Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию создания Тюменского индустриального институ

электросном, большой грязевой аппликацией (более 1/3 поверхности тела или всей паравертебральной зоны), душем Шарко, индуктотермией и полем УВЧ в термических дозировках.

Эти ограничения связаны с тепловым действием данных физических факторов. Одновременное воздействие таких ф.ф., как ультразвук и лазерное излучение, без изменения действующих параметров, будет иметь больше негативных последствий по сравнению с одиночными методиками. Однако если подобрать оптимальные параметры воздействия, то можно будет свести негативный фактор к минимуму, усилив при этом положительный эффект.

Цель: Изучить воздействия физиотерапевтических факторов на биологические объекты на примере листьев Ficus elasticа.

Задачи:

1)Собрать аппарат, способный проводить облучение несколькими физиотерапевтическими факторами

2)Провести опыты по облучению листьев;

3)Подготовить результаты эксперимента к официальной апробации материала

Для проведения эксперимента по определению уровня негативного воздействия лазерного излучения и ультразвука были выбраны растения Ficus elasticа, так как данные растения являются крайне восприимчивыми к физическим воздействиям.

Эксперимент проводился в закрытом помещении при температуре около 25о С, на территории ТюмГНГУ ИКИС на кафедре кибернетических систем. Время экспозиции: по 5 минут в течение 2-х недель (7 – 21 октября

2013г.).

Биологическая карта эксперимента: Было взято 4 группы растений:

1.Контрольная группа (не облучается)

2.Под воздействие лазерного излучения

3.Под воздействием ультразвука

4.Под одновременным воздействием (лазер+ультразвук) Оборудование:

Для облучения растений использовался ультразвуковой терапевтический аппарат УЗТ-1.01Ф (рис.1) с модернизированным излучателем (рис.2). Для модернизации излучателя использовался модуль LDS167S (рис.3) производства фирмы TAKENAKA OPTONIC, обладающий техническими характеристиками, требуемыми для выполнения эксперимента.

291

Рис. 1. Аппарат УЗТ-1.01Ф

Рис. 2. Схематичное изображение модернизированного излучателя

Рис. 3. Лазерный модуль LDS167S

292

Рис. 4. Результаты эксперимента

По результатам эксперимента (рис.4) можно сделать вывод, что одновременное воздействие лазерным излучением и ультразвуком имеет наименее выраженные негативные последствия. Из этого следует, что данная методика жизнеспособна, можно проводить эксперимент на животных с последующими клиническими испытаниями.

Литература

1.Ремизов, А.Н., Медицинская и биологическая физика [Текст]. – изд-во Дрофа, 2008. – С.340;

2.Кару Т.И. Фотобиология низкоинтенсивной лазерной терапии./ Итоги науки и техники, серия физ. основы лазеров и пучковых технологий[Текст]. – ВИНИТИ,1989. – 4 - С.44-84

3.http://ru.wikipedia.org/ - Сайт энциклопедии [Электронный ресурс]

РАЗРАБОТКА БЛОКА ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ И ЛАЗЕРНОЙ ТЕРАПИИ

Качалин А.С., Баранов В.Н.

г.Тюмень, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

е-mail: alekskachalin@yandex.ru

В настоящее время медики всех стран всѐ больше используют в сво-

293

ей практике немедикаментозные методы функциональной регулирующей терапии не только в сочетании с лекарственными воздействиями, но и как монотерапию. Прогресс медицинской науки и техники, клинической медицины в значительной степени определяется достижениями в области квантовой электроники. Оптические квантовые генераторы, и, в особенности, лазерные медицинские аппараты, обладают неисчерпаемыми возможностями, которые открываются при лечении больных с различными заболеваниями.

Терапевтический эффект воздействия на ткани живого организма ультразвуком значительно усиливается при одновременном воздействии излучения (особенно инфракрасного) светодиодов и лазеров. Это происходит за счет многоуровневой и разнонаправленной активации микроциркуляции, повышения активности тканевого метаболизма, усиления работы нейрогуморальных звеньев и других факторов активизации функционирования биологического субстрата. НИЛИ разрушает электролитические связи между ионами, молекулами воды и ионами, а ультразвук препятствует рекомбинации ионов. Наведенная ЭДС при сочетанном воздействии на порядок выше, чем при отдельном воздействии НИЛИ и ультразвука; увеличивается глубина проникновения в ткани лазерного излучения за счет переориентации диполей.

Цель работы:

Разработать блок излучения для проведения процедуры одновременной ультразвуковой и лазерной терапии.

Техническое описание разработанного блока излучения.

После многократных теоретических расчѐтов и попыток реализации, была предложена модель излучателя для проведения ультразвуко-лазерной терапии, состоящая из четырѐх модулей ультразвукового излучателя и одного лазерного модуля LDS167S.

Поглощение ультразвуковых волн в разных тканях различно. Например, коэффициент поглощения ультразвука для костной ткани в 1215 раз выше по сравнению с мышечной тканью. В целом чем выше частота колебаний, тем интенсивнее поглощение, тем меньше глубина проникновения. Ультразвук высоких частот интенсивно поглощается воздухом. Малейшие его прослойки между излучателем и поверхностью кожи задерживают ультразвуковые волны. В связи с этим при лечебном воздействии используют безвоздушные контактные среды: вазелиновое масло, глицерин, ланолин. поэтому выходы всех модулей находятся на поверхности гибкого диска, обеспечивающего контакт излучателя с поверхностью тела пациента. Подвижность модулей в горизонтальной проекции позволяет проводить терапию на неровных поверхностях, таких как коленный сустав или позвоночник.

294

Рис. 1. Аппарат УЗТ-1.01Ф

Рис. 2. Схематичное изображение модернизированного излучателя Ожидаемые результаты

1.Потенцировать физиотерапевтический эффект благодаря интенсивному поглощению лазерного излучения в патологическом очаге из-за кровенаполнения тканей под действием ультразвука.

2.Снизить энергетическую нагрузку на пациента во время проведения физиотерапии.

3.Сократить период физиотерапевтического лечения.

Литература

1.В.С. Улащик, И.В. Лукомский Общая физиотерапия: Учебник, Минск, «Книжный дом», 2003 г.

2.И.З. Самосюк, Г.Е. Шимков, Н.В. Чухраев Терапия лазерным сканирующим лучом: Инстр. по применению лазерных сканирующих устройств. – К., 2000 г.

3.Валетов В.А., Мурашко В.Б. Основы технологии приборостроения СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006.

КОРРЕКЦИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА В ПРОГРАММЕ COOL EDIT

Кириченко И.И.

г.Ростов-на-Дону, ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

295

e-mail: ikirichenko@sfedu.ru

В речевой аудиометрии, в отличие от тональной аудиометрии, используются звуковые стимулы сложной формы с непрерывно изменяющимися акустическими параметрами. Такой метод позволяет более глубоко исследовать причины поражения слуха и в результате поставить верный диагноз [1]. Для проведения диагностики состояния слуха в аудиометрии используется комплекс медицинского оборудования, характеристики которого необходимо учитывать при анализе полученных данных [2]. Одной из основных характеристик является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) элементов комплекса. Обобщенная структурная схема комплекса представлена на рисунке 1. В состав комплекса входят: генератор звуковой частоты, дискретный корректор амплитуды сигнала, усилитель звуковой частоты, блок излучателей, персональный компьютер (ПК). Блок излучателей состоит из излучателя для исследования воздушной проводимости (ВП) и излучателя для исследования костной проводимости (КП).

Рис. 1. Структурная схема комплекса

Всовременной практике формирование тестового сигнала по частоте

иамплитуде выполняется при помощи компьютера [3]. Нелинейность АЧХ в этом случае определяется звуковой платой. В этом случае для коррекции необходимо учитывать динамические характеристики устройства – АЧХ при максимальном и минимальном сигналах, так как уровень шумовых составляющих в компонентах спектра может быть разным [4]. В качестве примера в данной работе рассмотрены особенности АЧХ сигнала, сформированного цифровым способом. При этом с целью идеализации задачи ис-

296

пользуется сигнал линейно-частотной модуляции (ЛЧМ) в диапазоне от 10 Гц до 20 кГц и диапазоном изменения уровня – 40дБ.

Основные искажения в АЧХ комплекса вносят излучатели сигнала, поскольку они имеют комплексную составляющую в импедансной характеристике, что приводит к трудностям согласования таких устройств, непосредственно, с усилителем. Это, в свою очередь, влияет на АЧХ излучаемого сигнала.

Спектр ЛЧМ-сигнала, полученный путем Blackmann-Harris анализа в программе Cool Edit, показан на рисунке 2.

Рис. 2. Спектр ЛЧМ-сигнала

Было выполнено моделированние спектра ЛЧМ-сигнала, прошедшего через усилитель, обладающего полосой пропускания от 100 Гц (имитирован «завал» характеристики на нижних частотах) до 20 кГц с нелинейностью в полосе -3дБ и резонансным всплеском на частоте 19200 Гц.

На рисунке 3 представлен спектр излучаемого ЛЧМ-сигнала, прошедшего через пьезокерамический излучатель костной проводимости.

297

Рис. 3. Спектр излучаемого тестового сигнала Полученные характеристики в обобщенном виде описывают харак-

теристики реального усилителя, применяемого на практике для проведения исследований состояния слуха методами тональной и речевой аудиометрии.

Литература 1.Джафек Б.У., Старк Э.К. Секреты оториноларингологии. Пер. с англ.

М. – СПб.: БИНОМ – Невский диалект, 2001. – 624с.

2.Бондаренко Р.П., Кириченко И.И. Биотехническая система компьютерного анализа данных аудиометрии // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – №7. – С. 29-34.

3.Кириченко И.И. Моделирование тестовых сигналов тональной и речевой аудиометрии // Сборник трудов научной конференции «Сессия научного Совета РАН по акустике», Т3. – М.: ГЕОС.- 2012. – С.2831.

4.Кириченко И.И. Моделирование тестовых сигналов речевой аудиометрии // Сборник трудов. Нейробиология и новые подходы к искусственному интеллекту и к науке о мозге . – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ. – 2012. – С.90-93

СИСТЕМНЫЕ АСПЕКТЫ ЛЕЧЕНИЯ ИШИМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СУТОЧНОГО ПРОФИЛЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Полковникова Т.Г.1, Колесов В.И.2

298

1.г.Тюмень, Тюменский кардиологический центр

2.г.Тюмень, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

e-mail:vikolesov@yandex.ru

Постановка задачи. Повышение качества жизни россиян является стратегической задачей государства. Однако любое управление базируется на четкой системной постановке решаемых задач. Это, разумеется, относится и к кардиологи, где особенно широко внедряются перспективные инновационные технологии, основанные на использовании данных непрерывного мониторинга состояния пациента (в частности, суточного профиля артериального давления в клиническом течении ишимической болезни сердца [1]). Направленность новых технологий очевидна – это управление качеством жизни людей. Главная сложность синтеза систем управления заключается, во-первых, в несложившихся (на раннем этапе нововведений) четких системных подходах к реализуемым инновационным технологическим процессам, а, во-вторых, в плохой формализации управленческих задач, опирающихся на новые запатентованные технологические способы и алгоритмы. Делается попытка хотя бы частично устранить имеющийся пробел.

Решение задачи. Клиническое течение ишимической болезни сердца (ИБС) в реальной практике является лишь частным этапом некоторого цикла, который пациент, страдающий ИБЦ, проходит неоднократно (рисунок

1).

Рис. 1. Единичный цикл течения ИБЦ

Этот цикл складывается из двух отрезков: клинического и внеклинического течения ИБС, при этом каждый из них состоит из отдельных этапов. Так, первый отрезок включает этапы: идентификации параметров пациента (пол, возраст и т.д.). На схеме он имеет идентификатор РР. Количество идентифицируемых параметров составляет n1 и, таким образом, формируется некоторый их набор (вектор) PP( n1 ).

Следующим этапом является диагностика состояния пациента (идентификатор DS1), в результате чего формируется вектор состояния DS1( n2 ) ,

где n2 - оговоренное количество диагностических показателей. Этот вектор может быть основой для нахождения обобщенной оценки (обозначим еѐ

299

QVR1 ), которая одним числом характеризует текущее качество жизни (здо-

ровье) пациента. Вообще вопрос формирования обобщенных оценок в науке отработан добротно. Наиболее часто используют либо аддитивную, либо мультипликативную взвешенную оценку. В первом случае она имеет вид

Что касается весовых коэффициентов i , то они являются либо результа-

том линейной регрессии, либо согласованным мнением экспертов, либо, наконец, найденными по методу анализа иерархий (МАИ), предложенному Т.Саати [2].

Следующим этапом является клиническое лечение ИБС, характеризующееся выбранной тактикой, включающей набор процедур m2 (описываемый вектором KL( m2 )), принятый лечащим врачом. Как свидетель-

ствуют результаты авторских исследований [1], тактика лечения ИБС, опирающаяся на использование непрерывного суточного мониторинга артериального давления (АД) оказалась эффективной. Ещѐ больший эффект может дать комплексный непрерывный суточный мониторинг с одновременной записью АД и ЭКГ.

Тестирование итогов клинического лечения выполняется очередным этапом диагностики состояния пациента с выходным вектором DS 2( n2 ), по которому вычисляется новая обобщенная оценка QVR2 . Сравнивая еѐ с

предыдущей, можно судить об эффективности клинического лечения ИБС. Можно. разумеется. сконструировать несколько конкурентоспособных

оценок эффективности, например. EF QVRQVR21 , однако вопрос требует бо-

лее взвешенной проработки.

Логичным завершением клинического лечения должна быть выдача пациенту рекомендаций (их количество k ) на внеклинический отрезок течения ИБС (вектор REC( k ) )

Характер течения ИБС на внеклиническом отрезке практически целиком определяется приверженностью больного к лечению. Здесь важным обстоятельством является его организованность и дисциплинированность.

300