осуществляет «самообучение» на основе учета реакций пациента на различные УН в процессе текущего и, возможно, предыдущих сеансов. Однако в связи с этим необходимо отметить, что при переходе от сеанса к сеансу состояние пациента может улучшаться – поэтому «самообучение» системы также должно будет носить динамический характер.

3) Индивидуальные игровые режимы также можно использовать в рамках ДВ [3]. При этом пациенту (тренирующемуся) целесообразно передавать визуальную информацию с помощью дисплея, закрепленного на консоли, которая вращается вместе с СВ (так, чтобы дисплей все время находился перед глазами тренирующегося в одном и том же положении).

Предметом разработок ПО для данного пункта может быть следующее: базы данных графических и аудиообъектов для игр;

программные средства интерфейса с пользователем; – «движки» для игр; методы интеллектуального управления УН в игровых режимах.

4) Разработка ПО для сетевого взаимодействия в рамках коллективных игр на основе применения СВ, углами наклона которых управляют сами тренирующиеся. Отметим, что в этом случае возможны различные аппаратно-программные решения, в т.ч. общая ПЭВМ, которая периодически «опрашивает» СВ в отношении УН;

формирует изображение, общее для всех тренирующихся; через «разветвитель сигнала» подает его на все дисплеи.

IV Всероссийская молодежная школа-семинар

5) ПС для интеграции СВ с информационными системами (ИС) медучреждений– с целью передачи в них данных о ФП пациентов в процессе проведения сеансов (с заданной дискретностью по времени).

Обработка данных в ИС может осуществляться в онлайновом или в офлайновом режимах.

6) ИС для персонального учета проведения сеансов на СВ. Для реализации таких ИС необходимо использовать как «основные таблицы», так и «таблицы-справочники». В частности «основными таблицами» описываемых ИС должны быть: персональные карточки пациентов; учет сеансов; патологии пациентов (заболевания, травмы);

учет ФП в сеансах. Таблицами-справочниками могут быть следующие: модели ВО; варианты проведения упражнений; патологии (заболевания и травмы) пациентов; назначение сеанса (диагностика, реабилитация, профилактика, тренинг и пр.

В таблице с «персональными» данными хранится информация о пациентах, включая фамилию, имя, отчество, дату рождения и пр.

В таблице «патологии пациентов» должны быть, в частности, такие поля: ID записи; код пациента; код патологии; примечание.

Использование такой таблицы позволяет «назначить» одному пациенту несколько патологий В таблице «Планирование/учет сеансов» целесообразны такие поля: ID записи; код записи о пациенте (ссылка на запись в таблице с персональными данными пациента); плановая дата проведения сеанса;

плановое время начала проведения сеанса; фактическая дата проведения сеанса; фактическое время начала проведения сеанса; код цели сеанса; код модели ВО; код «единицы» ВО (это поле полезно, если в медучреждении есть несколько «единиц» одной и той же модели ВО); код варианта изменения УН в сеансе; фактическая продолжительность сеанса по времени; шаг по времени при снятии ФП (в т.ч. и после окончания сеанса); примечание.

Таблица «учет ФП пациентов в сеансах» может содержать следующие поля: ID записи; код сеанса; код показателя; значение ФП;

примечание. В этой таблице нет необходимости указывать «код пациента», т.к. он будет определен (взят) из таблицы «Планирование/учет сеансов».

При необходимости прохождения сеанса на ВО медработник спрашивает фамилию и имя пациента, а всю необходимую Инновации и перспективы медицинских информационных систем информацию по плану сеанса (в т.ч. по вариантам/режимам проведения упражнений) получает из ИС. После окончания сеанса медработник заносит в ИС информацию о прохождении сеанса и, при необходимости, значения ФП. Возможны, конечно, и варианты внесения значений ФП в ИС в автоматизированном режиме, но это сложнее.

7) Альтернативой получения информации о сеансах из ИС медучреждения может быть использование магнитных карточек в сочетании с устройствами считывания информации на ВО (при этом они могут быть не связаны с МИС медучреждения). В этом случае все данных о пациенте (включае режимы сеансов, которые ему необходимо пройти) записыфваются на карточку врачом. В считывающее устройство такую карточку может вставить как сам пациент (или его родственник), так и медработник. Далее информация с карточки считывается и автоматизированное ВО само «отрабатывает» режимы, которые записаны на карточке для данного сеанса.

В принципе на магнитную карточку может быть записана и информация о пройденном сеансе вертикализации. Однако в этом случае устройства «чтения-записи» будут сложнее, чем устройства только для считывания. Кроме того, использование возможностей дополнительной записи информации на карточку может быть нецелесообразной с позиций информационной безопасности.

Итак, сделаем выводы. 1. Динамическое управление УН вертикализационного оборудования в процессах сеансов может быть важным средством повышения эффективности процессов двигательной реабилитации пациентов. 2.

Реализация таких динамических режимов возможна в основном в следующих вариантах:

предопределенные изменения УН по заданным программам;

автоматизированные режимы управления с использованием БОС;

игровые режимы, в рамках которых в управлении УН принимает участие сам тренирующийся. 3. Для всех трех вариантов необходимы разработки ПО. 4. Дополнительными направлениями разработки ПО могут быть следующие: информационные системы для учета сеансов работы пациентов на ВО; ПС для интеграции ВО в МИС медучреждений, в т.ч. и для обработки информации в реальном масштабе времени; Пс для считывания информации с магнитных IV Всероссийская молодежная школа-семинар карточек и ее «передачи» автономному автоматизированному ВО «на исполнение».

1. Вертикализаторы. Обзор. [Электронный ресурс] http://invaportal.ru/directory/vertical. Дата обращения 07.03.2014г.

2. Ибрагимов Р.Р., Брумштейн Ю.М., Аксенова Ю.Ю. Анализ направлений использования биологических обратных связей в тренажерном оборудовании //Актуальные вопросы биомедицинской инженерии. Сб. материалов III Всерос. заочной науч. конф. для молодых ученых, студентов и школьников, с.455-462. [Электронный ресурс]http://www.sstu.ru/files/content/ndocs/bma%20Sbornik%20Aktual %202013.pdf. Дата обращения 07.03.2014г.

3. Ибрагимов Р.Р., Брумштейн Ю.М. Вертикализаторы с динамическим управлением. /Материалы Всероссийской научнопрактической конференции «Исследования молодых ученых – вклад в инновационное развитие России». – 14-16 мая 2014г. г.Астрахань. – Астрахань: Издательство Нижневолжского экоцентра, 2014г.-С.70-71

4. История вертикализирующих устройств [Электронный ресурс] http://www.dobrota.ru/page/page289.html. Дата обращения 07.03.2014г.

5. Михайлова Ю.Г. Современное реабилитационное оборудование для вертикализации и обучения передвижению //Адаптивная физическая культура. 2008. № 2. С. 28-30.

КОРРЕКЦИЯ ФУНКЦИЙ МЫШЦ С ПОМОЩЬЮ

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

–  –  –

Биоуправляемый стимулятор – устройство, которое позволяет осуществить электростимуляцию пораженной или перемещенной мышцы синхронно с сокращением здоровой мышцы и пропорционально усилению сокращения здоровой мышцы. Данное Инновации и перспективы медицинских информационных систем устройство относится к области неврологии и предназначено для коррекции функций мышц и формирования нового двигательного стереотипа с использованием биоэлектрического управления путем включения в действие центральных механизмов регуляции функций головного мозга. Это осуществляется использованием электрической активности органов и систем живого организма в качестве программы для управления различными техническими устройствами либо органами самого человека. В данном направлении широко известны достижения зарубежных и отечественных учных в области создания биоуправляемых протезов конечностей человека, биоэлектрических кардиостимуляторов и различных биоуправляемых манипуляторов и иных механизмов [2].

Электромиостимуляция, вызывая двигательное возбуждение и сокращение мышц, одновременно усиливает весь комплекс обменнотрофических процессов, которые направленны на энергетическое обеспечение работающих мышц, а также повышение активности регулирующих систем, в том числе клеток коры головного мозга. При прохождении стимулирующего электрического тока вдоль нервных стволов повышается проводимость по ним нервного возбуждения, отчего ускоряется регенерация поврежденных нервов. Сокращение мышц, вызванное стимулирующим электрическим током даже при полном нарушении проводимости нерва, тормозит развитие атрофии мышц и склеротических изменений в них (перерождение мышечной ткани в соединительную, т.е. в ткань, не способную к активному сокращению). Электростимуляция также улучшает кровообращение путм расширения кровеносных сосудов и ускорения в них кровотока, например, на коже это проявляется гиперемией и повышением температуры кожи под электродами. Активизация крово- и лимфообращения происходит и в более глубоких тканях межэлектродного пространства, повышается проницаемость сосудистых стенок, раскрываются резервные капилляры. Активизация кровообращения под воздействием электростимуляции является фактором, обеспечивающим многие компоненты лечебного процесса.

Это улучшение трофики тканей, удаление продуктов нарушенного обмена веществ из патологических очагов, рассасывание отков, размягчение и рассасывание рубцов, регенерация поврежденных тканей, нормализация нарушенных функций. Наряду с улучшением IV Всероссийская молодежная школа-семинар кровообращения стимулируемой области активизируются процессы синтеза нуклеиновых кислот, в том числе РНК [1].

Задача использования электрического возбуждения мышц для целей управления движениями, то есть осуществление дозированного возбуждения мышц человека – реципиента, сводится к получению электромиограмм с другого человека – донора. Электромиограммы мышц наиболее просто получить с помощью отводящих электродов, устанавливаемых в зонах максимального сигнала данной мышцы, когда в результате того или иного движения получаются определенные пространственно-временные соотношения в возбуждении мышц. Эти соотношения могут быть представлены в виде некоторого образа, получаемого путм регистрации биоэлектрической активности мышц, которые при своем возбуждении генерируют электрические сигналы в полосе частот от 5 до 5000 Гц с амплитудой от 100 до 10000 микровольт. Вид кривой миограммы (потенциала действия) представлен на рис.1 [1].

Рисунок 1 – Форма потенциала действия

Для реализации биоуправляемого стимулятора была разработана структурная схема, приведенная на рис.2.

Потенциал действия (ПДЕ), снимаемый отводящими электродами, поступает на инструментальный усилитель (Инстр.усил.), который обеспечивает согласование выходного сопротивления биообъекта с входным сопротивлением усилителя, а Инновации и перспективы медицинских информационных систем также осуществляет усиление потенциала действия. Для выделения полезного диапазона частот введн пиковый детектор (ПД) и компаратор (Комп). Для регистрации максимальной амплитуды ПДЕ используется пиковый детектор. Параллельно пиковому детектору включн компаратор, в котором происходит измерение длительности потенциала действия. На аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) поступает попеременно сигнал с пикового детектора и компаратора через ключ, управляемый микроконтроллером. В аналогово-цифровом преобразователе (АЦП) снятый сигнал преобразуется в код и поступает в МК. Измеренные характеристики ПДЕ, снятые со здоровой мышцы, поступают в микроконтроллер, в котором происходит запись работы здоровой мышцы. Измерения проводятся в течение 5 минут, по окончании которых происходит усреднение полученных измерений и их сохранение.

Рисунок 2 – Структурная схема устройства

Принцип действия прибора основан на модулировании сигнала ПДЕ, снятого со здоровой мышцы высокочастотным сигналом. Для этого с клавиатуры (КЛАВ.) задатся частота высокочастотного сигнала. Сигнал с микроконтроллера преобразуется в цифроаналоговом преобразователе (ЦАП) в аналоговую величину и поступает в перемножитель (Перемн.сигн.). В перемножителе происходит модулирование сигнала ПДЕ, снятого со здоровой мышцы высокочастотной составляющей. Выходной сигнал перемножителя преобразуется в ток в преобразователе напряжение-ток (ПНТ) и далее поступает на электроды воздействия.

IV Всероссийская молодежная школа-семинар

Рисунок 3 – ПДЕ модулированный высокочастотным сигналом

Для обеспечения безопасности пациента от превышения допустимого уровня тока или напряжения введн блок защиты пациента (БЗП), срабатывающий при превышении допустимого уровня сигнала. В случае превышения допустимого значения сигнала происходит разрыв цепи и БЗП подат сигнал в МК. Информация о текущем состоянии стимулятора отображается на дисплее (ДС).

В случае снятия управляющих сигналов не с донора, а непосредственно с больного, либо с мышцы, подвергающейся управлению, либо с других мышц, расположенных на любом расстоянии от стимулируемых, используется метод автостимуляции с искусственным усилением функций пораженной мышцы. Метод применим, если в мышце сохранена хотя бы небольшая остаточная биоэлектрическая активность, и возможно построение цепей обратной связи на основе способа биоэлектролокации. Суть метода биоэлектролокации состоит в следующем: если нервно-мышечная группа способна возбуждаться, то она генерирует при этом собственные электрические колебания. Если каким-либо образом отделить эти колебания от стимулирующего сигнала, то их можно использовать в качестве сигнала обратной связи поскольку параметры их связаны со степенью возбуждения, но подобное разделение сигналов осложнено тем, что стимулирующий сигнал может превышать сигнал самой мышцы в 100 раз. Эта проблема решается с помощью метода временного разделения при дискретных (импульсных) стимулирующих сигналах и частотном разделении при непрерывных стимулирующих сигналах. В первом случае ответная Инновации и перспективы медицинских информационных систем электромиограмма снимается в паузах между стимулирующими импульсами, во втором – путем фильтрации стимулирующего сигнала, частота которого выбирается выше составляющих частот электромиограммы. Причем, для стимуляции мышц и отведения сигнала используются одни и те же электроды [3].



Pages:   || 2 | 3 | 4 |


Похожие работы:

«А.В. Прокофьев МЕТРОЛОГИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Метрология оптико-электронного приборостроения» Санкт-Петербург СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа №1. Измерение энергетических характеристик лазерного излучения Лабораторная работа №2. Определение световой отдачи и удельного расхода мощности лампы накаливания Лабораторная работа №3. Дистанционное измерение температуры точечных нагретых светящихся тел яркостным пирометром...»

«Вихриева И. В.ЗИМБАБВЕ: НЕСКОЛЬКО СЛОВ О РАССКАЗАХ ПОСЛЕ ЗАВОЕВАНИЯ НЕЗАВИСИМОСТИ (С 1980 ГОДА) Адрес статьи: www.gramota.net/materials/1/2008/2-2/16.html Статья опубликована в авторской редакции и отражает точку зрения автора(ов) по рассматриваемому вопросу. Источник Альманах современной науки и образования Тамбов: Грамота, 2008. № 2 (9): в 3-х ч. Ч. II. C. 39-41. ISSN 1993-5552. Адрес журнала: www.gramota.net/editions/1.html Содержание данного номера журнала:...»

«ИСТОРИЯ, ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНОЙ И НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАФЕДРЫ ТОЧНОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ ЗАКАЗЧИКИ ВЫПУСКНИКОВ ПО ПРОФИЛЮ «ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. МЕСТА ПРОХОЖДЕНИЯ ПРАКТИК И ТРУДОУСТРОЙСТВА. Лекция №4 Бориков Валерий Николаевич, Заведующий кафедрой Точного приборостроения Института неразрушающего контроля Первый набор Студенты групп первого набора (839-1, 839-2) после завершения курса «Теория гироскопов и гироскопических приборов», прочитанного профессором Ленинградский институт...»

«ДОР 2010 – 4 ИС № 39 т. 2;4 – 1;1 ПРОБЛЕМЫ российских наукоградов. Обзор текущей литературы. К настоящему моменту в России 75 наукоградов. около половины из них находится в Московской области (1). Вторым по числу наукоградов является Уральский регион, в двух субъектах которого (Свердловской и Челябинской областях) размещен каждый седьмой наукоград страны. С точки зрения научно-технического и интеллектуального потенциала существенная роль принадлежит югу Сибири (Новосибирская, Томская, Иркутская...»

«Библиотека мемориальных изданий Том 1 К.И. Константинов О боевых ракетах Москва. 2009 УДК 94 ББК 63 ISSN 1995-0489 (Print) К65 ISSN 1995-0497 (Online) Библиотека мемориальных изданий. Том 1. К.И.Константинов О боевых ракетах. М.: Академия исторических наук, 2009. – 329 с. ISBN 978-5-903076-15-4 (т.1) ISBN 978-5-903076-17-8 В настоящем томе публикуется монография «О боевых ракетах» русского ученого и изобретателя в области артиллерии, ракетной техники, приборостроения и автоматики,...»

«ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Г. Г. РАННЕВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Учебник Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области приборостроения и оптотехники в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Приборостроение» и специальностям «Информационноизмерительная техника и технологии», «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы» УДК 389(075.8) ББК 30.10я73 Р224 Р е ц е н з е н т ы: зав. кафедрой...»

«1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ Прогресс науки и техники, рост народонаселения и потребностей человечества привели к обострению экологических проблем и поставили цивилизацию на грань экологической катастрофы. В настоящее время экология превратилась в одну из главенствующих междисциплинарных синтетических наук, решающую актуальную проблему современности – изучение взаимоотношений человечества с окружающей средой. Экологические знания необходимы специалистам любых...»

«Хамухин Анатолий Владимирович Разработка и анализ высокоэффективных способов и алгоритмов автоматического сопряжения, синхронизации, юстировки изображений, управления поворотными камерами и обработки информации в приборах и системах видеонаблюдения 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (в области приборостроения) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва 2008 Работа выполнена на государственном унитарном...»

«СКТБ Офтальмологического приборостроения «ОПТИМЕД» Индикатор увеального кровотока глаза «Офтальмоплетизмограф ОП А» Руководство по эксплуатации НГИЖ. 94 1222.004 2008 г. СОДЕРЖАНИЕ 1. Общие указания 2. Назначение.......3 3. Технические данные и характеристики.3 4. Комплектность....4 5. Устройство и порядок работы.5 6. Техническое обслуживание.не приведено 7. Возможные неисправности и способы их устранения. не приведено 8. Текущий ремонт 9. Гарантии изготовителя..не приведено 10....»

«1952 г. Июнь Т. XL VII, вып. 2 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК БИБЛИОГРАФИЯ И. Б. Литинецкий. «М. В. Ломоносов — основоположник отечественного приборостроения», М. — Л., Гостехиэдат, 1952 г, 160 стр. Тираж 10000. Цена 6 р. 75 к. «У великих людей,— писал А. Н. Толстой,— не две даты их бытия в истории — рождение и смерть, а только одна дата: их рождение». К таким людям прежде всего относится гениальный сын русского народа, основоположник отечественной науки — Михаил Васильевич Ломоносов, 240-летие со дня...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И. Л. Коневиченко СТАНИЦА ЧЕСМЕНСКАЯ Монография Санкт-Петербург УДК 621.396.67 ББК 32.845 К78 Рецензенты доктор исторических наук, кандидат юридических наук, профессор В. А. Журавлев (Санкт-Петербургский филиал Академии правосудия Минюста Российской Федерации...»

«Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аналитического приборостроения Российской академии наук Утверждаю Директор В.Е. Курочкин «»_ 2015 г. ПОЛОЖЕНИЕ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В АСПИРАНТУРЕ ПО СИСТЕМЕ ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ по образовательной программе подготовки научно-педагогических кадров Направление подготовки: 03.06.01 Физика и астрономия Программа (профиль) подготовки: 01.04.01 Приборы и методы экспериментальной физики Квалификация: Исследователь....»

«Оперативный спутниковый мониторинг нефтяного загрязнения юговосточной части Балтийского моря А.Г. Костяной1, К.Ц. Литовченко2, О.Ю. Лаврова3, М.И. Митягина3, Т.Ю. Бочарова3, С.В Станичный4, Д.М. Соловьев4, С.А. Лебедев5, А.М. Сирота6 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН 117997 Москва, Нахимовский пр., 36 E-mail: kostianoy@online.ru Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения Институт космических исследований РАН Морской гидрофизический институт НАНУ...»

«Донецкая Юлия Валерьевна РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ В САПР ИЗДЕЛИЙ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ Специальность 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования (приборостроение) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург, 2011 Работа выполнена на кафедре проектирования компьютерных систем СанктПетербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (СПб ГУ ИТМО). Научный...»

«Кафедра «Математическое моделирование» МГТУ им. Н.Э. Баумана Кафедра «Математическое моделирование» (ФН-12) образована на факультете «Фундаментальные науки» приказом ректора МГТУ им. Н.Э. Баумана от 29 января 1997 года. С первого дня работы кафедры она обеспечивает математическую подготовку студентов на факультетах: • информатика и системы управления (ИУ);• радиоэлектроника и лазерная техника (РЛ);• биомедицинская техника (БМТ); • фундаментальные науки (ФН); и отраслевых факультетах: •...»





 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.