Приложение а
ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
по теме «Принципы контроля оптических сред в биологии и экологии
с использованием методов обработки результатов измерений на основе
квантификационных моделей»
Настоящие патентные исследования направлены на определение технического уровня и тенденций развития, разрабатываемых в рамках НИР объектов. Они предусматривают:
- выявление технических, программных и других решений, созданных в процессе выполнения НИР, с целью отнесения их к охраноспособным объектам промышленной и интеллектуальной собственности;
- обоснование целесообразности правовой охраны объектов интеллектуальной и промышленной собственности.
Предмет исследования.
Контроль водной среды. Предметом исследований являются устройства для контроля загрязнений водной среды оптическими методами с возможностью устранения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду. Указанные загрязнения являются, как правило, результатом аварийных выбросов на различных объектах, например, предприятиях химической, нефтедобывающей промышленности, сельскохозяйственных фермах и др.
Контроль биологических тканей. Предметом исследований являются устройства, основанные на регистрации пульсовых кривых методом фотоплетизмографии. Фотоплетизмография - неинвазивный оптический метод исследования кровенаполнения живых тканей организма, основанный на регистрации колебаний оптической плотности тканей, обусловленной работой сердца. Принцип работы фотоплетизмографа заключается в облучении тканей биологического объекта источником инфракрасного излучения и последующей регистрации фотоприемником отраженной или прошедшей через ткань частей этого излучения. Изменения оптической плотности живой ткани (фотоплетизмограммы) обуславливаются пульсациями крови в периферических сосудах биологического объекта. Интенсивность света, отраженного или рассеянного исследуемой тканью, зависит от количества содержащейся в ней крови.
Исследуемые объекты, связанные с контролем водной среды и контролем биологических тканей относятся соответственно к разделам G (ФИЗИКА) и А (УДОВЛЕТВОРЕНИЕ ЖИЗНЕННЫХ ПОТРЕБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА) Международной патентной классификации (МПК).
Для решения задач патентного исследования, а именно, определение технического уровня и тенденций развития разрабатываемых в рамках НИР объектов выявлены следующие рубрики (8 редакция МПК).
Контроль водной среды:
G01N 15/00 - Исследование свойств частиц;
G01N 15/06 - определение концентрации частиц в суспензиях;
G01N 21/00 Исследование или анализ материалов с помощью оптических средств;
G01N 21/01 - устройства или приборы для оптических исследований;
G01N 21/49 - дисперсионная способность, т.е. диффузионное отражение в твердом теле или текучей среде;
G01N 21/53 – исследование в потоке текучей среды.
Контроль биологических тканей:
А61B 5/00 - Измерение для диагностических целей;
А61B 5/02 - измерение пульса, частоты сердечных сокращений, давления или тока крови; оценка состояния сердечно-сосудистой системы;
А61B 5/026 - измерение кровотока;
А61B 5/0295 – измерение с использованием плетизмографии, т.е. измерение изменений объема какой-либо части или органа под воздействием циркуляции крови через них, например импедансной плетизмографии.
Анализ технического уровня по теме исследования на основе изучения научно-технической и патентной литературы позволил определить ретроспективу поиска, а именно 20 лет.
Ранее предложенные технические решения имели низкую оперативность и точность определения изменений оптических свойств загрязняющих веществ, попадающих в водную среду.
Ведущими странами в области разработки средств контроля изменений оптической плотности различных сред являются США, РФ, ..
Задача пат иссл. Отбор наиболее значимых изобретений из баз данных охранных документов национальных ведомств ведущих в этой области стран
В результате изучения указателей классов МПК изобретений и алфавитно-предметного указателя к ним выбраны для исследования патенты и опубликованные заявки на выдачу патента, внесенные в таблицу № __(в соответствующие графы отчёта) с указанием индексов рубрики МПК, номеров патентов и их названий.
Проведем выбор наиболее значимых изобретений по отечественным и зарубежным источникам.
В результате анализа патентов из представленного в таблице № -- перечня установлено, что предложенные технические решения выполняют задачу оценки оптических свойств жидкостей с целью повышения уровня контроля, находящихся в них различных включений, загрязняющих веществ, определения концентрации посторонних примесей и др.
Из приведенного перечня выявлены аналоги предлагаемых в рамках проводимой НИР технических решений.
Анализ технической сущности выявленных аналогов позволил отметить следующее: их преимущества и недостатки.
Так в изобретении №__ «…» задача ..решается за счет.. технич. рез-т .. Недостаток…
Выводы
Таким образом, проведенные патентные исследования позволили сделать вывод о том, что выявленные аналоги решают задачу определения оптических свойств различных жидкостей. Технический результат выражается в снижении погрешностей контроля, и повышении его достоверности. Вместе с тем не выявлены технические решения, основанные на предварительном анализе возможных загрязнений конкретных объектов мониторинга, и формировании на их основе базы эталонов оптических показателей загрязнений с последующим сравнением в режиме мониторинга этих показателей с текущими оптическими показателями контролируемой водной среды с целью с повышения надежности и оперативности контроля.
Анализ технических решений в области оценки изменений оптической плотности биотканей под действием распространения пульсовой волны по сосудам, обусловленной работой сердца, позволил выявить ряд изобретений, позволяющих повысить качество регистрируемых пульсовых кривых за счет улучшения средств крепления ОЭД на биологическом объекте, снижении артефактов движения, отстройки от факторов, характеризующих состояние поверхности биоткани, улучшении схемотехнических решений фотоплетизмографов и обработки сигналов фотоплетизмограмм.
Однако не выявлены технические решения, направленные на повышение качества регистрируемых пульсовых кривых путем исключения из анализа фотоплетизмограмм, искаженных артефактами, за счет использования базы данных типичных артефактов, снижающих достоверность гемодинамических показателей, определяемых на основе параметров пульсовой кривой.
Таким образом, проведенные патентные исследования позволяют сделать вывод о новизне разрабатываемых в рамках проводимой НИР технических решений.
По результатам проведенных исследований подана заявка на изобретение (копия справки из Роспатента прилагается). Предполагается также подача двух заявок на полезные модели.
Справка из Роспатента о регистрации заявки на изобретение «Источник импульсного лазерного излучения (авторы Алексеев В.А., Юран С.И., Перминов А.С., Стерхова М.А.)
В настоящее время во многих странах мира, в том числе в России, существует дефицит ресурсов чистой, доброкачественной воды, что объясняется непрерывно продолжающимся антропогенным загрязнением природных водных ресурсов. Проблема чистой воды выходит на одно из первых мест, опережая такие проблемы всего мирового сообщества, как разрушение озонового слоя Земли, истощение природных энергоресурсов, изменение климата Земли, засоление и эрозия почв и др. [1-4].
В связи с этим возникает задача уменьшения или исключения влияния кратковременного залпового выброса загрязняющих веществ в водоисточниках на процесс подготовки питьевой воды.
Технического решения данной проблемы в литературе не найдено. Одной из причин является то, что возникла она лишь в недавнее время.
Выводы:
Проведённый анализ систем водоподготовки показал, что в системах водоподготовки отсутствует автоматические системы предупреждения попадания кратковременных аварийных выбросов вредных веществ от промышленных предприятий.
Основными причинами аварийных выбросов в источники водоснабжения являются аварии на промышленных предприятиях.
Предупредить попадание аварийных выбросов от промышленных предприятий в источники водоснабжения возможно при фиксации этих выбросов в сточных водах промышленного предприятия или в системах водоподготовки (на входе в эту систему).
Для решения технической задачи фиксации выброса необходимо разработать метод автоматического обнаружения выброса при мониторинге сточных вод или воды на входе в систему водоподготовки.
1.1.2 Существующие методы обнаружения загрязнений водной среды
Показатели, характеризующие региональные особенности химического состава питьевой воды, устанавливают индивидуально для каждой системы водоснабжения в соответствии с санитарными правилами. Выбор показателей химического состава питьевой воды, подлежащих постоянному производственному контролю, проводится для каждой системы водоснабжения на основании результатов оценки химического состава воды источников водоснабжения, а также технологии производства питьевой воды в системе водоснабжения [27].
Выводы.
1. Анализ методов контроля природных вод показал, что для задачи регистрации аварийного выброса наиболее удобны оптические методы.
2. Учитывая возможность мгновенного определения состава выбросов, наибольший интерес представляют методы, основанные на измерении интенсивности света при использовании лазерного излучения.
3. Анализ существующих систем контроля качества воды показал, что не существует серийного прибора для определения аварийных выбросов в трубопроводах.
4. При появлении аварийного выброса в трубопроводе необходимо зафиксировать «сгусток жидкости» в течение определённого временного интервала косвенными измерениями оптической плотности. Для проведения этих измерений предлагается использовать турбодиметрический метод анализа мутных сред.