С 17 по 20 сентября в Южном федеральном университете состоялся II Всероссийский форум «Наука и человек в 21 веке», который объединяет три научных мероприятия: Научную конференцию «Сессия Научного Совета РАН по акустике и XXV сессия РАО»; XII Всероссийскую научно-техническую конференцию с международным участием "Медицинские информационные системы" МИС-2012; II Всероссийскую школа-семинар «Инновации и перспективы медицинских информационных систем».

Ключевые слова: нейробиология, нейрокибернетика, мозг, искусственный интеллект, генетика, стресс, человек-оператор, диагностика, терапия, аппаратно-программные средства

Оргкомитет

  В статье рассматриваются биомеханические параметры  соревновательного упражнения «жим лежа» при проведении Всероссийских соревнований (Кубок России, Сочи 2011) по пауэрлифтингу у спортсменов различных квалификаций с поражением опорно-двигательного аппарата.  Сравнительный анализ показал, что имеются существенные различия в спортивной технике между спортсменами высокой, средней и низкой квалификаций. 

Ключевые слова: Пауэрлифтинг, спортивная техника, спортсмены с поражением опорно-двигательного аппарата

03.03.01 - Физиология , 05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

  Представлены новые аппараты и устройства с использованием методов и средств компьютерной стабилографии для совершенствования силовой и скоростно-силовой подготовленности спортсменов олимпийских и паралимписких сборных команд России. Рассмотрены новые технологии, позволяющие оценить функциональное состояние спортсменов всех направлений и повысить эффективность тренировочных программ подготовки спортсменов к соревнованиям. Рассмотрены возможности применения аппаратов на основе новых технологий, использующих визуальную обратной связь для развития дозирования мышечного усилия и моторики спортсмена, а также для проведения реабилитации после перетренировки и травмирования. 

Ключевые слова: Скоростно-силовая подготовка, стабилография, динамометрия, момент силы

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

  В настоящей работе предлагается оценить жизнеспособность клеточных суспензий с помощью оценки их биоэлектрических свойств. Разработана методика оценки состояния клеточных суспензий, основанная на методе импульсной импедансометрии. Частотная характеристика электрического импеданса суспензии хондробластов, определяется путём анализа переходной функции. Под переходной функцией подразумевается реакция объекта на тестовое воздействие, в качестве которого используется ток, в качестве реакции – напряжение в це­пи электродов, расположенных в пробе суспензии. После время-частотного преобразования данных на ПК, передаточная функция рассматривается в пространстве состояний, характеризующих электрические свойства многокомпонентных биологических тканей, что позволяет перейти к электрическим эквивалентам ее составляющих. Процесс измерения, т.е. воздействия на пробу клеточной суспензии, осуществляется в течение действия импульса электрического тока, что позволяет получить быструю оценку состояния клеточной суспензии.

Ключевые слова: клеточные суспензии, электрический импеданс, переходная функция, пространство состояний, функциональная идентификация

  В статье описываются назначение, функциональные возможности и основные области применения аппаратно – программного комплекса (АПК) «МИОКОМ». В частности описаны критерии, определившие структурную схему и аппаратные возможности прибора для регистрации электромиограмм (ЭМГ). Программно-методическое обеспечение комплекса условно делится на три группы: исследовательская часть, которая позволяет планировать эксперимент и оценивать его результаты; часть для анализа функций мышц на основе параметров ЭМГ; реабилитационные тренажеры на основе биологической обратной связи (БОС). Описаны возможности синхронизации комплекса с другими приборами.

Ключевые слова: Электромиограмма, диагностика, реабилитация, синхронизация

В работе рассматривается структурное построение и особенности цифровой обработки биосигналов измерительного преобразователя вызванных аудиторных потенциалов биоэлектрической активности мозга. Измерительные преобразователи вызванных аудиторных потенциалов биоэлектрической активности мозга являются основной частью систем неврологической диагностики, позволяющих получать оперативную информацию о текущем состоянии нервной системы человека. В работе описывается метод формирования вызванного потенциала на основе обработки и регистрации непрерывного электроэнцефалографического (ЭЭГ) сигнала. Метод состоит из 3 основных этапов: регистрация ЭЭГ сигнала, сегментация ЭЭГ сигнала и усреднение сегментированных фрагментов ЭЭГ сигнала. 

Ключевые слова: измерительный преобразователь биосигнала, вызванные потенциалы биоэлектрической активности мозга, усреднение биосигнала

05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

  Рассматривается метод автоматического распознавания событий сна. В основе метода лежит анализ амплитудных гистограмм, построенных по каждому из регистрируемых каналов. Метод ориентирован на события сна, отличительной чертой которых  является характерно выраженное амплитудное изменение, проявляемое на  нескольких каналах одновременно. Такими событиями могут быть «Общее движение тела», «Движение конечностей», однако это ограничение не строго, метод, может быть, применим и к другим событиям, например «Храп». Построение и анализ гистограммы является первым этапом, всего алгоритм можно разделить на три этапа, этап построения и анализа гистограммы, этап вертикального анализ, этап обработки полученных результатов.

Ключевые слова: ПСГ, события сна, гистограмма, алгоритмы распознавания

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Проведен анализ поля сферически сходящегося звукового пучка. В качестве параметра, отражающего эволюцию волны, использована кривизна поверхности фронта. Получены выражения, позволяющие определять величину кривизны фазового фронта в звуковых пучках с разными амплитудными распределениями. Приведены осевые и поперечные распределения кривизны фронта в фокусирующем пучке с гауссовым и равномерным распределениями амплитуды. Отмечено качественно разное влияние кривизны поверхности излучателя  на динамику волнового фронта в случаях ,  и . Приведены аналогичные характеристики для плоского

Ключевые слова: Фокусирующий излучатель; дифракция; кривизна фазового фронта

  Тепловой механизм влияния акустической волны повышенной интенсивности на биологические ткани важен и требует досконального изучения. При рассмотрении акустической волны повышенного уровня интенсивности обычно пользуются изоэнтропической адиабатой Пуассона. С увеличением интенсивности волны описание уже требует использования  изоэнтропической ударной адиабаты (адиабаты Гюгонио). В случае ударных волн для различных по плотности сред речь будет идти уже о следующем приближении в описании рассматриваемого процесса – неизоэнтропической ударной адиабаты, которая имеет уже асимптоту. Последнее важно учитывать при рассмотрении процесса.

Ключевые слова: Акустическая волна повышенного уровня интенсивности, адиабата Гюгонио, ударная волна

  В работе исследуется проявление составляющих баллистограммы, порожденных сердечной деятельностью, у человека стоящего в ортоградной позе, а также, во время сидения в расслабленной позе и в позе, при которой туловище удерживается вертикально и не касается спинки. На основе спектрального подхода анализируются особенности показаний силовых платформ аппаратно-программных комплексов «Стабилан» и «Многофункциональное кресло» при обследовании человека, удерживающего перечисленные позы в разных функциональных состояниях (до и после выполнения физической нагрузки). Показано, что изменение вертикальных усилий (баллистограмма) является интегративным сигналом. Обсуждается проявление мышечной составляющей в сигналах баллистаграмм, характерных для ортоградной позы и позы сидя, удерживая туловище вертикально.

Ключевые слова: Баллистограмма, сердечная деятельность, удержание позы

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

В статье рассматривается метод регистрации электрокардиограммы и нагрузки, которую пациент испытывает в процессе диагностики сердечно-сосудистой системы. Представлена схема проведения исследования с регистрацией нагрузки, которая включает в себя портативный пульсомер и кардиорегистратор, фиксирующий ЭКГ, ЧСС, смещение ST сегмента, тренажер – степпер, к педали которого подключен блок измерения нагрузки. Человек на степпере, испытывает нагрузку, равную потенциальной энергии, потраченной за время исследования. На основе указанного метода разработан аппаратно-программный комплекс регистрации нагрузки для функциональной диагностики, представлена его структурная схема.

Ключевые слова: Холтеровское мониторирование, ЭКГ, нагрузка

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

В статье рассматриваются проблемы зрительного восприятия целостного объекта. В качестве объективного метода, позволяющего исследовать данные вопросы, используются в качестве стимулов фигуры, формирующих субъективные контуры - фигуры Канизса. В обследовании приняли участие 8 практически здоровых мужчин (студенты и сотрудники ЮФУ), правшей, в возрасте от 22 до 35 лет. Результаты дисперсионного анализа характеристик зрительных ВП, зарегистрированных при восприятии различных фигур, показали, что значимые различия обнаруживались при сравнении реальной и иллюзорной форм с фигурой контроля.

Ключевые слова: Зрительное восприятие, фигуры Канизса, вызванные потенциалы (ВП)

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

В статье рассматриваются проблемы синтеза тестовых биотехнических систем, предназначенных для оценки профессионально важных качеств, уровня подготовки и реального состояния человека-оператора сложных информационных систем. Для этих целей предлагается использовать компьютерные рефлексивные игры, построенные на базе измерительных графических символов, которые учитывают свойства зрительного анализатора человека. С их помощью создаются рабочие ситуации различной сложности, отображаемые на устройствах представления оперативной информации. Эти же системы легко приспособить для исследований групповой деятельности; требуется только правильно выбрать вид тестового изображения.

Ключевые слова: Биотехнические системы, рефлексивные игры, измерительный графический символ, групповая деятельность

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Кратко рассмотрена теоретическая модель спектра RR интервалов и ее изменения в зависимости от протекающих процессов. Изготовлено устройство для измерения кардиоинтервалограмма (КИГ). Полученные при съеме данные, различной длительности и периодичности, фиксируются для дальнейшей обработки. В ходе анализа было выявлено, что полученный спектр удовлетворяет условиям, рассматриваемым в теоретической модели, и может быть далее проанализирован с помощью фрактальных характеристик. Подобный анализ имеет большое значение при диагностике состояния пациента непосредственно в период проведения терапевтической процедуры, для ее оптимизации, как по времени, так и по интенсивности оказываемого воздействия.

Ключевые слова: КИГ; фрактальный ряд; спектр RR интервалов

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Рассмотрен аппаратно программный комплекс на основе оригинальных датчиков силы, позволяющий проводить регистрацию дыхания пульса и двигательной активности лежачих тяжелобольных и больных в коматозном состоянии без прямого контакта датчиков с пациентом для комфортного мониторинга. Приведены результаты технических испытаний. Уникальным показателем системы является допустимая нагрузочная способность более 500 кг при разрешающей способности 10 гр на каждом датчике. Показаны возможности использования этого комплекса в клинической медицине, компьютерной стабилографии, полисомнографии а так же спорте высших достижений. Показаны задачи по дальнейшему развитию комплекса.

Ключевые слова: Стабилография, полисомнография, тензометрический датчик силы, спорт, коматозное состояние

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Одним из самых распространенных эндокринных заболеваний в мире является сахарный диабет, поэтому всегда актуальна его верная диагностика, а также диагностика его осложнений (энцефалопатия, осложнения в ССС и т.п.). Во время проведения исследования был осуществлен анализ психологического тестирования испытуемых. Также в данной работе уделяется внимание применению методов статистического анализа для классификации ЭЭГ больных диабетической энцефалопатией и здоровых испытуемых. Были выявлены наиболее информативные показатели ЭЭГ, отражающие когнитивные функции головного мозга. Установлена взаимосвязь результатов психологического тестирования и анализа ЭЭГ.

Ключевые слова: электроэнцефалография, диабетическая энцефалопатия, дискриминантный анализ

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Предлагается модель взаимодействия функциональных систем различного иерархического уровня от одноклеточного организма до надсоциальных объектов. Особенностью модели являются введение в ее состав фильтров восприятия, учет волевого компонента, удобство ее применения не только в области физиологии, но и в социологии, психологии, валеологии и других науках, описывающих поведение разумных объектов. Проводится анализ сигналов осуществляющих обмен информацией между функциональными системами разного уровня иерархии. Предлагаемая модель позволяет объяснить и спрогнозировать многие психофизиологические паттерны, сопровождающие состояния расширенного сознания, и возникающие при активации резервных возможностей человека.

Ключевые слова: функциональные системы, сверхсознание, активация резервных возможностей

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

  Представлена концепция суперпозиции действия эндогенных факторов на гемолимфонаполнение в сосудистой системе организма. В физической модели учитывается влияние основных факторов, создающих волновую модуляцию на пульсирующие крове- и лимфоток в сосудах и перемещение жидкостей в окружающих тканях. На основе модели обосновывается функциональная гемодинамическая проба с дозировано компрессионным воздействием на локальные участки тела, в которой реакция анализируется по изменению спектра сигналов, связанных с проявляемыми объемнодинамическими изменениями в сосудах. Приведена функциональная схема образования волновых изменений гемолимфонаполнения, позволяющая планировать исследования.

Ключевые слова: Гемолимфонаполнение, эндогенные факторы, компрессионные воздействия, спектральный анализ сигналов

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Была разработана биотестовая система, объединяющая в себе стандартные химико-аналитические методы и экспрессный биотестовый анализ. В состав системы была включена геоинформационная система, что позволяет реализовать комплексный подход по оценке и ранжированию всех видов источников загрязнения с учетом их взаимовлияния, а также выявить наиболее опасные загрязнители с позиций экологического нормирования.

Ключевые слова: биотестовая система, биотестовый анализ, геоинформационная система

Для исследования сложных гидроакустических систем применен метод декомпозиции. Описываются особенности использования метода применительно к гидроакустическим системам. Предлагается четырехуровневая иерархия подсистем декомпозиции. Представлена схема первого уровня семантической декомпозиции. Описаны управляемые модули, позволяющие строить адаптивные системы.

Ключевые слова: декомпозиция, гидроакустические системы, иерархия подсистем

На основе ранее разработанной системы экологического мониторинга выполнены экспериментальные исследования динамики концентрации тяжелых металлов в поверхностном слое воды в Таганрогском заливе Азовского моря. Определены точки отбора проб. Выполнена обработка данных для следующих тяжелых металлов: железо, медь, молибден, никель, свинец, хром. Период наблюдений – 10 лет. Выявлены тренды по каждой точке наблюдения.

Ключевые слова: экспериментальные данные, динамика концентрации тяжелых металлов

На основе ранее разработанной системы экологического мониторинга выполнены экспериментальные исследования динамики концентрации тяжелых металлов в донных отложениях в Таганрогском заливе Азовского моря. Определены точки отбора проб. Выполнена обработка данных для следующих тяжелых металлов: железо, медь, молибден, никель, свинец, хром. Период наблюдений – 10 лет. Выявлены тренды по каждой точке наблюдения.

Ключевые слова: экспериментальные исследования, динамика концентрации тяжелых металлов, загрязнение вод, донные отложения

  Импрессионные переломы пяточной кости носят оскольчатый характер и сопровождаются выраженным отеком мягких тканей области голеностопного сустава и стопы. Стабильность фиксации перелома пяточной кости и возможность выполнения ранней дозированной нагрузки на оперированную конечность зависят от того, насколько точно распложен фиксатор в части основного массива осколка. На современном этапе эта проблема решается посредством использования электронно-оптического преобразователя. Предложен способ и устройство для его осуществления, обеспечивающие повышенную точность установки спицы или винта в пяточной кости, одновременно позволяющие уменьшить лучевую нагрузку на хирурга и пациента. Данным способом оперировано 35 пациентов с импрессионными переломами пяточной кости, из которых у 28 выполнен анализ результатов лечения за период от 6 месяцев до 2,5 лет. В алгоритме лечения внешняя иммобилизация не использовалась, дозированная нагрузка на конечность начиналась через 1,5 месяца, полная - через 2,5 месяца. Ни в одном случае не было отмечено вторичного смещения отломков. Предложенное устройство обеспечивает высокое качество хирургического лечения.  

Ключевые слова: перелом пяточной кости, остеосинтез, канюлированные винты, малоинвазивный остеосинтез

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

  Работа связана с созданием информационной системы, нацеленной на работу со специализированной единой базой знаний актуальной информации, итогов последних исследований и наработок в сфере медицины, а так же возможность подключения и группирования вокруг единого информационного ядра различно-направленных ИС не только поддержки, но и оптимизации работы по предоставлению медицинских услуг, и, как следствие, повышения качества исследований и методик лечения различных заболеваний. Реализация предлагается на основе технологии клиент-сервер, аппаратной виртуализации и технологий интеллектуальной обработки данных методом кластерного анализа с применением нейронных сетей.

Ключевые слова: Интеллектуальные средства поиска, нейронные сети, системы сбора данных, поисковые системы, базы знаний

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)