Pub Date : 2022-11-09DOI: 10.20535/2617-8974.2022.7.266851
М.Ф. Богомолов, М.Ю. Дьяконов
Дана робота розглядає безпеку та ефективність використання апарату HIFU, для проведення ультразвукової абляції міоми матки, так як, на сьогоднішній день міома матки є одним із розповсюдженим захворюванням, який за часту зустрічається у жінок віком від 35 до 55 років, але зараз все частіше зустрічаються жінки з міомою матки віком до 35 років, що може свідчити про те, що дана хвороба схильна до омолодження, що тільки збільшує значимість її лікування. Для дослідження було взято 21 знімок ультразвукового дослідження матки до і після процедури. Ультразвукові знімки матки були надані Центром ядерної медицини Київського міського клінічного онкологічного центру. На основі отриманого анамнезу, а також результатів проведеної процедури на апараті HIFU, було зроблено висновок про ефективність, та безпеку даного методу лікування, так як після проведення лікування на пацієнті не залишається ніяких пошкоджень прилеглих тканин. Це має велике значення для подальшого виношування вагітності. Також в роботі виконано опис діючого зразкаультразвукового терапевтичного апарату, а саме принцип лікування даного апарату, загальну продуктивність при певних умовах,та основні параметри апарату. Ключові слова: гінекологічні захворювання, міома матки, ультразвукова абляція,ультразвук, фокусування, гіпертермія, ракові клітини, деструкція пухлин
{"title":"ВИКОРИСТАННЯ АПАРАТУ \"HIFU\" ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЇ АБЛЯЦІЇ МІОМИ МАТКИ","authors":"М.Ф. Богомолов, М.Ю. Дьяконов","doi":"10.20535/2617-8974.2022.7.266851","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2022.7.266851","url":null,"abstract":"Дана робота розглядає безпеку та ефективність використання апарату HIFU, для проведення ультразвукової абляції міоми матки, так як, на сьогоднішній день міома матки є одним із розповсюдженим захворюванням, який за часту зустрічається у жінок віком від 35 до 55 років, але зараз все частіше зустрічаються жінки з міомою матки віком до 35 років, що може свідчити про те, що дана хвороба схильна до омолодження, що тільки збільшує значимість її лікування. \u0000Для дослідження було взято 21 знімок ультразвукового дослідження матки до і після процедури. Ультразвукові знімки матки були надані Центром ядерної медицини Київського міського клінічного онкологічного центру. На основі отриманого анамнезу, а також результатів проведеної процедури на апараті HIFU, було зроблено висновок про ефективність, та безпеку даного методу лікування, так як після проведення лікування на пацієнті не залишається ніяких пошкоджень прилеглих тканин. Це має велике значення для подальшого виношування вагітності. \u0000Також в роботі виконано опис діючого зразкаультразвукового терапевтичного апарату, а саме принцип лікування даного апарату, загальну продуктивність при певних умовах,та основні параметри апарату. \u0000 Ключові слова: гінекологічні захворювання, міома матки, ультразвукова абляція,ультразвук, фокусування, гіпертермія, ракові клітини, деструкція пухлин","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2022-11-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131380586","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-12-21DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.248309
І.Ю. Худецький, Юлія Антонова–Рафі, Юлія Сергіївна Даниленко, Н. Худецька
Історія людства як біологічного виду та історія людини розумної в значній мірі пов’язана з патогенними біологічними агентами, які з доісторичних часів були причиною пандемій чи використовувались як зброя. Розвиток і удосконалення будь якої зброї тісно пов’язаний з розробкою нових технологій. Лікування пацієнтів з інфекційними захворюваннями, захист людей під час пандемій також тісно пов’язані з новими технологіями. Двадцять перше століття характерне бурхливим розвитком біотехнологій та генної інженерії, які можуть мати вирішальне значення у лікуванні багатьох хвороб та надати небезпечний поштовх розвитку нових видів біологічної зброї. Пандемія COVID-19 продемонструвала величезний вплив, який може мати на суспільство один біологічний патогенний агент, щодо природного походження якого експерти не дали остаточної однозначної відповіді. Небезпека розробки нових видів біологічної зброї та застосування її для війни, диверсій, терору, шантажу, отримання надприбутків чи в кримінальних злочинах зростає з розвитком біотехнологій. Знання про можливі шляхи розвитку біологічної зброї дозволяє вибудовувати систему біобезпеки та біозахисту в кожній країні зокрема та на планеті в цілому. Постіндустріальна епоха створює загрозу нових вірусів або хвороб, поява яких може бути спровокована сільськогосподарським чи промисловим освоєнням нових територій. А глобальні системи комунікації сприяють майже миттєвому поширенню небезпечних інфекцій. Останні досягнення в галузі біохімії, генетики та молекулярної біології зробили можливим створення живих організмів. Хоча ці розробки пропонують ефективні засоби для лікування хвороб, збільшення виробництва їжі та покращення якості життя багатьох людей, вони також можуть використовуватися державними та недержавними структурами для розробки нових видів біологічної зброї. Доступність фундаментальної біологічної науки, інформації про генну інженерію та біотехнології, модульний принцип досліджень, бази готових рішень, доступність матеріалів знижують рівень навичок, необхідний для проведення неконтрольованих досліджень біологічних патогенних агентів чи розробки біологічної зброї. В роботі проаналізовані загрози, пов’язані з можливістю застосування генної інженерії та сучасних біоінженерних технологій для розробки генетично модифікованих біологічних патогенних агентів, бінарної та інших нових видів біологічної зброї. Ключові слова: біологічні патогенні агенти, емерджентні та ре-емерджентні інфекції, біологічна зброя, бінарна біологічна зброя, біобезпека, біозахист
{"title":"БІОЛОГІЧНІ ПАТОГЕННІ АГЕНТИ ГЕННО-ІНЖЕНЕРНОГО ПОХОДЖЕННЯ ТА БІНАРНА БІОЛОГІЧНА ЗБРОЯ","authors":"І.Ю. Худецький, Юлія Антонова–Рафі, Юлія Сергіївна Даниленко, Н. Худецька","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.248309","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.248309","url":null,"abstract":"Історія людства як біологічного виду та історія людини розумної в значній мірі пов’язана з патогенними біологічними агентами, які з доісторичних часів були причиною пандемій чи використовувались як зброя. Розвиток і удосконалення будь якої зброї тісно пов’язаний з розробкою нових технологій. Лікування пацієнтів з інфекційними захворюваннями, захист людей під час пандемій також тісно пов’язані з новими технологіями. Двадцять перше століття характерне бурхливим розвитком біотехнологій та генної інженерії, які можуть мати вирішальне значення у лікуванні багатьох хвороб та надати небезпечний поштовх розвитку нових видів біологічної зброї. Пандемія COVID-19 продемонструвала величезний вплив, який може мати на суспільство один біологічний патогенний агент, щодо природного походження якого експерти не дали остаточної однозначної відповіді. Небезпека розробки нових видів біологічної зброї та застосування її для війни, диверсій, терору, шантажу, отримання надприбутків чи в кримінальних злочинах зростає з розвитком біотехнологій. Знання про можливі шляхи розвитку біологічної зброї дозволяє вибудовувати систему біобезпеки та біозахисту в кожній країні зокрема та на планеті в цілому. Постіндустріальна епоха створює загрозу нових вірусів або хвороб, поява яких може бути спровокована сільськогосподарським чи промисловим освоєнням нових територій. А глобальні системи комунікації сприяють майже миттєвому поширенню небезпечних інфекцій. Останні досягнення в галузі біохімії, генетики та молекулярної біології зробили можливим створення живих організмів. Хоча ці розробки пропонують ефективні засоби для лікування хвороб, збільшення виробництва їжі та покращення якості життя багатьох людей, вони також можуть використовуватися державними та недержавними структурами для розробки нових видів біологічної зброї. Доступність фундаментальної біологічної науки, інформації про генну інженерію та біотехнології, модульний принцип досліджень, бази готових рішень, доступність матеріалів знижують рівень навичок, необхідний для проведення неконтрольованих досліджень біологічних патогенних агентів чи розробки біологічної зброї. В роботі проаналізовані загрози, пов’язані з можливістю застосування генної інженерії та сучасних біоінженерних технологій для розробки генетично модифікованих біологічних патогенних агентів, бінарної та інших нових видів біологічної зброї. \u0000Ключові слова: біологічні патогенні агенти, емерджентні та ре-емерджентні інфекції, біологічна зброя, бінарна біологічна зброя, біобезпека, біозахист","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-12-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133624990","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-12-18DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.247780
Д. Шулигін, Євген Настенко
Метою роботи була розробка та реалізація нового алгоритму порівняння двох медичних зображень паренхіматозних органів шляхом виокремлення в них однакових та унікальних патернів та наступного їх аналізу. Для цього було розглянуто найбільш розповсюджені алгоритми порівняння зображень, серед яких були строге порівняння, порівняння нечітких пікселів та порівняння гістограм. Оскільки найбільш розповсюджені алгоритми порівняння зображень мають недоліки, які роблять неможливим їх використання в аналізі медичних зображень було створено програмний додаток для порівняння двох медичних зображень, який реалізовує алгоритм порівняння зображень шляхом співставлення патернів, а також використовує для попередньої обробки алгоритм зменшення кількості відтінків сірого. Для розробки було використано фреймворк .NET та мову програмування C#. Після аналізу отриманих результатів роботи програмного додатку на зображеннях легень у станах норми, пневмонії, COVID-19, COVID-19 з пневмонією, а також печінки у нормі та при цирозі було з’ясовано, що при такому підході попередня обробка зображень шляхом зменшення кількості відтінків сірого є необхідним компонентом програми, а також що можливо отримати задовільні результати навіть при обробці зображень, які містять додаткову інформацію про оточуючі тканини, але для найкращого результату на вхід програми бажано подавати зображення, на яких міститься виключно текстура досліджуваних органів. Також результати роботи створеного додатку можуть бути використані для створення тренувальних вибірок для навчання нейронних мереж та інших класифікаційних алгоритмів. Ключові слова – обробка зображень, аналіз текстури, системи підвищення ефективності, .NET, C#
{"title":"АЛГОРИТМ ПОРІВНЯННЯ ДВОХ ЗРАЗКІВ ДЛЯ АНАЛІЗУ МЕДИЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ШЛЯХОМ СПІВСТАВЛЕННЯ ПАТЕРНІВ","authors":"Д. Шулигін, Євген Настенко","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.247780","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.247780","url":null,"abstract":"Метою роботи була розробка та реалізація нового алгоритму порівняння двох медичних зображень паренхіматозних органів шляхом виокремлення в них однакових та унікальних патернів та наступного їх аналізу. Для цього було розглянуто найбільш розповсюджені алгоритми порівняння зображень, серед яких були строге порівняння, порівняння нечітких пікселів та порівняння гістограм. Оскільки найбільш розповсюджені алгоритми порівняння зображень мають недоліки, які роблять неможливим їх використання в аналізі медичних зображень було створено програмний додаток для порівняння двох медичних зображень, який реалізовує алгоритм порівняння зображень шляхом співставлення патернів, а також використовує для попередньої обробки алгоритм зменшення кількості відтінків сірого. Для розробки було використано фреймворк .NET та мову програмування C#. Після аналізу отриманих результатів роботи програмного додатку на зображеннях легень у станах норми, пневмонії, COVID-19, COVID-19 з пневмонією, а також печінки у нормі та при цирозі було з’ясовано, що при такому підході попередня обробка зображень шляхом зменшення кількості відтінків сірого є необхідним компонентом програми, а також що можливо отримати задовільні результати навіть при обробці зображень, які містять додаткову інформацію про оточуючі тканини, але для найкращого результату на вхід програми бажано подавати зображення, на яких міститься виключно текстура досліджуваних органів. Також результати роботи створеного додатку можуть бути використані для створення тренувальних вибірок для навчання нейронних мереж та інших класифікаційних алгоритмів. \u0000Ключові слова – обробка зображень, аналіз текстури, системи підвищення ефективності, .NET, C#","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-12-18","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116385482","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-12-18DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.247777
С.В. Зубков, Михайло Степанович Козій
Розглянуто практичні апаратні рішення щодо виділення пульсацій тиску в манжеті, що дозволяють підвищити точність та захищеність від перешкод алгоритмів вимірювання тиску. Досліджено вплив АЧХ фільтрів виділення слабких пульсацій тиску в манжеті на форму вихідного сигналу в неінвазивних автоматичних вимірювачах артеріального тиску. Під час розробки каналу неінвазивного вимірювання тиску для приліжкового монітору виявлено невідповідність між формою кривих пульсацій тиску в манжеті, отриманих прямою високоточною реєстрацією абсолютного тиску, з формою відповідних осциляцій. Виконано моделювання в MicroCap-12 схеми каскаду виділення пульсацій тиску, яке підтвердило, що форма і амплітудні характеристики вихідного сигналу залежить від ЧСС. Висновки: проектування каналу виділення пульсацій тиску в манжеті рекомендується виконувати у вигляді смугового фільтру, формулюючи вимоги щодо нього у часовій області (до гладкості імпульсної перехідної функції), як більш значущі у даному разі, ніж частотні. Ключові слова: артеріальний тиск, осцилометричний метод, пульсації тиску, схемотехніка неінвазивного каналу
{"title":"Підвищення точності неінвазивного вимірювання артеріального тиску осцилометричним методом","authors":"С.В. Зубков, Михайло Степанович Козій","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.247777","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.247777","url":null,"abstract":"Розглянуто практичні апаратні рішення щодо виділення пульсацій тиску в манжеті, що дозволяють підвищити точність та захищеність від перешкод алгоритмів вимірювання тиску. Досліджено вплив АЧХ фільтрів виділення слабких пульсацій тиску в манжеті на форму вихідного сигналу в неінвазивних автоматичних вимірювачах артеріального тиску. \u0000Під час розробки каналу неінвазивного вимірювання тиску для приліжкового монітору виявлено невідповідність між формою кривих пульсацій тиску в манжеті, отриманих прямою високоточною реєстрацією абсолютного тиску, з формою відповідних осциляцій. Виконано моделювання в MicroCap-12 схеми каскаду виділення пульсацій тиску, яке підтвердило, що форма і амплітудні характеристики вихідного сигналу залежить від ЧСС. \u0000Висновки: проектування каналу виділення пульсацій тиску в манжеті рекомендується виконувати у вигляді смугового фільтру, формулюючи вимоги щодо нього у часовій області (до гладкості імпульсної перехідної функції), як більш значущі у даному разі, ніж частотні. \u0000Ключові слова: артеріальний тиск, осцилометричний метод, пульсації тиску, схемотехніка неінвазивного каналу","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-12-18","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129469648","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-12-11DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.246909
Людмила Добровська, А.О. Руденко
Забезпечення біометричної безпеки має важливе значення в більшості сценаріїв перевірки справжності користувача та його ідентифікації. Розпізнавання, засноване на зразках райдужної оболонки, є важливою областю досліджень, покликаної забезпечити надійну, просту і швидку підсистему ідентифікації користувачів системи, яка використовує камеру (її можна використовувати у будь-якій системі, яка має механізм авторизації, де необхідна гарантія підвищеної безпеки). Мета роботи полягає у встановленні основних етапів алгоритму ідентифікації (класифікації) користувачів системи на основі обробки зображення сітківки ока із зіницею. Алгоритм розпізнавання райдужної оболонки ока для реєстрації користувачів системи включає такі етапи - попередня обробка зображення: зображення проходить різні фільтри (серед них фільтр Гауса та низько-частотні фільтри, гістограмні перетворення); - препроцессінг: 1) локалізація внутрішніх і зовнішніх меж області райдужної оболонки ока з використанням генетичного алгоритму; 2) нормалізація зображення, 3) виокремлення значущої інформації; - класифікація (або зіставлення із елементами БД) - виконана на основі двошарового персептрону (ДП). Для оцінки алгоритмів розпізнавання райдужної оболонки використано базу даних оцифрованих 100 зображень очей у відтінках сірого від 50 різних людей (класів). Експерименти проводилися у два етапи: 1) сегментація і 2) розпізнавання райдужної оболонки. На першому етапі для локалізації райдужних оболонок застосовується алгоритм прямокутної області. На другому етапі виконується класифікація малюнка райдужної оболонки за допомогою мережі. Сформовані множини навчання й тестування (відповідно 60 зображень очей від 30 різних людей; 40 зображень очей від 20 різних людей). Виявлені райдужки для класифікації після нормалізації та посилення масштабуються за допомогою усереднення. Це допомагає зменшити розмір мережі. Потім зображення подаються матрицями, які є вхідним сигналом для мережі. Виходами ДП є класи візерунків райдужки. Для класифікації райдужної оболонки використовується алгоритм нейронного навчання. Точність розпізнавання на множині навчання становила 95,25%; на множині тестування - 89%. Ключові слова - біометрія, розпізнавання райдужної оболонки ока, нейронна мережа
{"title":"ІДЕНТИФІКАЦІЯ КОРИСТУВАЧІВ ПІДСИСТЕМИ РОЗПІЗНАВАННЯ НА ОСНОВІ СІТКІВКИ ОКА","authors":"Людмила Добровська, А.О. Руденко","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.246909","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.246909","url":null,"abstract":"Забезпечення біометричної безпеки має важливе значення в більшості сценаріїв перевірки справжності користувача та його ідентифікації. Розпізнавання, засноване на зразках райдужної оболонки, є важливою областю досліджень, покликаної забезпечити надійну, просту і швидку підсистему ідентифікації користувачів системи, яка використовує камеру (її можна використовувати у будь-якій системі, яка має механізм авторизації, де необхідна гарантія підвищеної безпеки). Мета роботи полягає у встановленні основних етапів алгоритму ідентифікації (класифікації) користувачів системи на основі обробки зображення сітківки ока із зіницею. \u0000Алгоритм розпізнавання райдужної оболонки ока для реєстрації користувачів системи включає такі етапи \u0000- попередня обробка зображення: зображення проходить різні фільтри (серед них фільтр Гауса та низько-частотні фільтри, гістограмні перетворення); \u0000- препроцессінг: 1) локалізація внутрішніх і зовнішніх меж області райдужної оболонки ока з використанням генетичного алгоритму; 2) нормалізація зображення, 3) виокремлення значущої інформації; \u0000- класифікація (або зіставлення із елементами БД) - виконана на основі двошарового персептрону (ДП). \u0000Для оцінки алгоритмів розпізнавання райдужної оболонки використано базу даних оцифрованих 100 зображень очей у відтінках сірого від 50 різних людей (класів). Експерименти проводилися у два етапи: 1) сегментація і 2) розпізнавання райдужної оболонки. На першому етапі для локалізації райдужних оболонок застосовується алгоритм прямокутної області. На другому етапі виконується класифікація малюнка райдужної оболонки за допомогою мережі. Сформовані множини навчання й тестування (відповідно 60 зображень очей від 30 різних людей; 40 зображень очей від 20 різних людей). Виявлені райдужки для класифікації після нормалізації та посилення масштабуються за допомогою усереднення. Це допомагає зменшити розмір мережі. Потім зображення подаються матрицями, які є вхідним сигналом для мережі. Виходами ДП є класи візерунків райдужки. Для класифікації райдужної оболонки використовується алгоритм нейронного навчання. Точність розпізнавання на множині навчання становила 95,25%; на множині тестування - 89%. \u0000Ключові слова - біометрія, розпізнавання райдужної оболонки ока, нейронна мережа","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-12-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128572988","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-12-11DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.246888
Олена Рудніцька
Дана робота розглядає способи застосування CADCAM технологій в сфері охорони здоров’я на шляху до переходу на засади парадигми Healthcare 4.0 . Дані технології дозволяють досягати значних результатів в покращенні медичних послуг та проектуванні і виготовленні виробів медичного призначення. Для цього проаналізовано роль парадигми Індустрія 4.0 в сфері розвитку галузі охорони здоров’я, роль CADCAM технологій в медичній галузі та виділені тенденції розвитку CAD/CAM технологій в контексті переходу до Нealthcare 4.0. При аналізі ролі парадигми Індустрія 4.0 було виділено основні групи технологій, що є рушійними силами цієї концепції, та коротко описано технології, здатні підвищити рівень безпеки, задоволеності та інформованості для пацієнта: робототехніка, голографія, датчики/сенсори, інтернет речей та промисловий інтернет речей, великі дані, штучний інтелект та адитивне виробництво. При дослідженні ролі CADCAM технологій в медичній галузі, було проаналізовано застосування цих технологій в (а) хірургії та розглянуто напрямки комп'ютерно-інтегрованої хірургії (хірургічний CAD/CAM та хірургічний асистент) та ортопедичні операції або операції по заміні суглобів; (б) використання технології CAD/CAM в медичних пристроях; (в) використання технології CAD/CAM в діагностичних процедурах. Далі показано потенціал CAD як засобу підвищення ефективності та впровадження інновацій. При аналізі сучасних тенденцій розвитку CAD/CAM технологій в контексті переходу до парадигми Healthcare 4.0, було виділено та описано наступні аспекти: (1) посилення впливу хмарних технологій та перевагам, що він надає; (2) модельно-орієнтований підхід та особливості його застосування при автоматизованому проектуванні; (3) генеративне проектування із застосуванням технологій штучного інтелекту. Наведено переваги застосування штучного інтелекту в процесі проектування та виготовлення необхідних для медичної галузі продуктів та його можливий вплив на галузь в цілому. Висновки: Технологія CAD/CAM зробила значний вплив на прогрес у медичній науці та практиці. Потенціал CAD як засобу підвищення ефективності та інновацій зростає, а останні тенденції галузі охорони здоров’я відображають вплив нових технологій у цій галузі. Охорона здоров’я - сфера першочергового значення, до якої вкрай необхідне включення традиційних наукових галузей з інноваційними рішеннями. Наближення медичної галузі до парадигми Healthcare 4.0 можливе, в тому числі, за допомогою вдосконалення CAD/CAM підходів та алгоритмів та розширюючи сфери застосування, тим самим досягаючи значних результатів в покращенні медичних послуг та підвищенні ефективності таких послуг, в тому числі і економічної. Тому вбачаються доцільними подальші дослідження щодо збільшення сфер застосування CAD/CAM технологій та взагалі підходів парадигми Індустрії 4.0 в медичній галузі (Healthcare 4.0). Ключові слова: CADCAM, Індустрія 4.0, Healthcare 4.0, штучний інтелект, хмарні технології, адитивне виробництво.
{"title":"РОЛЬ ТЕХНОЛОГІЙ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ТА ВИРОБНИЦТВА У ВПРОВАДЖЕННІ ПІДХОДІВ ІНДУСТРІЇ 4.0 В СФЕРІ ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я","authors":"Олена Рудніцька","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.246888","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.246888","url":null,"abstract":"Дана робота розглядає способи застосування CADCAM технологій в сфері охорони здоров’я на шляху до переходу на засади парадигми Healthcare 4.0 . Дані технології дозволяють досягати значних результатів в покращенні медичних послуг та проектуванні і виготовленні виробів медичного призначення. Для цього проаналізовано роль парадигми Індустрія 4.0 в сфері розвитку галузі охорони здоров’я, роль CADCAM технологій в медичній галузі та виділені тенденції розвитку CAD/CAM технологій в контексті переходу до Нealthcare 4.0. При аналізі ролі парадигми Індустрія 4.0 було виділено основні групи технологій, що є рушійними силами цієї концепції, та коротко описано технології, здатні підвищити рівень безпеки, задоволеності та інформованості для пацієнта: робототехніка, голографія, датчики/сенсори, інтернет речей та промисловий інтернет речей, великі дані, штучний інтелект та адитивне виробництво. При дослідженні ролі CADCAM технологій в медичній галузі, було проаналізовано застосування цих технологій в (а) хірургії та розглянуто напрямки комп'ютерно-інтегрованої хірургії (хірургічний CAD/CAM та хірургічний асистент) та ортопедичні операції або операції по заміні суглобів; (б) використання технології CAD/CAM в медичних пристроях; (в) використання технології CAD/CAM в діагностичних процедурах. Далі показано потенціал CAD як засобу підвищення ефективності та впровадження інновацій. При аналізі сучасних тенденцій розвитку CAD/CAM технологій в контексті переходу до парадигми Healthcare 4.0, було виділено та описано наступні аспекти: (1) посилення впливу хмарних технологій та перевагам, що він надає; (2) модельно-орієнтований підхід та особливості його застосування при автоматизованому проектуванні; (3) генеративне проектування із застосуванням технологій штучного інтелекту. Наведено переваги застосування штучного інтелекту в процесі проектування та виготовлення необхідних для медичної галузі продуктів та його можливий вплив на галузь в цілому. Висновки: Технологія CAD/CAM зробила значний вплив на прогрес у медичній науці та практиці. Потенціал CAD як засобу підвищення ефективності та інновацій зростає, а останні тенденції галузі охорони здоров’я відображають вплив нових технологій у цій галузі. Охорона здоров’я - сфера першочергового значення, до якої вкрай необхідне включення традиційних наукових галузей з інноваційними рішеннями. Наближення медичної галузі до парадигми Healthcare 4.0 можливе, в тому числі, за допомогою вдосконалення CAD/CAM підходів та алгоритмів та розширюючи сфери застосування, тим самим досягаючи значних результатів в покращенні медичних послуг та підвищенні ефективності таких послуг, в тому числі і економічної. Тому вбачаються доцільними подальші дослідження щодо збільшення сфер застосування CAD/CAM технологій та взагалі підходів парадигми Індустрії 4.0 в медичній галузі (Healthcare 4.0). Ключові слова: CADCAM, Індустрія 4.0, Healthcare 4.0, штучний інтелект, хмарні технології, адитивне виробництво.","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-12-11","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121172935","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-11-17DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.231176
Леонід Федорович Суходуб
Реферат – Проблематика – розробка та виробництво покриттів для медичних імплантатів складають суттєвий сегмент сучасного ринку технологій. Враховуючи кількість хворих, яким потрібна операція по відновленню цілісності кісткової тканини, об'єми необхідних матеріалів оцінюються на рівні десятків тон. Мета дослідження – аналіз стану розробок та технологій біоміметичного отримання багатофункціональних біосумісних наноструктурованих покриттів на основі ортофосфатів кальцію (СаР) та природних біополімерів хітозану (CS), альгінату (Alg), колагену (Cg) у вигляді двофазних систем метал/покриття. Методика реалізації - використання технології термічної депозиції (TSD-temperature substrate deposition) з водних розчинів прекурсорів. Результати дослідження: В даному огляді просумовано наукові дані щодо методів отримання біоактивних, протимікробних СаР покриттів та дослідження їх властивостей. Відмічені особливості популярних технологій: плазмове розпилення, електрофоретичне та електрохімічне осадження, золь-гель, біоміметичне осадження. Зважаючи на підвищену резистентність мікроорганізмів до широкого ряду антибіотиків в останні десятиліття, в якості протимікробних засобів до складу покриттів були внесені альтернативні частинки неорганічного походження, а саме фулерен C60, наночастинки та іони срібла Agnano, Ag+, частинки цинку оксиду (ZnO). Сучасними інструментальними методами проведено аналіз структурних, фізичних та антибактеріальних властивостей покриттів. Висновки: Аналіз отриманих результатів щодо синтезу та структурно-фазових досліджень апатит-біополімерних покриттів, отриманих методом TSD в лабораторії «Біонанокомпозит» Сумського державного університету протягом останніх 5 років надає інформацію про стан досліджень за вказаною проблематикою та може бути корисним при подальших дослідженнях науковців, в тому числі молодих вчених. Ключові слова: покриття, ортофосфати кальцію, біополімери, термодепозиція
{"title":"ГІБРИДНІ АПАТИТ-БІОПОЛІМЕРНІ ПОКРИТТЯ, ОТРИМАНІ МЕТОДОМ ТЕРМІЧНОЇ ДЕПОЗИЦІЇ НА МОДЕЛЬНИХ ІМПЛАНТАТАХ З ТИТАНУ ТА ЙОГО СПЛАВІВ","authors":"Леонід Федорович Суходуб","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.231176","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.231176","url":null,"abstract":"Реферат – Проблематика – розробка та виробництво покриттів для медичних імплантатів складають суттєвий сегмент сучасного ринку технологій. Враховуючи кількість хворих, яким потрібна операція по відновленню цілісності кісткової тканини, об'єми необхідних матеріалів оцінюються на рівні десятків тон. Мета дослідження – аналіз стану розробок та технологій біоміметичного отримання багатофункціональних біосумісних наноструктурованих покриттів на основі ортофосфатів кальцію (СаР) та природних біополімерів хітозану (CS), альгінату (Alg), колагену (Cg) у вигляді двофазних систем метал/покриття. Методика реалізації - використання технології термічної депозиції (TSD-temperature substrate deposition) з водних розчинів прекурсорів. Результати дослідження: В даному огляді просумовано наукові дані щодо методів отримання біоактивних, протимікробних СаР покриттів та дослідження їх властивостей. Відмічені особливості популярних технологій: плазмове розпилення, електрофоретичне та електрохімічне осадження, золь-гель, біоміметичне осадження. Зважаючи на підвищену резистентність мікроорганізмів до широкого ряду антибіотиків в останні десятиліття, в якості протимікробних засобів до складу покриттів були внесені альтернативні частинки неорганічного походження, а саме фулерен C60, наночастинки та іони срібла Agnano, Ag+, частинки цинку оксиду (ZnO). Сучасними інструментальними методами проведено аналіз структурних, фізичних та антибактеріальних властивостей покриттів. Висновки: Аналіз отриманих результатів щодо синтезу та структурно-фазових досліджень апатит-біополімерних покриттів, отриманих методом TSD в лабораторії «Біонанокомпозит» Сумського державного університету протягом останніх 5 років надає інформацію про стан досліджень за вказаною проблематикою та може бути корисним при подальших дослідженнях науковців, в тому числі молодих вчених.\u0000Ключові слова: покриття, ортофосфати кальцію, біополімери, термодепозиція","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-11-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"123799284","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Реферат: Комп’ютерна обробка спекл-інтерферограм для оптичного діагностування біологічних мікрооб’єктів дає можливість визначити оптичні та фізичні параметри компонентів біологічного об’єкта. Важливою характеристикою розробленої моделі є універсальність при її застосуванні, що дає можливість забезпечити необхідну адекватність і однозначність оптичних співвідношень з оригіналом. Під час комп’ютерної обробки проводиться розрахунок розподілу випромінювання в середовищі температурних полів. Метою моделювання є дослідження взаємодій лазерного випромінювання з біологічними мікрооб’єктами для удосконалення та підвищення ефективності лазерної діагностики. Методика реалізації. Для дослідження взаємодії електромагнітного випромінювання з еритроцитами крові людини використано метод спекл-інтерферометрії, який було взято за основу для побудови лабораторного стенду. Розроблений лабораторний стенд дозволив отримати спекл-інтерферограми для чотирьох патологічних зразків еритроцитів крові людини. Для обробки спекл-інтерферограм зразків створено комп’ютерну модель в середовищі Matlab, яка дає змогу досліджувати зображення у форматі JPEG з роздільною здатністю 72х72 точок на дюйм. Результати дослідження В результаті комп’ютерної обробки та моделювання розраховуються поверхні нормованої крос-кореляції між двома досліджуваними зразками спекл-інтерферограм. Отримані залежності показали, що найбільший пік коефіцієнта кореляції припадає на центральну частину спекл–інтерферограм зразків крові. Середня інтенсивність випромінювання для зразків істотно не розбігається, але показано, що інтенсивність випромінювання одного із зразків на 12% вища за інтенсивність випромінювання для еталонного зразка. Наведені результати дають можливість визначення патології в зразках крові на основі дослідження спекл-інтерферограм під час оптичного діагностування біологічних об’єктів. Висновки. Запропоновано спосіб визначення патології в зразках крові людини за допомогою дослідження спекл-інтерферограм біологічних об’єктів та комп’ютерної обробки оптичних зображень зразків на основі моделі в середовищі Matlab. Ключові слова: спекл-інтерферограми, еритроцити крові, діагностування біологічних мікрооб’єктів, оброблення зображень, модель, Matlab
{"title":"КОМП’ЮТЕРНА ОБРОБКА СПЕКЛ-ІНТЕРФЕРОГРАМ ДЛЯ ОПТИЧНОГО ДІАГНОСТУВАННЯ БІОЛОГІЧНИХ МІКРООБ’ЄКТІВ","authors":"М.Ф. Богомолов, Владислав Шликов, Світлана Вовянко","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.244563","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.244563","url":null,"abstract":"Реферат: Комп’ютерна обробка спекл-інтерферограм для оптичного діагностування біологічних мікрооб’єктів дає можливість визначити оптичні та фізичні параметри компонентів біологічного об’єкта. Важливою характеристикою розробленої моделі є універсальність при її застосуванні, що дає можливість забезпечити необхідну адекватність і однозначність оптичних співвідношень з оригіналом. Під час комп’ютерної обробки проводиться розрахунок розподілу випромінювання в середовищі температурних полів. \u0000Метою моделювання є дослідження взаємодій лазерного випромінювання з біологічними мікрооб’єктами для удосконалення та підвищення ефективності лазерної діагностики. \u0000Методика реалізації. Для дослідження взаємодії електромагнітного випромінювання з еритроцитами крові людини використано метод спекл-інтерферометрії, який було взято за основу для побудови лабораторного стенду. Розроблений лабораторний стенд дозволив отримати спекл-інтерферограми для чотирьох патологічних зразків еритроцитів крові людини. Для обробки спекл-інтерферограм зразків створено комп’ютерну модель в середовищі Matlab, яка дає змогу досліджувати зображення у форматі JPEG з роздільною здатністю 72х72 точок на дюйм. \u0000Результати дослідження В результаті комп’ютерної обробки та моделювання розраховуються поверхні нормованої крос-кореляції між двома досліджуваними зразками спекл-інтерферограм. Отримані залежності показали, що найбільший пік коефіцієнта кореляції припадає на центральну частину спекл–інтерферограм зразків крові. Середня інтенсивність випромінювання для зразків істотно не розбігається, але показано, що інтенсивність випромінювання одного із зразків на 12% вища за інтенсивність випромінювання для еталонного зразка. Наведені результати дають можливість визначення патології в зразках крові на основі дослідження спекл-інтерферограм під час оптичного діагностування біологічних об’єктів. \u0000Висновки. Запропоновано спосіб визначення патології в зразках крові людини за допомогою дослідження спекл-інтерферограм біологічних об’єктів та комп’ютерної обробки оптичних зображень зразків на основі моделі в середовищі Matlab. \u0000 Ключові слова: спекл-інтерферограми, еритроцити крові, діагностування біологічних мікрооб’єктів, оброблення зображень, модель, Matlab \u0000 ","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-11-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124526017","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-11-17DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.231887
О.Б. Давидько, А.О. Ладік, В.Б. Максименко, Марія Линник, О. В. Павлов, Євген Настенко
Реферат – Проблематика. Визначення структури ураження легеневої тканини хворих на COVID-19 по типовим ознакам «матове скло», «бруківка», «консолідація» є важливою складовою обґрунтування діагнозу та лікувальних заходів на поточний момент терапії пацієнта. Найбільш поширеним засобом визначення стадії та типу ураження дихальних шляхів є аналіз рентген зображень та комп’ютерної томографії (КТ). Оскільки особливістю вірусної пневмонії SARS-CoV-2 є швидкий перехід від легких стадій до важких з розвитком цитокинового шторму і розповсюдження вірусу в артеріальний кровотік, то надійний та швидкий аналіз КТ зображень легень пацієнта є запорукою прийняття своєчасних лікувальних заходів. В даній роботі розглядаються можливості застосування засобів штучного інтелекту для вирішення задачі класифікації уражень легень при захворюванні COVID-19. Мета. Метою роботи є створення класифікаційної системи типу уражень легень при COVID-19 по типовим ознакам «матове скло», «бруківка», «консолідація» на основі згорткової нейронної мережі CNN та текстурних ознак, джерелом яких є матриці суміжності GLCM при різних значеннях кутів напрямку аналізу. Методика реалізації. Оскільки основою відмінностей різних типів ураження легеневої тканини на КТ зображеннях є відмінності у їх текстурних характеристиках, то в основу простору ознак класифікаційної системи закладемо елементи гістограм на основі матриць суміжності областей інтересу КТ зображень легень. У зв’язку з високими якостями перетворення простору ознак до потреб задач класифікації згортковими шарами мережі, засобом побудови класифікатора пропонується застосувати згорткову нейронну мережу. Для навчання системи ДУ “«Національний інститут фтизіатрії і пульмонології ім. Ф.Г. Яновського НАМН України» було надано 794 КТ зрізів від 20 пацієнтів із масками зображень, на яких виділені 4714 зони інтересу з означеними типами уражень легень. Була побудована модель семишарової згорткової нейронної мережі: із чотирма згортковими шарами, після перших трьох з яких йдуть агрегувальні шари. На вхід згорткової нейронної мережі одночасно подаються текстурні ознаки двох GLCM, які були отримані із сегментованих КТ зображень під різними кутами. В якості функції втрат була використана NLLLOSS. Шар активації Softmax визначає результат задачі класифікації. Результати дослідження. Побудована згорткова нейронна мережа на тестовій вибірці з 472 зображень має загальну точність класифікації у 83%, на класі «матове скло» - 90,1%, «бруківки» - 70,5%, «консолідація» – 54,2% та на робочій вибірці з 4714 ROI зображень має загальну точність у 98%, на класі «матове скло» - 98,6%, «бруківка» - 96,8%, «консолідація» – 95,4% Висновки. В роботі одержано модель з високою ефективністю класифікації типу уражень легень при COVID-19. Класифікатор побудовано на основі згорткової нейронної мережі та ознак текстури, джерелом яких є матриці суміжності областей інтересу КТ зображень легень. Ключові слова – GLCM, матриця суміжності, область інтересу, комп’ютерна томо
{"title":"КЛАСИФІКАЦІЯ УРАЖЕНЬ ЛЕГЕНЬ ПРИ COVID-19 НА ОСНОВІ ТЕКСТУРНИХ ОЗНАК ТА ЗГОРТКОВОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ","authors":"О.Б. Давидько, А.О. Ладік, В.Б. Максименко, Марія Линник, О. В. Павлов, Євген Настенко","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.231887","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.231887","url":null,"abstract":"Реферат – Проблематика. Визначення структури ураження легеневої тканини хворих на COVID-19 по типовим ознакам «матове скло», «бруківка», «консолідація» є важливою складовою обґрунтування діагнозу та лікувальних заходів на поточний момент терапії пацієнта. Найбільш поширеним засобом визначення стадії та типу ураження дихальних шляхів є аналіз рентген зображень та комп’ютерної томографії (КТ). Оскільки особливістю вірусної пневмонії SARS-CoV-2 є швидкий перехід від легких стадій до важких з розвитком цитокинового шторму і розповсюдження вірусу в артеріальний кровотік, то надійний та швидкий аналіз КТ зображень легень пацієнта є запорукою прийняття своєчасних лікувальних заходів. В даній роботі розглядаються можливості застосування засобів штучного інтелекту для вирішення задачі класифікації уражень легень при захворюванні COVID-19.\u0000Мета. Метою роботи є створення класифікаційної системи типу уражень легень при COVID-19 по типовим ознакам «матове скло», «бруківка», «консолідація» на основі згорткової нейронної мережі CNN та текстурних ознак, джерелом яких є матриці суміжності GLCM при різних значеннях кутів напрямку аналізу.\u0000Методика реалізації. Оскільки основою відмінностей різних типів ураження легеневої тканини на КТ зображеннях є відмінності у їх текстурних характеристиках, то в основу простору ознак класифікаційної системи закладемо елементи гістограм на основі матриць суміжності областей інтересу КТ зображень легень. У зв’язку з високими якостями перетворення простору ознак до потреб задач класифікації згортковими шарами мережі, засобом побудови класифікатора пропонується застосувати згорткову нейронну мережу. Для навчання системи ДУ “«Національний інститут фтизіатрії і пульмонології ім. Ф.Г. Яновського НАМН України» було надано 794 КТ зрізів від 20 пацієнтів із масками зображень, на яких виділені 4714 зони інтересу з означеними типами уражень легень. Була побудована модель семишарової згорткової нейронної мережі: із чотирма згортковими шарами, після перших трьох з яких йдуть агрегувальні шари. На вхід згорткової нейронної мережі одночасно подаються текстурні ознаки двох GLCM, які були отримані із сегментованих КТ зображень під різними кутами. В якості функції втрат була використана NLLLOSS. Шар активації Softmax визначає результат задачі класифікації.\u0000Результати дослідження. Побудована згорткова нейронна мережа на тестовій вибірці з 472 зображень має загальну точність класифікації у 83%, на класі «матове скло» - 90,1%, «бруківки» - 70,5%, «консолідація» – 54,2% та на робочій вибірці з 4714 ROI зображень має загальну точність у 98%, на класі «матове скло» - 98,6%, «бруківка» - 96,8%, «консолідація» – 95,4%\u0000Висновки. В роботі одержано модель з високою ефективністю класифікації типу уражень легень при COVID-19. Класифікатор побудовано на основі згорткової нейронної мережі та ознак текстури, джерелом яких є матриці суміжності областей інтересу КТ зображень легень.\u0000Ключові слова – GLCM, матриця суміжності, область інтересу, комп’ютерна томо","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-11-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128040321","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-11-17DOI: 10.20535/2617-8974.2021.6.244562
Г. В. Мельник, І.Ю. Худецький, Юлія Антонова–Рафі
Реферат – частота ампутацій нижніх кінцівок зростає у всьому світі через високий рівень дорожньо-транспортних пригод та судинних захворювань. Транстибіальні ампутанти часто використовують протез як реабілітаційний засіб для відновлення повсякденної діяльності. Протез складається з кількох важливих компонентів, таких як приймальна гільза, подовжувач, щиколотка та стопа. Приймальна гільза забезпечує з'єднання між залишковою кінцівкою (куксою) та іншими компонентами протезного пристрою. Встановлення та конструкція приймальної гільзи є найскладнішою процедурою через унікальність та складність залишкової кінцівки кожного ампутованого. Незручний протез через неправильне встановлення на залишковій зоні роз'єму кінцівки може призвести до надмірних навантажень, пістонтів (вертикальні рухи всередині гнізда), подразнення шкіри та виразок і навіть до потенційної реампутації. Розподіл напружень між залишковою кінцівкою та приймальною гільзою при транстибіальній ампутації розглядається як прямий показник якості пристосування та комфорту приймальної гільзи. У зв’язку з цим, дослідники дуже зацікавлені у кількісній оцінці цих напружень на межі розділу, щоб оцінити ступінь будь-якого потенційного пошкодження, спричиненого приймальною гільзою на залишкові тканини кінцівок. Протягом останніх 50 років були використані різноманітні методи вимірювання, для визначення локалізацій надмірних напружень, які можуть призвести до пошкодження шкірних покривів, порівняння розподілу напружень у різних конструкціях приймальних гільз, а також для оцінки системи амортизації при протезуванні нижніх кінцівок. Результати таких методів вимірювання сприяли вдосконаленню конструкції та монтажу транстибіальних приймальних гільз. Ця стаття має на меті оглянути принципи роботи, переваги та недоліки традиційних та нових методів, що використовуються для вимірювання напруги на межі приймальна гільза – залишкова кінцівка. У статті також оглянуто еволюцію різних концепцій приймальних гільз та досліджень напружень на межі приймальна гільза – залишкова кінцівка, проведених за останні п’ять десятиліть, надано уявлення про останні тенденції в дизайні приймальних гільз та наведено міркування щодо ефективних інструментів вимірювання напружень, які призводять до створення функціональної приймальної гільзи. Ключові слова: приймальна гільза; транстибіальний ампутант; вимірювання напружень; залишкова кінцівка, тензодатчики, п’єзорезистивні датчики, п’єзоелектричні датчики, ємнісні датчики, оптичні датчики
{"title":"МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ НАПРУЖЕНЬ НА МЕЖІ ПРИЙМАЛЬНА ГІЛЬЗА – ЗАЛИШКОВА КІНЦІВКА","authors":"Г. В. Мельник, І.Ю. Худецький, Юлія Антонова–Рафі","doi":"10.20535/2617-8974.2021.6.244562","DOIUrl":"https://doi.org/10.20535/2617-8974.2021.6.244562","url":null,"abstract":"Реферат – частота ампутацій нижніх кінцівок зростає у всьому світі через високий рівень дорожньо-транспортних пригод та судинних захворювань. Транстибіальні ампутанти часто використовують протез як реабілітаційний засіб для відновлення повсякденної діяльності. Протез складається з кількох важливих компонентів, таких як приймальна гільза, подовжувач, щиколотка та стопа. Приймальна гільза забезпечує з'єднання між залишковою кінцівкою (куксою) та іншими компонентами протезного пристрою. Встановлення та конструкція приймальної гільзи є найскладнішою процедурою через унікальність та складність залишкової кінцівки кожного ампутованого. Незручний протез через неправильне встановлення на залишковій зоні роз'єму кінцівки може призвести до надмірних навантажень, пістонтів (вертикальні рухи всередині гнізда), подразнення шкіри та виразок і навіть до потенційної реампутації. Розподіл напружень між залишковою кінцівкою та приймальною гільзою при транстибіальній ампутації розглядається як прямий показник якості пристосування та комфорту приймальної гільзи. У зв’язку з цим, дослідники дуже зацікавлені у кількісній оцінці цих напружень на межі розділу, щоб оцінити ступінь будь-якого потенційного пошкодження, спричиненого приймальною гільзою на залишкові тканини кінцівок. Протягом останніх 50 років були використані різноманітні методи вимірювання, для визначення локалізацій надмірних напружень, які можуть призвести до пошкодження шкірних покривів, порівняння розподілу напружень у різних конструкціях приймальних гільз, а також для оцінки системи амортизації при протезуванні нижніх кінцівок. Результати таких методів вимірювання сприяли вдосконаленню конструкції та монтажу транстибіальних приймальних гільз. Ця стаття має на меті оглянути принципи роботи, переваги та недоліки традиційних та нових методів, що використовуються для вимірювання напруги на межі приймальна гільза – залишкова кінцівка. У статті також оглянуто еволюцію різних концепцій приймальних гільз та досліджень напружень на межі приймальна гільза – залишкова кінцівка, проведених за останні п’ять десятиліть, надано уявлення про останні тенденції в дизайні приймальних гільз та наведено міркування щодо ефективних інструментів вимірювання напружень, які призводять до створення функціональної приймальної гільзи. \u0000 Ключові слова: приймальна гільза; транстибіальний ампутант; вимірювання напружень; залишкова кінцівка, тензодатчики, п’єзорезистивні датчики, п’єзоелектричні датчики, ємнісні датчики, оптичні датчики","PeriodicalId":386518,"journal":{"name":"Біомедична інженерія і технологія","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-11-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"126758952","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：