Разработка и изготовление модуля пробоподготовки неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Тестирование модуля пробоподготовки неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Разработка сенсорного модуля исследования многокомпонентных сред. Подбор оптимального набора сенсоров сенсорного модуля исследования многокомпонентных сред для неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Разработка состава рабочих растворов для калибровки, кондиционирования, хранения сенсоров неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Разработка методики подготовки сенсоров неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем к измерениям, оценки их характеристик в контрольных растворах. Разработка и изготовление электронного измерительного модуля для неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Разработка интерфейса подключения измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем к персонального компьютеру. Разработка программного обеспечения для управления и снятия данных с измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Тестирование электронного измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. Разработка методики испытаний опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы. Испытания опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы.

Отчет 86 стр., 51 рисунок, 21 источник МУЛЬТИСЕНСОРНАЯ СИСТЕМА, ПОЛИСЕЛЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ, ОПТИЧЕСКИЙ СЕНСОР, КОНДЕНСАТ ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА Объектом исследований является прототип неинвазивной измерительной аналитической системы включающей в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный). Разрабатываемый прототип неинвазивной измерительной аналитической системы применяется для решения задачи контроля функционального состояния человека. Цель НИОКР: ”Разработка конструкции, изготовление и испытание опытного обрзца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы”. Задачи НИОКР: - Разработка и изготовление модуля пробоподготовки неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Тестирование модуля пробоподготовки неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработка сенсорного модуля исследования многокомпонентных сред. - Подбор оптимального набора сенсоров сенсорного модуля исследования многокомпонентных сред для неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработка состава рабочих растворов для калибровки, кондиционирования, хранения сенсоров неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработка методики подготовки сенсоров неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем к измерениям, оценки их характеристик в контрольных растворах. - Разработка и изготовление электронного измерительного модуля для неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработка интерфейса подключения измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем к персонального компьютеру. - Разработка программного обеспечения для управления и снятия данных с измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Тестирование электронного измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработка методики испытаний опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы. - Испытания опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы. В результате выполнения НИОКР: - Разработан и изготовлен модуль пробоподготовки неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Проведено тестирование модуля пробоподготовки неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработан сенсорный модуль исследования многокомпонентных сред. - Подобран оптимальный набор сенсоров сенсорного модуля исследования многокомпонентных сред для неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработан состав рабочих растворов для калибровки, кондиционирования, хранения сенсоров неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработана методика подготовки сенсоров неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем к измерениям, оценки их характеристик в контрольных растворах. - Разработан и изготовлен электронный измерительный модуль для неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработан интерфейс подключения измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем к персонального компьютеру. - Разработано программное обеспечение для управления и снятия данных с измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Проведено тестирование электронного измерительного блока неинвазивных обучаемых нейроподобных медико-биологических диагностических систем. - Разработана методика испытаний опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы. - Проведены испытания опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы. В ходе испытаний опытный образец, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы подтвердил следующие характеристики: 1. Составные модули обучаемой мультисенсорной системы обеспечивают выполнение следующих функций: - модуль пробоподготовки несет функцию сбора конденсата выдыхаемого воздуха испытуемого. - сенсорный модуль реализует функцию измерения ЭДС в конденсате выдыхаемого воздуха. - электронный измерительный модуль несет функцию обработки сигналов, полученных от сенсорного модуля и передачу информации на ПК. 2. Количественные параметры, которые будут определять выполнение продукцией своих функций: 1. Количество модулей : 3 2. Количество конденсата выдыхаемого воздуха, собираемого с помощью модуля пробоподготовки: 0.5-1.5 мл 3. Количество электрохимических сенсоров сенсорного блока: 6 4. Количество рабочих растворов для калибровки, кондиционирования, хранения сенсоров : 6 5. Минимальный объем исследуемой среды: 1 мл. 6. Длительность одного измерения: менее 60 мин. 7. Диапазон измерений рН: 0 – 14 ед. pH 3. Входные параметры должны быть следующими: 1. Агрегатное состояние исследуемой среды: жидкое. 2. Тип исследуемой среды: биосреды организма человека. 3. Методика исследования: неинвазивная. 4. Тип сенсоров: электрохимические сенсоры. 4. Выходные параметры должны быть следующими: 1. Выходной сигнал: ЭДС электродной ячейки. 2. Основной измеряемый ион: Na+, K+, Ca2+, F. 3. Измерение pH: да. 4. Результат : массив данных, формируемых сенсорным модулем в виде массивов значений ЭДС. Также опытный образец, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы имеет следующие конструктивные параметры: Неинвазивная обучаемая нейроподобная медико-биологическая диагностическая система состоит из следующих модулей: - модуль пробоподготовки, -сенсорный модуль, - микропроцессорный измерительный модуль. Массогабаритные характеристики электрохимической измерительной системы: 1. Питание: электрическая cеть 220 В, либо через адаптер. 2. Габариты не более 0,5м*0,5м*0,5м, 3. Масса не более 15 кг. 4. Портативность: переносной. Вид исполнения: 1. Модуль пробоподготовки должен исполнен в виде устройства для получения конденсата выдыхаемого воздуха и устройства для установки сенсоров в исследуемую среду 2. Сенсорный электрохимический модуль исполнен в виде массива электрохимических сенсоров. Каждый из сенсоров генерирует относительно опорного потенциала электрода сравнения выходной сигнал - ЭДС электродной ячейки. 3. Измерительный модуль исполнен таким образом, что обеспечивает для каждого используемого измерительного электрода измерения ЭДС. Степень внедрения: Использовано в Военно-медицинской академии для тестирования возможности определения функционального состояния курсанов. Рекомендации по внедрению результатов НИОКР: Результаты НИОКР рекомендуется использовать для оценки функционального состояния человека. Логичным продолжением НИОКР станет разработка аппаратно-программного комплекса, работающего в автоматическом режиме. Область применения: Область применения таких систем: цифровое здравоохранение. Категории потенциальных потребителей: медицина ( в тч восстановление после COVID-19), специалисты опасных профессий, организации, осуществляющие образовательную деятельность в области подготовки кадров в интересах обороны государства, физкультурно-спортивные организации. Целесообразно применение систем данного типа в поликлиниках, медицинских учреждениях, в том числе реабилитационно-восстановительных после COVID-19, женских консультациях для беременных, в спортивных учреждениях, при сдаче нормативов ГТО, для индивидуального контроля функционального состояния. Экономическая эффективность и значимость работы: Высокая экономическая эффективность работы обусловлена активно растущей потребностью в автоматических системах медицинского экспресс анализа на основе цифровых технологий обучения и распознавания образов, реализующихся в приоритетах ведущих национальных проектов РФ. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: Разработка, изготовление и исследование опытного образца информационного модуля искусственной мультисенсорной системы, реализующего алгоритмы приема информации, обучения и распознавания образов исследуемых сред. Объекты интеллектуальной собственности, полученные в результате выполнения работы: Получено свидетельство о регистрации программы ЭВМ «Программный модуль опытного образца, включающего в себя составные модули (пробоподготовки, сенсорный, электронный измерительный) неинвазивной измерительной аналитической системы». Работа выполнена в полном объеме в соответствии с календарным планом, результаты соответствуют требованиям технического задания.