Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка автоматизированного комплекса для диагностики физического состояния человека и животных по параметрам мультигазового анализа энергетического и пластического метаболизма.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.512.11.2032
Организация
ИАП РАН
Руководитель работ
Кисляков Юрий Яковлевич
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Внебюджетные средства
0,4 млн

работы должны проводиться в рамках критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных» Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Соисполнители

Организация
ГНЦ РФ - ИМБП РАН

Этапы проекта

1
27.02.2007 - 30.06.2007
Цель 1-го этапа НИР (2007 г.) – Медико-техническое обоснование, разработка, изготовление, отладка и исследование макетов составных частей экспериментального образца комплекса. Макеты предназначены для исследования методических, технических и технологических решений, направленных на создание аналитического комплекса для автоматизированного измерения параметров дыхания, парциальных давлений О2, СО2 и других газов выдыхаемого воздуха, по которым определяются показатели энергетического и пластического метаболизма.
В ходе работ на основе новых технических решений, технологий и материалов разработаны:
А Патентные исследования по ГОСТ 15.011-96
Б Медико-технические требования и ТЗ на макеты составных частей комплекса
В Программа и методика исследования макетов составных частей комплекса
Кроме того, разработаны и изготовлены составные части функциональных модулей макета комплекса:
• миниатюрные быстродействующие сенсоры О2, СО2,
• проточные термостатируемые измерительные ячейки для электрохимических и оптических измерений,
• электронные измерительные схемы,
• модули многопараметрического управления с применением быстродействующих микроконтроллеров и передачей информации в персональный компьютер по USB интерфейсу,
• программное обеспечение в среде программирования С# и Visual-C++ для обработки данных, отображения и хранения информации.
В результате выполнения работ изготовлены, отлажены и исследованы макеты составных частей комплекса. Все составляющие его модули и блоки выведены на установленные в техническом задании режимы работы
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
Такие характеристики удалось достичь благодаря комплексу новых технических решений: разработанной оригинальной конструкции и технологий изготовления О2 электрода (диаметр катода до 20 мкм), непосредственной стыковке сенсора с созданным для него электронным микрочипом, позволяющим с высокой точностью измерять токи от 10-12 до 10-7 А и др. Соответствие медико-техническим требованиям аналитических характеристик СО2 сенсора, не чувствительного к парам воды (созданного на основе светоизлучающего лазерного диода в области 4.26 мкм и фотодетектора), были обеспечены реализацией режима, аналогичного режиму «microstream» в сочетании с новой конструкцией оптического измерительного канала.
Необходимая точность и динамичность определения основных вычисляемых показателей (интенсивность потребления О2 и выделения СО2) получены благодаря достигнутому самому высокому на мировом уровне качеству измерений содержания этих газов в потоковых средах и быстродействию всех сенсоров, а также разработанному методу синхронизации измерений концентраций респираторных газов с динамикой объемной скорости выдоха.
Разработанный микропроцессорный многопараметрический модуль управления на основе контроллера имеет USB интерфейс, обеспечивающий передачу информации в режиме реального времени, быстрый АЦП до 200 тысяч измерений в секунду. С его помощью реализована параллельная регистрация, с периодом 10 мсек, восьми (5-и измеряемых и 3-х вычисляемых) показателей, необходимая для одновременных измерений, с быстродействием 0.1 сек, ключевых параметров респираторной механики и газообмена в ходе каждого отдельного дыхательного цикла .
Высокая информативность компьютерного модуля основана на применении программного обеспечения, разработанного в среде мощного, простого в использовании, современного объектно-ориентированного языка программирования С#, удобного для решения самого широкого круга задач, благодаря возможности использования широкой библиотеки .NET Framework. Это позволило применять продвинутые программные продукты для создания удобного интерфейса, графического отображения и хранения полученной при измерениях информации.
Модульный принцип организации, принятый за основу конструктивного решения базовой модели комплекса, открывает большие возможности для его модификации в специализированные (стационарные и носимые, с дистанционной передачей результатов измерений на ПК) комплексы для кардиологии, реанимации, контроля состояния недоношенных детей в специальных кюветах, функциональной диагностики, медицины экстремальных состояний, физиологии питания, физиологии и биохимии спорта, индивидуального контроля состояния организма.
В результате выполнения работ изготовлены, отлажены и исследованы макеты составных частей комплекса. Все составляющие его модули и блоки выведены на установленные в техническом задании режимы работы.
  Разрабатываемый комплекс, благодаря разработанным техническим решениям должен иметь низкую стоимость при высоких технических параметрах и эксплуатационных характеристиках. Основанием для такого прогноза является то обстоятельство, что стоимость проведенной разработки соответствует примерно двум экземплярам приборов типа MetaMax фирмы Cortex, стоимость каждого из которых составляет 2.1 миллиона рублей.
По результатам выполненной работы сформулированы требования для ТЗ на ОКР.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.2 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области наук о жизни
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Организация
ИМГ РАН
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
70,4 млн
Количество заявок
21
Тема
Работы по проведению 2-ой очереди проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
70,4 млн
Количество заявок
70
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43