CC BY
14
Рассмотрена проблема целесообразности использования пальмового масла в пищевой промышленности Украины. Приведена краткая история возникновения производства пальмового масла и ее основные технологические свойства, благодаря которым она заняла выгодное положение на мировом рынке и в пищевой промышленности. Проанализированы современные исследования в области его безопасности для здоровья человека. Обобщены последствия производства пальмового масла для экологической ситуации в мире. Сделаны выводы касательно возможности использования альтернативных источников получения масел, безопасных для окружающей среды и здоровья человека.
Ключевые слова: пальмовое масло, транс-жирные кислоты, холестерин, сердечнососудистые заболевания, экологическая ситуация.
Solod M.I. Using Palm Oil in the Food Industry: World Experience
The problem of suitability of using palm oil in the food industry of Ukraine is considered. The brief history of palm oil production and its major technological characteristics which caused its advantageous position on the world market are shown. Modern investigations of palm oil safety for human health are analyzed. The consequences of palm oil production for world ecological situation are summarized. Conclusions concerning the possibilities of applying the alternative sources of oils which are friendly and safe for environment and the health of our citizens are drawn.
Keywords: palm oil, trans fatty acids, cholesterol, cardiovascular disease, ecological situation.
УДК 57.087 Проф. Я.П. ДраГан, д-р ф.-м. наук - НУ "Львiвська полтехтка ";
асист. Ю.Б. Паляниця; доц. О.В. Гевко, канд. мед. наук; ст. викл. 1.Ю. Дедiв, канд. техн. наук - Терноптьський НТУ т. 1вана Пулюя
ОБГРУНТУВАННЯ СТРУКТУРЫ СИСТЕМИ ДИСТАНЦ1ЙН01 Д1АГНОСТИКИ АДАПТАЦ1ЙНИХ РЕЗЕРВ1В СЕРЦЯ
Розглянуто принципи побудови системи дистанцшно'! дiагностики серця людини для своечасного виявлення порушень у серцевш дiяльностi. Показано актуальшсть зав-дання розроблення ефективних методiв виявлення захворювань серцево-судинно! системи як одше! з основних причин смертности Описано основш критерil функцюнуван-ня системи вщбору фонокардiосигналу на шдсташ математично! моделi його як перь одично корельованого випадкового процесу. Розроблена структура дiагностичноl системи грунтуеться на застосуванш та вiдповiднiй модифшащ! синфазного методу опра-цювання фонокардюсигналу.
Ключовi слова: серцево-судинна система, система дистанцшно'! дiагностики, електрокардiографiя, фонокардiографiя, споиб вiдбору, перiодично корельований ви-падковий процес.
Постановка задачг Зростання кiлькостi серцево-судинних захворювань в УкраЫ та свiтi спонукае до розроблення та удосконалення дiагностики серце-во! патологii. Особливо гостро постае проблема внаслiдок почастiшання випад-кiв раптовоi серцево! смертi, зокрема i поза межами лiкувальних закладiв. Нап-риклад, пiдвищились показники летальност вiд захворювань серця пiд час ви-конання фiзичних навантажень [1]. Насторожують також випадки безсимптом-них фатальних порушень ритму. Тому прюритетним напрямком сучасно! кардь ологп е дистанцшний монiторинг серцево-судинно! системи. Саме новггая ш-женерна думка сприятиме вирiшенню багатьох аспектiв цього питания.
Аналiз дослщжень та публiкацiй. Щкавою та перспективною, на сьогоднi, е галузь "розумного одягу". Проте ця iдея наразi перебувае у зародко-
вому сташ, через низку перепон. Адже тканина i3 вмонтованими сенсорами повинна щшьно облягати тiло людини та не сковувати при цьому ц рухiв. Це питания перебувае на стадп вирiшения. Так, канадська компатя OMsignal розро-била одяг з шплантованими сенсорами, що можуть контролювати не лише сер-цевий ритм, а й частоту дихання, обсяг вдихш i видихш, число та штенсившсть рухiв, витраченi калорц [2]. Оскiльки в Украiнi немае подiбних iнновацiй, то ак-туальним залишаеться розроблення автоматизовано! системи мошторингу стану серця за допомогою сенсорiв, вмонтованих в одяг. Електрокардiографiчний та фонокардiографiчний сигнали несуть ввдомосп, якi стають пiдставою обнов-лення iнформативних характеристик i параметрiв, що вщображають серцеву дь яльнiсть [3, 4], тому доцшьною е ix реестращя. Зокрема, тривалий монiторинг електрокардюграми та перiодичний фонокардiограми можна забезпечити вмон-тованими в одяг сенсорами.
Експериментальна частина. Перспективним напрямком спортивно! медицини залишаеться визначення функцюнальних резервов серця, котрi можна легко ощнити, вивчаючи фазову структуру серцевого циклу i звертаючи увагу на фазу iзометричного скорочення, час вигнання кровi, тривалiсть меxанiчноi систоли. Вкорочення цих показникiв вказуе на фазовий синдром гшердинами мiокарда у ввдповвдь на фiзичне динамiчне навантаження, подовження - на фазовий синдром гшодинамп. Сприятливими функцiональними резервами серця вважають [3] гiпердинамiчний тип реакцц.
Назагал видiляють два основнi шдходи до дистанцiйного монiторингу бiосигналiв: 1) портативш пристро!; 2) iнтегрованi в одяг пристро!.
Пристро! Голтер1вського мониторингу (наприклад CardioMera EKG Holter Meditech Ltd.) ввдносять до портативних. Попри ва переваги цього методу, кнуе низка незручностей для пацiеита, пов'язаних iз потребою крiплення провiдникiв сенсорш, розташування !х у найбiльш комфортний споаб, що створюе незруч-носп, певною мiрою обмежуе свободу руxiв i, зрештою, через спричинений стрес та постiйну зосередженiсть, спотворюе результати. Тому одяг з уже вмонтованими сенсорами та портативним пристроем вважають бшьш перспективним. Однак лiмiтована лiнiйка моделей позбавляе людину можливостi носити одяг, до якого вона звикла. Запропонована система, яка зможе штегруватися в будь-який одяг, на грудшй клiтинi. У ролi сенсорiв для реестрацц електрокардь осигналу (ЕКС) використовуватимуть клейкi одноразовi електроди iз " твердим" гелем, котрий пiд дiею тепла тiла пащента знижуе в'язкiсть. Для такого Голте-рiвського монiторингу, рекомендовано [5] стандартш модифiкованi груднi ввдве-дення CS1 i СМ5, тому що тодi найкраще вiдображаються порушення ритму.
У вдаеденш CS1, що вiдповiдае вдаеденню V1, негативний електрод крiпиться у лшй пiдключичнiй дiлянцi, позитивний - у позицц V1. Вiдповiдно, у СМ5, що ввдповдае вiдведенню V1, негативний електрод кршиться у правш пiдключичнiй дiлянцi, позитивний - у позицп V5. Для реестрацй' фонокардь осигналу (ФКС) мiкрофон рекомендуемо кршити за допомогою гелю на верxiв-цi серця. Екранованi провiдники рекомендуемо прикршлювати до одягу за допомогою заспбки-лепучки, що пришиваеться або приклеюеться. Ця особливiсть забезпечить комфорт пащента. Пропонуемо також компактний електронний
блок, котрий сприйматиме та оброблятиме iнформацiю iз сенсорш та вщправля-тиме 11 на робочу станцiю лiкаря для подальшого аналiзу. Для реалiзацii описано!' розробки потрiбне спецiалiзоване програмне забезпечення, що буде ш-стальоване на електронно-обчислювальнш машинi та автоматично зможе роз-раховувати потрiбнi показники.
Окрш того, важливим iстотним моментом тд час опрацювання даних е однорiднiсть умов 1х реестрацп. Це спричиняе потребу забезпечити спещальни-ми заходами однорщшсть статистичного матерiалу та достатшсть (репрезента-тивнiсть) вибiрки. Розроблена структура комплексу дае змогу реестрацп ФКС та ЕКС в однорщних умовах. Його умовно можна роздшити на три частини: пе-реносний пристрш iз вмонтованими в одяг сенсорами, "хмарний" сервiс та комп'ютеризоване робоче мкце лiкаря. Переносний пристрш е легким, компак-тним та разом iз сенсорами ЕКГ та ФКГ штегруеться в одяг, тому не завдае нез-ручностей пащенту. Його умовно можна роздiлити на таю структурш одиницi:
1. Тракт ЕКГ на осжш спецiалiзованоí штегральноУ схеми iз функцiями фшьтращ! (встановлення верхньоУ границi дiапазону в значення 50 Гц дае змогу мiнiмiзувати стороннi шуми пiд час фiзичноí активностi пацiента, та-кi як дихання, електропотенщали м'язiв). Детектор електричного контакту сенсорiв потрiбен для запобкання втратi можливостi запису ЕКГ у разi втрати контакту сенсорiв зi шкiрою пацiента.
2. Тракт ФКГ мютить вузол диференцiйного пiдсилювача, що характеризуемся великим ступенем ослаблення синфазной завади, що мiнiмiзуе вплив довколишнього електромагнiтного випромiнювання. Пщсилюваль-ний каскад iз електронним регулюванням коефщента пiдсилення забезпе-чуе максимальне використання динамiчного дiапазону (аналого-цифровий перетворювач (АЦП) розрядшстю 8 бiт задля спрощення штеграцп в юну-ючi телемедичш системи). Використано антиалiасинговий фiльтр з характеристикою Беселя, що мае лшшну фазо-частотну характеристику та плос-ку амплпудно-частотну характеристику, що практично не вносить спотво-рення в сигнал.
3. Оцифрування сигналiв здшснюеться за допомогою вбудованого модуля АЦП мжроконтролера з ядром 8ТМ8, що характеризуеться низькою цшою та малим енергоспоживанням.
4. Реалiзовано вузол звуково! сигналiзацГí, що створюе звуковi повiдомлення пащенту про режими роботи пристрою, зокрема про потребу призупинити активний рух для коректного запису ФКС.
5. Пристрш оснащено модулем ЫийооЛ, що здшснюе зв'язок з мобшьним телефоном, який, своею чергою, передае даш на "хмарний" сервк для зберь гання i/або отримуе 1Р-адресу для безпосереднього зв'язку з робочим мгс-цем лiкаря.
Серцево-судинна система е гвдротранспортною пiдсистемою людського оргашзму (власне не гiдро-, а гемотранспортною, вiд грец. 'аща кров, бо в кро-вi, крiм ввдомих бiлих i червоних тiлець, е ще рiзнi iони багатьох речовин). Але ця система е специфiчною, бо замкнута (розрив великих судин - артерш або вен бувае тшьки в разi поранення i сполучае 1'х iз атмосферою), а рушiем у нiй е подвшна помпа - нагнiтна i всисна система за термшолопею словника [6] з клапанами, керована синусовим вузлом. Для гарантування адаптивностi й! до змiн
як потреб оргашзму, так i зовнiшнix умов (змш добових, сезонних, середовища) вона е лабшьною (вiд латин. labilis рухливий, нестiйкий) як наслiдок ритмчнос-тi роботи серця (вщ грец. рибцо^ розмiрнiсть, узгодженiсть елементiв), що за-безпечуе пульсивний характер ii (вiд лат. pulsus удар, поштовх). Тому розвива-ючи iдеi Р. Гольдекра [7] та розроблено! дослвдниками ритмiки пiдxоду [8-10] i беручи до уваги опис у загальних рисах функцiонувания серцево-судинно! сис-теми в шдручнику [11] i змктовшший з погляду потреб фонокардiографii у мо-нографп [12], яка виникла як вислвд праць з тдготування болгарського космонавта в колишньому т. зв. радянському союзi, використано цi факти i в цьому раз^ пам'ятаючи принцип С. Слуцького: коливна система завжди коливна (див. [9]) i ще той факт, що серцевi "допомагають" м'язи, особливо у просуванш кро-вi у венах.
Серце працюе як автомат, який виконуе циклiчно послiдовнiсть дш -скорочень вiдповiдниx м'язiв, на що "накладаеться" вплив дуже багатьох зов-нiшнix i внутрiшнix чинниюв. Програма та сама, але умови, яю формують ко-жен етап ii дiею дуже багатьох чинниюв (включно з субмолекулярним рiвнем) так, що прослщкувати в деталях це неможливо, а врахувати цю обставину за традиц1ями фiзичноl науки можна тшьки огульно як сукупний ефект засобами математично! статистики. Саме цей факт оправдовуе застосування стохастично! теорц ритмiки, фактично вже пiдтверджений застосуванням до опрадювання даних спостережень статистичними засобами, що випливають на пiдставi МАПР-трiяди (модель алгоритм-програмна чи процесорна реалiзацiя), яка опи-раеться на математичну модель ритмiки у виглядi перiодично корельованого випадкового процесу (ПКВП) i вiдомi синфазний, компонентний та фшьтровий методи аналiзу ПКВП, яю випливають iз структури ще! модели
Висновки. Отже, вдосконалення сучасних автоматизованих систем для дистанцiйного монiторингу серцево! дiяльностi е прiоритетним завданням ме-дично! галузi в Украlнi зокрема та в свiтi загалом. Запропоновано автоматизова-ну систему для мошторингу адаптацiйниx резервiв серця, що включае вiдбiр електрокардiосигналу та фонокардiосигналу i електроди яко! здатнi iитегрову-ватись в одяг, дасть змогу виявляти серцеву патологiю ще на раннш, доклiнiч-нiй стад^! розвитку.
Для створення засобiв опрацювання фонокардiосигналу на пiдставi його математично! моделi у виглядi ПКВП використано синфазний метод, який дае змогу ощнити стан серця за його акустичними показниками. Розроблено прог-рамне забезпечення в середовищi Matlab для автоматичних систем дiагностики функцiонального стану синфазним методом аналiзу фонокардiосигналу, тракто-ваного як перюдично корельований випадковий процес.
Лггература
1. М'ягкий О.В. Аналiз серцево-судинно!' системи юнакхв старшо! школи Украхни на прик-ладi Чершпвських загальноосвiтнiх навчальних заклад1в / О.В. М'ягкий // Спортивная медицина. Здоровье и физическая культура : матер. II-й Всерос. науч.-практ конф., 2011, Сочи. - Сочи, 2011. - С. 163-165.
2. Козлов И.А. Применение современных технологий в повседневной жизни / И.А. Козлов // Актуальные вопросы физики и техники : матер. III Республ. науч. конф. студ., магистр. и
аспир., 17 апреля 2014 г., Гомель. - В 2-ух ч. - Гомель : Изд-во ГГУ им. Ф. Скорины, 2014. - Ч. 2. - С. 93-95.
3. АчкасовЕ.Е. Сравнительный анализ современных аппаратно-программных комплексов для исследования и оценки функционального состояния спортсменов / Е.Е. Ачкасов, С.Д. Рунен-ко, Е.А. Таламбум и др. // Спортивная медицина : наука и практика. - 2011. - № 3. - С. 7-14.
4. Кмить Г.В. Краткосрочная адаптация сократительной функции миокарда к физической нагрузке у детей 5 лет / Г.В. Кмить // Новые исследования : альманах. - № 4(17): СДВГ. Возрастная физиология / Рос. акад. образования, Ин-т возрастной физиологии. - М. : Изд-во "Вердана-2001". - 2008. - С. 58-63.
5. Руководство по кардиологии / под ред. В.Н. Коваленко. - К. : Изд-во МОРИОН, 1984. -1424 с.
6. Козирський В. Украшсько-англшсько-шмецько-росшський словник фiзичноi' лексики / В. Козирський , В. Шендеровський. - К. : Вид-во "Рада", 1996. - 934 с.
7. Гольдекр Р. Регулирование ритма и гомеостаза в биологии и медицине / Р. Гольдекр // Кибернетика и живой организм. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1964. - С. 31-52.
8. Драган О.П. Синтез моделей сигналов и информационно-измерительних систем контроля гомеостаза и ритмши объектов / О.П. Драган, Я.П. Драган, Л.С. Сикора // Статистический синтез и анализ информационных систем : сб. докл. XII науч.-техн. семинара, 23-25 июня 1992 г., Черкассы. - М. -Черкассы : Изд-во Моск.техн. ун-та связи и информатики. - С. 50-52.
9. Драган Я.П. Статистичне оцшювання сташв стохастично'! коливно'! системи: щдикатив-шсть i"i сигнально'! моделi та кондицшшсть статистичних даних / Я.П. Драган // Вюник Национального университету "Львгвська полггехнжа". - Сер.: Комп'ютерш науки та шформацшш технологи. - Львiв : Вид-во НУ "Львгвськашштехнжа". - 2011. - № 694. - С. 418-424.
10. Драган Я.П. Специфика информативности стохастических моделей ритмики периодически коррелированных и родственных им случайных процессов / Я.П. Драган, Л.С. Сикора, Б.И. Яворский // Проблемы управления и автоматики : сб. науч. тр. - 1997. - № 26. - С. 96-109.
11. Емчик Л.Ф. Медична i бюлопчна фiзика : шдручник / Л.Ф. Емчик, Я.М. Кмгг. - Львгв : Вид-во "Свгг", 2003. - 592 с.
12. Баевський Р.М. Баллистокардиография / Р.М. Баевський А.А. Талаков. - София : Изд-во "Медицина и физкультура", 1971. - 365 с.
Драган ЯП., Паляница Ю.Б., ГевкоА.В., ДедивИ.Ю. Обоснование структуры системы дистанционной диагностики адаптационных резервов сердца
Рассмотрены принципы построения системы дистанционной диагностики сердца человека для своевременного выявления нарушений в сердечной деятельности. Показана актуальность задачи разработки эффективных методов выявления заболеваний сердечно-сосудистой системы как одной из основных причин смертности. Описаны основные критерии функционирования системы отбора фонокардиосигнала на основании математической модели его как периодически коррелированного случайного процесса. Разработанная структура диагностической системы основывается на применении и соответствующей модификации синфазного метода обработки фонокардиосигнала.
Ключевые слова: сердечно-сосудистая система, система дистанционной диагностики, электрокардиография, фонокардиография, способ отбора, периодически коррелированный случайный процесс.
Dragan Ya.P., Palaniza Yu.B., Hevko O. V., Dediv I. Yu. Heart adaptation reserve remote diagnostics system structure grounding
In this paper the principles of remote diagnostics system construction to human heart abnormalities detection is described. The importance of cardiovascular system diseases highly effective detection methods development as one of the main causes of death is grounded. The main criteria of the phonocardiosignal registration system functionality based on its mathematical model as a periodically correlated stochastic process is described. The structure of the diagnostic system is based on the application and the corresponding modification of the sinpha-se processing method.
Keywords: cardiovascular system, remote diagnostics system, electrocardiography, pho-nocardiography, registration method, periodically correlated stochastic process.
