ivdon3@bk.ru
В статье представлен анализ проблем диагностики и восстановления дыхательной системы человека после перенесенных заболеваний, в том числе COVID-19. Проведен обзор аналогов малогабаритных спирометров. На базе чего разработан индивидуальный малогабаритный прибор для эффективной тренировки дыхательной системы. Описана функциональная схема пневмотренажера и разобраны основные тренажерно-игровые сценарии для достижения лечебного эффекта.
Ключевые слова: дыхательная система, COVID-19, пневмотренажер, портативный прибор, датчик давления, МЭМС технологии
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В настоящей статье рассмотрен комбинированный метод плазменно-электролитной обработки и последующей ультразвуковой визуализации медицинских игл, созданных из стали марки 12Х18Н9Т. Представлена функциональная схема установки для плазменно-электролитной обработки медицинских игл. Описано устройство, предназначенное для ультразвуковой диагностики микрорельефа в полученном материале.
Ключевые слова: ультразвук, плазма, электролит, визуализация, микрорельеф, игла, лунка
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Рассматривается экологическое состояние Миусского лимана – важнейшего водного объекта с точки зрения размножения и разведения рыбы, территориально расположенного в древнем устье русла р. Миус и соединенного с Таганрогским заливом Азовского моря. Уникальность водного объекта заключается в том, что природные воды Миусского лимана составляют сток реки Миус смешивающийся с морскими водами Таганрогского залива, особенно в периоды сильных нагонных явлений, обусловленных погодными условиями. Для оценки используются данные гидрохимического мониторинга за 2016-2018 гг., рассматривается динамика изменения качества вод по индексу УКИЗВ и проводится покомпонентный анализ концентраций показателей, в наибольшей степени влияющих на негативное экологическое состояние водного объекта.
Ключевые слова: ПДК, Миусский лиман, качество воды, УКИЗВ, алюминий, железо, нефтепродукты (НП)
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Был разработан метод, устройство и экспериментальная модель для контроля за охлаждением и достижением эффективных низких температур при криохирургическом лечении костных опухолей. Предложенная экспериментальная модель остаточной костной полости позволяет изучить температурное поле, определять скорость замораживания и оттаивания как при контактном способе, так и при инстилляции жидкого азота в костную полость. Полученные результаты позволяют разработать предварительные рекомендации по технике проведения криохирургической абляции костной опухоли.
Ключевые слова: криоаппликатор, экспериментальная модель, костная опухоль, криохирургия
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения , 14.01.15 - Травматология и ортопедия
В статье описано применение аппарата высокоинтенсивной магнитной стимуляции (ВМС) у пациентов с саркопенией, перенесших тотальное эндопротезирование коленного сустава. С этой целью использовали магнитный стимулятор «Нейро-МС» и электроэнцефалографическую установку «Нейрон-Спектр-5». На основании электроэнцефалографии определяли доминирующий спектральный пик (ДСП) альфа-ритма и тета-ритма моторной зоны головного мозга пациента. Использование аппарата позволяет уменьшить отек, интенсивность болевого синдрома, восстановить силу мышц, увеличить объем движений в оперированном суставе.
Ключевые слова: Высокоинтенсивная магнитная стимуляция, ВМС, саркопения, тотальное эндопротезирование коленного сустава, ТЭКС
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В статье рассмотрено применение критериев оценки качества сегментации цифровых изображений мокроты, окрашенной по методу Циля-Нильсена для выбора оптимального параметра «сигма» вейвлет преобразования Mexican Hat. В качестве материала исследования использовались 830 цифровых изображений, полученных при микроскопии мазков мокроты. Для оценки оптимальности подбора значения параметра σ использовались: среднее число объектов, выделенных на изображениях, доля пропущенных кислотоустойчивых микобактерий на изображениях, критерий однородности и 3 комплексных критерия оценки качества сегментации изображений. Проведенный анализ показал, что при увеличении параметра σ происходит незначительное снижение значение критерия однородности. При этом увеличение параметра σ с 2,4 и более согласно комплексным критериям происходит повышение качества сегментации изображений. Таким образом, наиболее оптимальными значениями параметра σ вейвлета Mexican Hat для сегментации цифровых изображений мокроты, окрашенной по методу Циля-Нильсена, являются значения в интервале от 2,90 до 3,09.
Ключевые слова: метод Циля-Нильсена, сегментация изображений, критерии оценки качества, вейвлет преобразование, Mexican Hat
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В данной статье предлагается статистическая модель оптоакустического преобразования в движущейся жидкой среде в присутствии наночастиц для системы неинвазивного анализа крови, так как для повышения точности измерений следует учитывать вероятностный характер распределения наноразмерных объектов в качестве контрастных агентов в потоке крови в сердечно-сосудистой системе человека уже на этапе обработки первичных данных о параметрах крови пациента. Для определения статистических характеристик составляющей звукового сигнала, сформированного конгломератом наноразмерных объектов, было проведено моделирование по методу Монте-Карло, рассчитаны основные статические характеристики и определена плотность распределения вероятности нормированной амплитуды звукового сигнала для серий численных экспериментов.
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустический эффект, проточная цитометрия, акустический сигнал, углеродные нанотрубки, лазерное возбуждение звука, статистический анализ
05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы , 05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Описаны особенности структуры, конструктивного и алгоритмического решения малогабаритного мобильного устройства для прямой офтальмоскопии с возможностью фотофиксации.
Ключевые слова: офтальмоскоп, офтальмоскопия, фотофиксация, глазное дно
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Представлены основные требования к аппаратуре для бесконтактного измерения давления в передних цилиарных артериях глаза, ее структурная схема и вариант конструктивного решения.
Ключевые слова: передние цилиарные артерии, давление, измерение, офтальмопневмовазотонометрия
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Проведено сравнение различных методов отбора признаков для идентификации объектов на цифровых изображениях микроскопических препаратов мокроты, окрашенной по методу Циля-Нильсена. Рассматривались следующие методы: метод пересечений, Шеннона, Кульбака и накопленных частот. Сделано заключение о том, что метод пересечений позволяет осуществлять отбор признаков из всего признакового пространства так, что классификационные модели позволяют получить максимальную точность классификации при наименьшем числе входных параметров.
Ключевые слова: метод Циля-Нильсена, распознавание объектов, распознавание изображений, отбор признаков, метод накопленных частот, метод Шеннона, метод Кульбака, метод пересечений, логистическая регрессия, дерево классификации, дискриминантный анализ
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Измерение общей концентрации гемоглобина в крови широко используется как в общем анализе для оценки общего состояния человека, так и во время операции, связанной с быстрой потерей крови, переливанием крови или быстрым введением жидкости. Хотя текущие инвазивные методы измерения гемоглобина точны, им требуется частая выборка крови и некоторое время для получения результатов из удаленной лаборатории. Более того, изъятие крови часто не является приемлемым вариантом для пациентов с хирургией, поскольку это может способствовать уменьшению анемии. Оптоакустический метод может быть хорошей альтернативой инвазивным методам
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустические волны, биожидкость, кислородонасыщение, гемоглобин
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
оптико-акустические акустические переходные процессы, возникающие в результате оптического поглощения и термоупругого расширения, содержат информацию об оптических свойствах облучаемой среды. Профиль оптоакустического сигнала, генерируемого поглотителем, например от раковых клеток, имеет сложную геометрическую структуру, может быть представлен сверткой акустических волн, излучаемых рядом мелких сферических источников.
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустические волны, поглощение, сферический поглотитель
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Разработано экспериментальное устройство, предназначенное для обнаружения периферических вен при выполнении инъекций и инфузий, на основе регистрации разности интенсивности оптического сигнала, отраженного от сосудов и окружающих их тканей. Устройство позволяет выполнять детекцию мест расположения сосудов, определять их проекцию, уверенно различать вены и артерии. Эффективность применения показана при испытаниях на здоровых людях и пациентах с диабетической ангиопатией. Устройство является весьма компактным, имеют простую конструкцию и низкую себестоимость.
Ключевые слова: инфракрасное излучение, оптическая пара, фотодиод, светодиод, интроскопия, детекция сосудов, осложненный внутривенный доступ, периферическая вена, фотоплетизмография, ангиопатия
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В работе рассмотрены методы генерации оптоакустического сигнала для исследования биологических тканей, показаны преимущества метода. Ультразвуковые исследования биотканей основаны на обнаружении механических свойств в биологических тканях, ультразвуковые методы не позволяют установить уровень насыщения кислородом или концентрацию гемоглобина. Оптоакустические методы могут позволить определить свойства тканей и дать изображения с высокой контрастностью при высоком ультразвуковом разрешении в относительно больших объемах биологических тканей.
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустические волны, биожидкость, сферические источники, поглощение, кислородонасыщение, ближнее поле, дальнее поле
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В статье представлены результаты апробации разработанных авторами экспериментальных устройств для визуализации кровеносных сосудов. Устройства могут быть рекомендованы к использованию у пациентов с отсутствием факторов отягчающих визуализацию сосудов и у пациентов с повышенным значением индекса массы тела
Ключевые слова: инфракрасное излучение, оптическая пара, фотодиод, светодиод, интроскопия, видимый красный свет, обнаружение сосудов, осложненный внутривенный доступ, периферическая вена
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В работе рассмотрена возможность, с помощью оптико-акустического метода с углеродными нанотрубками, обнаружения вирусов в биомедицинских исследованиях. В данной статье рассмотрена схема установки, используемой для обнаружения оптоакустических откликов с образца, которая позволяет регистрировать оптико-акустические сигналы, генерируемые углеродными нанотрубками, прикреплёнными к поверхности вирусов в крови, и которые обладают высоким оптическим поглощением. При облучении образца, поглощенная энергия от лазерного излучения преобразуется в кинетическую энергию при помощи процессов обмена энергией. Это приводит к локальному нагреву и, следовательно, к появлению волны звукового давления. Регистрируя ультразвуковые волны можно сформировать спектр оптоакустического сигнала для исследуемого образца, который можно использовать для обнаружения поглощающих компонентов находящихся в нем.
Ключевые слова: оптоакустический метод, углеродные нанотрубки, гематологическое исследование, лазерное облучение, наночастицы, оптоакустический сигнал
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Электромиография жевательных мышц служит объективным критерием адаптации пациентов к замещающим ортопедическим конструкциям. В данном исследовании проводили сравнительную оценку адаптации жевательных мышц у пациентов с концевыми дефектами зубных рядов, протезированных съемными зубными и имплантационными конструкциями. В результате при протезировании пациентов с концевыми дефектами зубного ряда с помощью имплантационных конструкций с большим количеством опор через 3 месяца наблюдается максимальное приближение биоэлектрических потенциалов жевательных мышц к норме. При протезировании же пациентов с помощью классических съемных ортопедических конструкций гипертония жевательных мышц уменьшилась, но не достигла физиологических значений. Для контроля эффективности проведённого ортопедического лечения и степени адаптации пациента к протезам рекомендуется использовать метод поверхностной электромиографии жевательных мышц.
Ключевые слова: электромиография жевательных мышц, концевые дефекты зубных рядов, имплантационные конструкции с большим количеством опор, съемные ортопедические конструкции
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
в статье впервые разработаны и предложены критериальные значения для 11 основных и 8 дополнительных параметров светодиодных осветительных приборов, предназначенных для комплексного анализа их качества. Из них 10 параметров по существу являются новыми.
Ключевые слова: параметр, критериальное значение, контроль качества, основной параметр, дополнительный параметр, ненормируемый параметр
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В данной статье проанализированы методы диагностики состояния пациента по биологически активным точкам, особое внимание уделено одной из главных проблем контактных методов, - проблеме достоверности диагностики; выбран предпочтительный метод измерений. Цель исследования состоит в выявлении параметров нагрузки, соответствующих наилучшей достоверности диагностики. Для достижения поставленной цели определено максимальное отклонение установившейся частоты автогенератора при различных изменениях параметров нагрузки, определяемых биологически активными точками. В результате расчетов сделан вывод о влиянии отклонения установившейся частоты автогенератора на достоверность диагностики. Кроме того, выяснилось, что изменение емкости может быть более информативным, чем изменение сопротивления, что обусловлено большим значением динамического диапазона изменения частоты автогенератора.
Ключевые слова: автогенераторный метод, диагностика по БАТ, установившаяся частота автогенератора, колебательный контур, динамический диапазон, достоверность диагностики
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В работе получены аналитические выражения амплитуды звукового давления для сферических поглотителей в результате воздействия лазерного излучения в жидкость в дальнем поле. Термооптоакустический эффект приводит к возбуждению акустических волн при поглощении переменного светового потока. Показано, что наблюдаемые в жидких средах оптоакустические эффекты выходят за рамки основопола¬гающих разработанных моделей для идеальных сред и требуют более подробного рассмотрения и уточнения.
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустические волны, биожидкость, цилиндрические, сферические поглотители
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В работе рассмотрены методы основанные на термооптоакустическом эффекте в жидкости для проведения биомедицинских исследований. Рассмотрены механизмы участвующие в формировании оптоакустического сигнала. Термооптоакустический эффект приводит к возбуждению ультразвуковых волн при поглощении переменного светового потока. Рассмотрены численные методы расчета оптоакустического эффекта, которые могут быть применены к расчетам энергии и условиям источника с произвольной геометрией, к построению временного профиля лазерного излучения, линейному сканированию лазерного источника и томографии.
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустические волны, биожидкость, сферические источники, поглощение.
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Рассматривается оценка влияния содержания меди в природной воде на здоровье человека в районах водозаборов города Таганрога. Для оценки используются данные гидрохимического мониторинга за 2006-2016 гг, рассматривается динамика изменения концентраций меди в воде и донных отложениях, влияние как недостатка так и избытка элемента в организме на здоровье человека. Проводится сравнительный анализ зависимости смертности населения по причине сердечно-сосудистых заболеваний от концентрации меди в природной воде.
Ключевые слова: качество воды, ПДК, УКИЗВ, медь, здоровье, сердечно-сосудистые заболевания, смертность
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Рассматривается оценка современного экологического состояния Азовского моря. Для оценки используется удельный комбинаторный индекс загрязнения вод, выявлен элемент, резкое увеличение среднегодовых концентраций которого приводит к негативному влиянию на экологическое состояние. Дается оценка влияния повышенных концентраций алюминия в природной воде и ухудшения экологической обстановки на здоровье человека.
Ключевые слова: Предельно допустимая концентрация (ПДК), удельный комбинаторный индекс загрязнения вод (УКИЗВ), качество воды, алюминий, здоровье населения, нейротоксин, Азовское море
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В работе рассмотрен оптико-акустический эффект, который приводит к возбуждению акустических волн при поглощении переменного светового потока. Предложена модель расчета акустического поля генерируемого лазерным изучением в жидкости при попадании на цилиндрические объекты в жидкости. Цилиндрическими объектами могут служить специальные наноматериалы добавленные в жидкость. Установлено, что наблюдаемые в жидких средах оптоакустические эффекты выходят за рамки основопола-гающих разработанных моделей для идеальных сред и требуют более подробного рассмотрения и уточнения.
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустические волны, биожидкость, виртуальный прибор, цилиндрические, сферические поглотители, нановолокна
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Представлен алгоритм описания патологических отклонений в оптической структуре биологических тканей посредством изогелии результатов исследования с помощью компьютерной или магнитно-резонансной томографии (КТ или МРТ) с последующим кодированием и ручной идентификацией каждой структуры, а также присвоением ей табличных оптических свойств. Предложенный алгоритм может быть использован в диффузионной оптической томографии (ДОТ) для моделирования оптических свойств биомедицинских объектов (или их частей) с переменным пространственным разрешением. Серия компьютерных экспериментов показала, что разработанный алгоритм позволяет описывать оптическую структуру биологических тканей с достоверностью >90%.
Ключевые слова: оптические свойства биологических тканей, импульсная диффузионная оптическая томография, прямая задача, сильно рассеивающие среды, изогелия.
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения