Информационная технология и программно-аппаратный комплекс для контроля состояния биологических жидких образцов

Автор(и)

  • Павел Федорович Щапов Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Україна
  • Роман Сергеевич Томашевский Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Україна

DOI:

https://doi.org/10.26642/tn-2018-1(81)-87-95

Ключові слова:

лабораторная диагностика, факторное воздействие, пьезоэлектрический эффект, статистический анализ, биохимическое состояние, информационные параметры, количество информации

Анотація

Решаются вопросы разработки информационной технологии контроля и диагностики состояния жидких биологических образцов. Предложен метод на основании факторного анализа, вызванного информационного электрического сигнала в результате механического воздействия на биологический образец. Приведен детальный анализ методов применения подобного (пьезоэлектрического) эффекта в медицинской и исследовательской практике. Целью работы являлась разработка и экспериментальное исследование метода и систем контроля состояния жидких биологических образцов. В качестве информационной модели факторного воздействия в работе использованы базовые модели: параметрическая и модель компонент-дисперсий. В качестве уровней влияющего фактора в данном методе используется уровень механического воздействия на жидкий образец, а в качестве информативного сигнала была использована разность потенциалов с погруженных в жидкий образец электродов. В работе приведена структурная схема лабораторной установки и описан принцип ее действия. Для экспериментальной проверки разработанного метода в работе были использованы 10 образцов цельной крови пациентов (5 без патологии, 5 с колоректальным раком). В работе приведена методика подготовки полученных данных и приведена информационная технология выделения информативных признаков. С использованием описанных информативных моделей факторного влияния в работе приведен информативный анализ предложенных параметров и оценка количественного содержания в них контрольной информации. В результате экспериментального исследования получен вывод, что разработанная информационная технология позволяет с 95 % достоверностью выявлять изменения состояния контролируемого биохимического материала.

Біографії авторів

Павел Федорович Щапов, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»

П.Ф. Щапов

Роман Сергеевич Томашевский, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»

Р.С. Томашевский

Посилання

Zhang, Ch., Shi, J., Wang, W., Xi, N., Wang, Yu, and Liu, L. (2017), «Simultaneous Measurement of Multiple Mechanical Properties of Single Cells Using AFM byIndentation and Vibration», IEEE Trans., Series Biomed. Engineering, No. 64 (12), pp. 2771–2780.

Shhapov, P.F., Tomashevskij, R.S. and Zol'tman, E.V. (2017), «Informacionnyj analiz regressionnoj modeli faktornogo planirovanija mediko-biologicheskogo jeksperimenta», Ukrainskij metrologicheskij zhurnal, pp. 58–62.

Tomashevskiy, R.S. (2017), «Information analysis of models of planning of the medicalbiological experiment at control of discrete changes of levels of the impactant factor», Bulletin of the National Technical University «KhPI», coll. works, Series New solutions in modern technologies, No. 53 (1274), pp. 45–52.

Shamos, M.H., Lavine, L.S. and Shamos, M.I. (1963), «Nature», Nature, No. 197, p. 81.

Lang, S., Marino, A., Berkovic, G., Fowler, M. and Abreo, K. (1996), «Bioengineering», Bioelectrochem., Series Bioeng., No. 41, p. 191.

Halperin, C., Mutchnik, S., Agronin, A., Molotski, M., Urenski, P., Salai, M. and Rosenman, G. «Nano Lett.», Nano Lett., Vol. 4, No. 1253.

Horiuchi, S. and Tokura, Y. (2008), «Nature Mater.», Nature Mater., No. 7, p. 357.

Yarmarkin, V.K., Shulman, S.G. and Lemanov, V.V. (2009), «ФТТ», ФТТ, Vol. 51, No. 1771.

Lemanov, V.V., Popov, S.N. and Pankova, G.A. (2011), «ФТТ», ФТТ, Vol. 53, No. 1526.

Boiko, V.V., Zamyatin, P.N., Zhukov, V.I., Shchapov, P.F., Nevzorov, V.P. and Klimova, E.M. (2012), «The phenomenon of piezobiosynthesis in biological tissues», Materials of the application for opening, Diploma, No. 454.

Hastie, T. and Tibshirani, R. (1995), Generalized Additive Models for medical research, Stat. Methods Med. Res., pp. 187–196.

Strode, P. and Brokaw, A. (2015), Using BioInteractive Recourses to Teach. Mathematics and Statistics in Biology, 39 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-06-21

Як цитувати

Щапов, П. Ф., & Томашевский, Р. С. (2018). Информационная технология и программно-аппаратный комплекс для контроля состояния биологических жидких образцов. Вісник ЖДТУ. Серія "Технічні науки", (1 (81), 87–95. https://doi.org/10.26642/tn-2018-1(81)-87-95

Номер

Розділ

БІОМЕДИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ