CC BY
2укра!нська конференция з питань безпеки харчу-вання: тези доповщей. - К.: НТУУ"КП1", 2010. - С. 107-109.
4. OECD-FAO Agricultural Outlook 2007-2016.
- Geneva: OECD/FAO, 2007. - P. 26-27.
5. Шубравська О.В. Розвиток ринку молока i молочно! продукци: свггов1 тенденци i вггчизняш перспективи / О.В. Шубравська, Т.В. Сокольська // Економжа i прогнозування. - 2008.- № 2.- С. 80
- 93.
6. Балыкова О.П. Исследование культуры питания студентов - одного из факторов формирования здоров'я/ Балыкова О.П. ,Цыбусов А.П.,Блинов Д.С.,Чернова Н.Н.,Ляпина С.А. //Интеграция образования. -2012. .- № 2.- С. 56 - 59
7. http://bfi-online.ru/aviews/index.html?msg=3901
8. Машк1н М. I., Париш Н. М. Технолопя молока i молочних продукпв: Навчальне видання. — К.: Вища освта, 2006. — 351 с.
9. Кугенев П.В. Молоко и молочные продукты М.: Россельхозиздат, 1985. — 80 с., Крусь Г.Н. Технология молока и молочных продуктов/ Крусь Г.Н., Храмцов А.Г., Волокитина Э.В., Карпычев С.В. Под ред. А.М. Шалыгиной. — М.: КолосС, 2006. — 455 с.
10. Скурихин И.М. Химический состав пищевых продуктов: Довщник - М: Агропромиз-дат, 1987 - 360с.
11. Липатов Н.Н. Некоторые аспекты моделирования аминокислотной сбалансированности пищевых продуктов // Пищевая и перерабатывающая промышленность. - 1986. - № 4. - С. 49-52.
12. Васильева, И. В. Технология продукции общественного питания: учебник и практикум для акаде- мического бакалавриата / И. В. Васильева, Е. Н. Мясникова, А. С. Безряднова. — М. : Издательство Юрайт, 2016. — 414 с.
Зубчук e.i.
Нацюнальний техн1чний утверситет украти «кшвський полтехн1чний тститут м. ¡.скорського»,
доцент, к.т.н. Соломт а.в.
Нацюнальний технгчний утверситет украти «кшвський полтехнгчний iнститут м. ¡.скорського»,
доцент, к.ф1з.-мат.н. Каушнян a.i.
Нацiональний техтчнийунiверситетукрати «кшвський полiтехнiчний тститут iM. 1.сторського»
студентка, магiстр Штатчева м.в.
Нацiональний техтчнийунiверситетукрати «кшвський полiтехнiчний тститут iM. 1.акорського»
студентка, магютр, Борозенець д.а.
Нацiональний техтчний унiверситет украти «кшвський полiтехнiчний тститут iM. 1.сторського»
студент, бакалавр
ЛАЗЕРНА ТЕРАП1Я З1 ЗВОРОТРИМ ЗВ'ЯЗКОМ LASER THERAPY WITH FEEDBACK
Zubchuk v.i.
National technical university of ukraine «kyiv polytechnic institute named i.sikorsky», assistant professor,
œndidate of technical sciences Solomin a.v.
National technical university of ukraine «kyiv polytechnic institute named i.sikorsky», assistant professor,
сandidate of physico-mathematical sciences
Kaushnyan a.i.
National technical university of ukraine «kyiv polytechnic institute named i.sikorsky», student, master
Shtanicheva m.v.
National technical university of ukraine «kyiv polytechnic institute named i.sikorsky», student, master
Borozenetc d.a.
National technical university of ukraine «kyiv polytechnic institute named i.sikorsky», student, bachelor АНОТАЦ1Я
Адаптивна лазерна тератя враховуе шдиввдуальш особливосп пащента, завдяки чому досягаеться стшкий терапевтичний ефект при меншш дозi впливу.
Для максимiзацiï лшувального ефекту персонально для кожного пащента юнуе реальна необхвдшсть розробки алгоршшв, методiв лшування i дiагностики, яш б склали основу iндивiдуальноï медицини. Реа-лiзацiя ввдомих методик лазеротерапп [1, 2, 3], а також нових методик обумовлюе необхвдшсть створення гнуч^' системи з можливютю простого переналаштування режиму лазеротерапп вщповщно до кожного
пащента. Така система повинна мати у своему склащ пристрш реестрацп вимiрюваних napaMeTpiB/сигна-fliB, пристрш ix обробки та вибору методики лазеротерапи i пристрiй генераци лазерного випромiнювaння. Необхвдна гнучк1сть системи може бути реaлiзовaнa, якщо пристрiй обробки вимiрювaних пaрaметрiв/си-гнaлiв та вибору методики лазеротерапи реaлiзувaти на основi персонального комп'ютера з вiдповiдним програмним забезпеченням.
Постiйний монiторинг цих вщхилень i корекцiя терапевтичного або л^вального впливу при лжу-вaннi дозволяе коректно ощнювати ефективнiсть терапевтичного впливу. Значно розширити дiaпaзон ш-тенсивностей, що не порушують гармонш внутршшх бiоритмiв оргaнiзму, можна при додатковш чaсовiй синхрошзаци впливу на бюсистему. Бiокеровaнa модулящя лазерним опромiнювaнням дозволяе практично виключити передозування [4].
Головш переваги адаптивних методiв лазерно! терапп в порiвняннi з традицшним впливом: систем-ний характер лшування завдяки iмунокорекцi! та посилення антиоксидантного захисту; усунення десинх-ронозiв, нормал1защя нормального кровотоку; синхронiзaцiя регiонaльного та центрального кровотоков, що усувае i нaслiдки, i причини хвороби.
ABSTRACT
Adaptive laser therapy takes into account the individual characteristics of the patient, resulting in a sustained therapeutic effect at a lower dose exposure.
To maximize the therapeutic effect individually for every patient, there is a real need to develop algorithms, methods of treatment and diagnosis that formed the basis of personalized medicine.. Implementation of the known methods of laser therapy [1, 2, 3], as well as new techniques necessitates the establishment of a flexible system with the ability to easily reconfigure the mode of laser therapy according to each patient. Such a system should be composed of device registration of the measured parameters/signals, the processing device and choice of the method of laser therapy and the device generating the laser radiation. The necessary flexibility can be implemented if the device processing the measured parameters/signals, and the choice of the technique of laser implemented on the basis of personal computer with appropriate software.
Continuous monitoring of these variations and correction of the therapeutic or curative effects in the treatment of allows to correctly evaluate the effectiveness of therapeutic effects. Significantly expand the range of intensities that do not violate the harmony of the internal biorhythms of the body, with possible additional temporal synchronization effect on the biosystem. Bakirovna modulation of laser radiation allows to eliminate most of the overdose [4].
The main advantages of adaptive methods of laser therapy in comparison with traditional effects: systemic treatment with immune enhancing and antioxidant protection; the elimination of desynchronism, the normalization of the normal blood flow; synchronization of regional and central blood flow, eliminating and consequences, and causes of disease.
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: лазерна терашя, адаптащя, персошфкована медицина.
KEYWORD: adaptive laser therapy, biocontrolled modulation, personalized medicine.
Вступ. Широке використання лазерно! терапп обумовлюе необхщшсть виршення задачi вибору оптимальних параметрiв процедур, осшльки лшу-вальний ефект суттево залежить ввд обрано! методики та параметрiв дшчого лазерного випромiню-вання [5, 6]. Необхвдшсть варшвання параметрiв та переналаштування лазеротерапевтичних приладiв частково обумовлена ввдсутшстю точних даних про кшьшсть лазерно! енергп, що досягае обласп, котра щддаеться лазернш терапп. Це, у свою чергу, обумовлюе необхвдшсть мониторингу процесу лазеротерапи та переналаштування параметрiв у процеа л^вального сеансу, тобто введения бюлопчного зворотного зв'язку. Актуальшсть такого пвдходу щдгверджуеться необхвдшстю виршення двох проблем, яш виникли в лазеротерапи. Перша - немае чгткого уявлення про мехашзм л^вально! ди при кожному конкретному захворюваннi. Друга - не ви-значений дiапазон параметрiв лазеротерапи. У т-каря немае достатньо об'ективного, чгткого крите-рш, на який вiн мгг би орiентуватися, оцiнюючи ефективнiсть лазеротерапи, немае чгткого уявлення про те, що ввдбуваеться з лазерним випромшюван-ням при проходженнi через рiзнi бiологiчнi тка-нини, чи втрачае лазерне випромiнювання сво! ос-
новш властивостi: монохроматичность, поляриза-цiю i когерентнiсть [7, 8]. Таким чином, проблема дозиметри та оптимального вибору параметрiв ла-зеротерапi! е важливою в умовах iнтенсивного впровадження низькоштенсивного лазерного ви-промiнювання в медицину. Тому найважлившим завданням е урахування найбiльшого числа факто-рiв, що впливають на оптимiзацiю лазерно! проце-дури, а також розробка необхвдних методiв i засобiв контролю та автоматичного регулювання !! параме-трiв з використанням зворотного зв'язку «пащент -апаратура». Одним з можливих методiв реалiзацi!' бiологiчного зворотного зв'язку е використання ка-рдiоритмiв для керування лазеротерапевтичним приладом.
Мета i завдання. Метою е розроблення методики адаптивно! лазеротерапи з синхрошзащею лазерного впливу зi збiльшенням кровонаповнення тканини. Дана методика включае в себе три блоки. Блок реестрацп сигналу з датчишв пульсу, блок обробки та анал!зу сигналу та блок створення керуючого сигналу для управлшня пристроем лазеротерапи.
Для створення тако! системи необхвдно:
- розробити пристрiй автоматизованого вимь рювання i реестрацi! пульсово! хвилц
- створити систему анатзу сигналу з датчишв пульсу;
- в режимi реального часу проанал1зувати да-ний сигнал, видiлити зубцi R;
- розробити блок керування пристроем лазеро-терапi! на основi отриманих даних.
Аналiз i обробка. Бюсигнали, що вiдбивають об'емнi пульсовi коливання кровонаповнення су-дин, знiмають за допомогою реографа, плетизмографа, фотоплетизмографа. Вважають, що вони вь дображають сумарний ефект пульсацiй артерiаль-ного i венозного вiддiлiв судинного русла дослвджувано! облает! При анал1з1 бюсигнгшв ра-
дiального змiщения прийнято вважати, що реестру-ються пульсовi коливання тшьки артерiально! (п'езограма, сфiгмограма) або пльки венозно! (фле-бограма) стшки залежно вiд того, як встановлений датчик зйому iнформацi!.
Розроблювана методика включае в себе три блоки, схематично вона зображена на рис. 1. Блок реестрацп сигналу пусьсово! хвилi (ПХ) з датчиков пульсу, блок обробки та анал1зу сигналу, що складаеться з програмного забезпечення LabVIEW, управляючого модуля (УМ), персонального комп'ютера та блоку створення керуючого сигналу для управлiння пристроем лазеротерапи (ПЛТ).
Рис. 1 Схема розроблюваноi системи
Для реестрацi! сигналу використано розробле-ний приладом портативний реестратор пульсово! хвилi, заснованого на оптичному датчику (рис. 2). Даний прилад являе собою комплексну систему ре-естраци та анал1зу пв в електроннш формi, що дае змогу забезпечити единий контроль за пацiентом з багатьох пристро!в. Забезпечуе при надшшсть та ергономiчнiсть.
З точки зору дощльносп економiчностi та ш-формативносл було обрано фотоплетизмографiч-ний метод для реалiзацi!.
Фотоплетизмографiчний метод дозволяе реес-трувати змiну об'ему органу або його частини, що викликаш динашкою кровонаповнення протягом серцевого циклу. Змши освiтленостi фiксуються
фотоприймачем, а електричний сигнал ввд остан-нього виводиться на дисплей у вигляд1 пульсово! криво!.
Для поеднання основних функцюнуючих оди-ниць у повну схему використовуеться перемикач з виход1в реестратора A D у тн 2 схеми модулятора, що забезпечуе роботу приладу у 2-х режимах, шд-раховуючому та рееструючому.
Живлення схеми виконано за допомогою usb2.0 порта комп'ютера, та може бути переклю-чене на аккумулятор з напругою, яка не перевищуе 6 В.
1нформац1йний вихвд знаходиться на третьому п1н1 модулятора, який п1дключено до 3.5 mm jack штекеру шн 2. Земля тдключена до п1ну 1 штекеру.
Рис. 2. Схема реестратора ПХ
Фотоплетизмограма, що отримуеться тсля пi- Пульсова хвиля складаеться iз двох компонен-
дсилення та обробки сигналу фотоприймача, хара- тiв - анакротично! та джротично! фази (рис. 3). ктеризуе стан кровотоку в шсщ розташування сенсора.
\ Г" —-> \ / }:< пряма хвиля / Ш) вщбита хвиля / у"'®
Y 7
х: А2
Ti
Т2
Рис. 3 Склад пульсовоi xerni
Перший пiк пульсово! хвил^ що вiдповiдае анакротичному перiоду пульсово! хвил1 (А1), утво-рюеться в перюд систоли за рахунок прямо! хвил^ формовано! об'емом кровi в систолу, що переда-ються прямо ввд л1вого шлуночка до пальщв верх-нiх кiнцiвок. Амплiтудне значення анакротично! фази носить також назву амплтгуди пульсово! хвилi та вщповвдае ударному об'ему кровi при серцевому викидi, надаючи, таким чином, непрямi вiдомостi про ступiнь iнотропного ефекту (змши сили скоро-чення серця).
Другий тк пульсово! хвил1, що вiдповiдае дш-ротичному перiоду пульсово! хвил1 (А2), вiн утво-рюеться за рахунок вщбиття об'ему кровi вiд аорти та великих магiстральних судин i частково ввдповь дае дiастоличному перюду серцевого циклу. Ддкро-тична фаза надае iнформацiю про тонус судин.
Вершина пульсово! хвилi вiдповiдае найб№-шому об'ему кровi, а !! протилежна частина - най-меншому об'ему кровi в дослiджуванiй дмнщ тка-нини. Характер пульсово! хвил1 залежить вiд елас-тичностi судинно! стiнки, частоти пульсу, об'ему дослвджувано! дiлянки тканини, ширини просвiту судин. Уважаеться, що частота та тривалють пуль-
сово! хвилi залежить ввд особливостей роботи серия, а величина та форма !! тшв - ввд стану судинно! стшки.
ОТРИМАНИЙ СИГНАЛ ПУЛЬСОВО1 ХВИЛ1 1МПОРТУ£ТЬСЯ В ПРОГРАМНЕ середовище LABVIEW ДЛЯ СТВОРЕННЯ УПРАВЛЯЮЧОГО СИГНАЛУ.
СТВОРЕНИЙ В1РТУАЛЬНИЙ ПРИЛАД ДА£ ЗМОГУ РЕГУЛЮВАТИ ПАРАМЕТРИ ПРИЛАДУ ЛАЗЕРОТЕРАПП НА ОСНОВ1 З ДАНИХ ПУЛЬСОВО1 ХВИЛ1.
Основна програма (рис. 4) реал1зуеться в сере-довищi LabVIEW. У вiртуальному пристро! при запуску програми генеруеться сигнал, тип якого ми можемо задати, що й робить нашу систему гнуч-кою. Детектований тк пульсьво! хвилi вiдповiдае моменту максимального кровонаповнення тка-нини, i сигналiзуе про час початку опромшення тка-нини лазером.
Дана програма i девайс зараз дозволяе за допо-могою датчика на основi оптопари, який одягаеться на палець, завести цей сигнал на одну з плат збору даних i отримати лабораторний пульсометр. Отри-манi данi в подальшому надходять до блоку управ-лiння пристроем лазеротерапi! i формують управля-ючий сигнал.
Блок - дiаграма вiртуального пристрою приведена на рисунку 5.
В побудовi використовувалися елементи бiблi-отеки Biomedical Toolkit, що включае спецiалiзо-ванi засоби для роботи з бюмедичними даними в се-редовищ Lab View, пульсова хвиля вибираеться з
Рис. 4 Головний вигляд eima програми
набору сигналiв певних тишв, потiм обчислюеться спектр, проводиться ф№тращя i визначаються па-раметри пульсово! хвилi. Зображення вибраного типу сигналу виводиться на лицьову панель ВП.
Рис. 5 Блок^аграма реалгзацИ пристрою
Шк визначаеться по першш похвднш, яка дорь внюе нулю, (шукаеться точка переходу через 0) тк, або западина визначаеться по другш похiднiй вщ-повщно вона < або > нуля.
Результати дослщження та ix обговорення. На рисунку 6 зображено результат роботи пристрою. Даний вп детектував в рсжи\п реального
часу тки входного сигналу. Детектованi тки ввдпо-ввдають анакротичному перiоду пульсово! хвилi, i сввдчать про максимальне кровонаповнення в тка-нинi. Саме в цей момент часу дощльно подавати iм-пульси з пристрою лазерно! терапii.
Рис. 6 детектування niKie пх
Сформований управляючий сигнал регулюе параметри пристрою лазеротерапи, збiльшуючи цим ефектившсть процедури, зменшуючи час та дозу опромшення.
Висновки. Розроблений метод забезпечуе ав-томатичну бiосiнхронiзацiю лазерних B^rniB. Автоматизм досягаеться за допомогою сигналiв, що надходять з датчиков пульсу самого пацiента. Подача лазерних iмпульсiв проводиться тiльки в спри-ятливi фази енергозабезпечення реакцш. Метод враховуе умови гшоксп або характер дисбалансу артерiальноl i венозно! частин капiлярного русла. При цьому безпосередньо пiд час ввдпустки процедури ми контролюемо стан i реакцп пацiента. Да-ний метод враховуе особливосп кровопостачання i мжроциркуляцп рiзних органiв, швидк1сть поши-рення пульсово! хвилi, площа одночасного опромь нення. Тому вiн рiзко шдвищуе чутливiсть i розши-рюе терапевтичний дiапазон щiльностi потужностi.
Список лггератури
1. Дунаев А.В. Хронодиагностика с целью индивидуального дозирования лазерной терапии/ А.В. Дунаев, С.Л. Загускин // Современные информационные технологии в диагностических исследованиях: Сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф., Днепропетровск, 15 марта 2002 г. — Днепропетровск: ПОРОГИ, 2010. — С. 113- 116.
2. Загускин С.Л. Биоритмологическое биоуправление / С.Л. Загускин. - В кн.: Хронобиология и хрономедицина / Под ред. Ф.И. Комарова и С.И. Рапопорта. — М.:Триада-Х, 2012. — С. 317-328.
3. Загускин С.Л. Критерии оптимальности параметров лазерной терапии / С.Л. Загускин, С.С За-гускина // Материалы Международной конференции «Лазерные и информационные технологии в медицине XXI века», II часть. — СПб.: МГУ им. И.П.Павлова. — 2014. — С. 349-350.
4. Москвин С.В. Эффективность лазерной терапии / С.В. Москвин. Серия «Эффективная лазерная терапия». — Т. 2. — М. — Тверь: Изд-во «Триада», 2014. — 896 с. — 202 ил.
5. Москвин С.В. Основы лазерной терапии / С.В. Москвин. Серия «Эффективная лазерная терапия». — Т. 1. — М. — Тверь: Изд-во «Триада», 2015. — 600 с.
6. Шалобаев Е.В. Применение биологических обратных связей и средств томографии в лазерных сканирующих физиотерапевтических установках / Е.В. Шалобаев, Н.В. Леонтьева, Ю.С. Монахов, А.В. Ефименко, К.В. Подмас- терьев, А.В. Дунаев // Технологии живых систем. — 2010. — № 4. — С. 66-72.
7. Шалобаев Е.В. Проблемы создания биологических обратных связей и их применение в сканирующих лазерных медицинских установках / Е.В. Шалобаев, Г.Н. Юркова, Ю.С. Монахов, В.Т. Ефименко, А.В. Ефименко, С.Ф. Корндорф, А.В. Дунаев // Известия ОрелГТУ. Сер. «Машиностроение. Приборостроение». — 2011. — № 4. — С. 9497.
8. Шалобаев Е.В. Проблемы лазерной терапии / Е.В. Шалобаев, А.В. Дунаев, О.Д. Козырева // Сб. тр. II Всерос. конгресса молодых ученых. — СПб. : НИУ ИТМО. — 2013. — С. 66-67.
