№ 6 | июнь | 2016
ÒÅÌÀ ÍÎÌÅÐÀ:
КАЖДОЙ ЗАДАЧЕ – ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ
ООО «БВКомпьютерс» +375 (17) 394-79-48 +375 (17) 394-79-51 +375 (17) 394-7952 www.bvrb.by
Материал о хранении данных в медицине читайте на с. 36
Комплексные поставки
E-mail: smt@riftek.com Тел.: +375 17 281 36 57
ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
УНП 192525135
НИЗКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СВЕТОДИОДНАЯ ТЕХНИКА
220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 факс: +375 17 366 78 15 www.alfa-chip.com www.alfacomponent.com
ПРАЗДНИЧНАЯ СВЕТОТЕХНИКА
Поставка электронных компонентов, средств автоматизации, компонентов для светодиодного освещения
КАБЕЛЬНАЯ ПРОДУКЦИЯ
+375 (17) 510-26-90 +375 (17) 510-26-92
ТУП «Альфачип Лимитед»
УНП 691773895
УНП 191647183
ÌÅÄÈÖÈÍÑÊÀß ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ. ПРОГРАММИРОВАНИЕ +375 (29) 752-60-88 +375 (44) 752-60-88 apalto@tut.by profelement.bplaced.net УНП 192276984
íîâîñòè • îáçîð ðûíêà • âûñòàâêè • ìîíèòîðèíã • äëÿ ñïåöèàëèñòà
Wonderware Europe (Schneider Electric Software) и Wonderware Belarus расширяют сотрудничество Представительство АО Klinkmann OY (Финляндская Республика) в Республике Беларусь
220004, г. Минск, пер. Тучинский, 2-30 Тел./факс: 8 (017) 2 000 876. Моб.: +375 (29) 354 42 83 klinkmann.by
Klinkmann OY – единственный в Беларуси официальный дистрибьютор программного обеспечения компании Wonderware Компания обеспечивает поставку технического и коммерческого программного обеспечения промышленным предприятиям. Klinkmann OY является глобальным центром технической поддержки русскоязычных клиентов Wonderware/Schneider. Углубление сотрудничества позволит компании WonderwareBelarus (Klinkmann OY) привлечь системных интеграторов продукции WW в международную сферу деятельности Wonderware.
Wonderware Development Studio 2014 R2 – бесплатная демо версия Демо-лицензии на Wonderware DevelopmentStudio позволяют ознакомиться и протестировать функциональность программного обеспечения Wonderware. Пакет Демо-лицензий включает: IDE (Integrated Development Environment), plus Dev I/O Platform for Application Server, InTouch 60K Dev/RT, InTouch for System Platform Client, InControl, Wonderware Historian Server Standard Edition, IO Servers, Terminal Services for InTouch, Historian Client (ActiveFactory) (Per Device), QI Analyst (Workstation 1 seat, Controller 1 seat), SCADAlarm, Information Server (Web Content Server (Portal) and 5 Advanced Client licenses), InBatch FlexFormula, MS SQL Server, Wonderware Client Access License, Dream Report and ArchestrA Workflow Developer’s Edition with Forms Server.
Расширение предложения Wonderware для системных интеграторов Компания WonderwareBelarus проводит специальную кампанию для системных интеграторов, направленную на помощь системным интеграторам без опыта работы с программным обеспечением. Компания WonderwareBelarus применяет в своих программах технологии Wonderware, оказывает помощь системным интеграторам в области маркетинга, руководит проектами, обучением и технической поддержкой. Чтобы стать системным интегратором (СИ) компании WW, узнайте о программе поддержки системных интеграторов WW и сделайте запрос в компанию.
Запрос ДЕМО лицензии Wonderware Development Studio 2014 R2 – на сайте klinkmann.by УНП 102339118
Belarus
ОТ МИКРО ДО МАКРО Подписка на второе полугодие Внимание! Редакция продолжает акцию «Подпишись на журнал и бесплатно размести рекламу». Акция заканчивается 1 августа 2016 г.
Энергетика. Электромеханика Лазеры. Фотоника Единицы измерения в электронике Космическая и военная техника Телеком Радиоэлектроника Оптика. Медицинская электроника Нанотехнологии. Микроэлектроника Измерительные преобразователи Компоненты. Жгуты Автоматика. Силовая электроника инфо Подписной индекс: 008222 (ведомственный). Стоимость подписки в РУП «Белпочта» - 617 820 (6 мес.). 00822 (индивидуальный). Стоимость подписки в РУП «Белпочта» - 611 400 руб. (6 мес.).
electronica.by Тел.: +375 17 388 44 71
ЖИЗНЬ СТАЛА ЭЛЕКТРОННОЙ
ЭЛЕКТРОНИКА И КОМПОНЕНТЫ – В НАШЕМ ЖУРНАЛЕ
УНП 192263557
• Справочная и аналитическая информация для инженеров, конструкторов, разработчиков, радиолюбителей, менеджеров в сфере электроники; • Реклама компаний, связанных с производством и реализацией электроники и компонентов; • Журнал включен в список научно-технических изданий ВАК Республики Беларусь
СОДЕРЖАНИЕ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ЖУРНАЛ ИЗДАЕТСЯ ПРИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКЕ ФАКУЛЬТЕТА РАДИОФИЗИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БЕЛГОСУНИВЕРСИТЕТА. ЖУРНАЛ ВКЛЮЧЕН В СПИСОК НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДАНИЙ ВАК РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КОЛОНКА РЕДАКТОРА «ЛЕТО – ЭТО МАЛЕНЬКАЯ ЖИЗНЬ…».............................................................................................2 International magazine of amateur and professional electronics
№6 (132) июнь 2016 Зарегистрирован Министерством информации Республики Беларусь Регистрационный №71 от 19 августа 2014 года Главный редактор: Любарская Марина Александровна m.lybarskaia@afk-m.com Редактор технический: Бокач Павел Викторович p.bokach@afk-m.com Редакционная коллегия: Председатель: Чернявский Александр Федорович академик НАН Беларуси, д.т.н. Секретарь: Садов Василий Сергеевич, к.т.н. sadov@bsu.by Члены редакционной коллегии: Беляев Борис Илларионович, д.ф.-м.н. Борздов Владимир Михайлович, д.ф.-м.н. Голенков Владимир Васильевич, д.т.н. Гончаров Виктор Константинович, д.ф.-м.н. Есман Александр Константинович, д.ф.-м.н. Ильин Виктор Николаевич, д.т.н. Кугейко Михаил Михайлович, д.ф.-м.н. Кучинский Петр Васильевич, д.ф.-м.н. Мулярчик Степан Григорьевич, д.т.н. Петровский Александр Александрович, д.т.н. Попечиц Владимир Иванович, д.ф.-м.н. Рудницкий Антон Сергеевич, д.ф.-м.н. Отдел рекламы и раcпространения: Антоневич Светлана Геннадьевна тел./факс: +375 (17) 388-44-71 s.antonevich@electronica.by Учредитель: ЗАО «Финансово-аналитическое агентство «Эф энд Ка» 220015, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Пономаренко, д. 35А, пом. 302, каб. 47, тел./факс: +375 (17) 388-44-71 © Перепечатка материалов, опубликованных в журнале «Электроника инфо», допускается с разрешения редакции За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет Подписной индекс в Республике Беларусь: 00822 (индивидуальная), 008222 (ведомственная) Цена свободная Подготовка, печать: Тираж 500 экз. Отпечатано: Унитарное предприятие «Типография ФПБ» г. Минск, пл. Свободы, д. 23, офис 90 Лицензия №02330/54 от 12.08.2013 г. Подписано в печать 24.06.2016 г. Заказ №
electronica.by
НОВОСТИ................................................................................................................................................3 МОНИТОРИНГ ОБЗОР МИРОВОГО РЫНКА МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ.............................................................6 ПРЕДПРИЯТИЯ-ИЗГОТОВИТЕЛИ МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ ............................................................................9 ОТЕЧЕСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОДУКЦИЯ ЗАСЛУЖИВАЕТ ВНИМАНИЯ...........10 ЭЛЕКТРОННОЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЕ В ОДНОМ ЧЕМОДАНЕ Павел Бокач ...............................................................................................................................19 ЭЛЕКТРОНИКА И БЛИЖАЙШЕЕ БУДУЩЕЕ МЕДИЦИНЫ Павел Бокач ...............................................................................................................................20 ЯПОНИЯ: ПОЛНАЯ ДИАГНОСТИКА ОРГАНИЗМА Павел Бокач ...........................................................................................................................23 «ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ» И «ИНДУСТРИЯ 4.0» Павел Бокач ...........................................................................................................................24 БУДУЩЕЕ МЕДИЦИНЫ: КАК ТЕХНОЛОГИИ INTEL ПРЕОБРАЖАЮТ СФЕРУ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ .....28 ЦИФРОВАЯ МЕДИЦИНА ЗАВОЕВЫВАЕТ АМЕРИКУ Ирина Шеян ................................................................................................................................30 МАКРОМОЛЕКУЛА IBM УБИВАЕТ СМЕРТЕЛЬНЫЕ ВИРУСЫ ............................................................32 ОБЗОР РЫНКА ЛАЗЕРНАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АППАРАТУРА И ТЕХНОЛОГИИ В ИННОВАЦИОННЫХ РАЗРАБОТКАХ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УНИТАРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР «ЛЭМТ» БЕЛОМО» Илья Ляндрес, Илья Какшинский..................................................................................................33 АППАРАТЫ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ СЕРИИ ВИАН...............................................34 NOKIA BELL LABS ВПЕРВЫЕ В МИРЕ РЕАЛИЗОВАЛА СИММЕТРИЧНУЮ ПЕРЕДАЧУ СО СКОРОСТЬЮ 10 ГБИТ/С ПО ОБЫЧНОЙ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ ДОСТУПА........................................35 КАЖДОЙ ЗАДАЧЕ – ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ Антон Малишевский.....................................................................................................................36 ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ КАПСУЛЬНОЙ ЭНДОСКОПИИ Сергей Шумилин..........................................................................................................................38 AC-DC ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ RPS-200 НА 200 ВТ ОТ MEAN WELL......................41 ОДНОПЛАТНЫЙ КОМПЬЮТЕР ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Павел Бокач ...............................................................................................................................42 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЛУБИНЫ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО БЛОКА ВО ВРЕМЯ ОПЕРАТИВНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ Сергей Грачев, Иван Канус .........................................................................................................44 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ В МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ ................................................................................................49 НАУКА РАМОЧНАЯ АНТЕННА С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ В. В. Кеда, А. В. Рубаник, Г. П. Турук ..........................................................................................52 ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАССЕЯНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ СИСТЕМОЙ ДИПОЛЕЙ П. В. Сухачевский .......................................................................................................................59 ВЫСТАВКИ ВЫСТАВКИ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОНИКА. КОМПОНЕНТЫ». ИЮЛЬ 2016..............................................63 ПРАЙС-ЛИСТ......................................................................................................................................64
СПИСОК РЕКЛАМОДАТЕЛЕЙ Автоматикацентр..................................64 Алнар...................................................64 Альфачип Лимитед.....................27, 64 Альфалидер компонент.........................64 БелПлата..............................................29 БелСканти.........................................64 ГорнТрейд............................................22 Минский часовой завод.........................40 Приборостроительная компания...........64 СветЛед решения.................................64 ФЭК......................................................64 Чип электроникс..................................64 Электромодуль...............................29 Элконтракт........................................18
Обложки, цветные вставки Microchip.............................................. II вст. Альфачип Лимитед............... I обл., III обл. БВКомпьютерс.........................I обл. БелОМО....................................III вст. ОмегаКомпонент.............................. IV обл. Палто А.А. ............................I обл. Представительство Klinkmann OY...... II обл. Рифтек-СМТ....................................... I обл. СветТрейдингСервис.........................I обл. ФЭК.................................................... I вст. Элтикон........................................... II обл. №6-2016
1
КОЛОНКА РЕДАКТОРА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
«ЛЕТО – ЭТО МАЛЕНЬКАЯ ЖИЗНЬ…» …И ничего, что потуже затягиваем пояса, что волнуемся, вовремя ли получим отпускные, и вслушиваемся в новости о погоде: зажаримся? промокнем? Лето Дает Энергию! И кому, как не нам, «электроникам», ощущать это не только с помощью индикатора и микроконтроллера, но и мысленно, чувствами, кожей! Кто-то из вас наверняка мечтательно вздохнул, улыбнулся собственным мыслям и искоса взглянул на календарь – отпуска ждать еще целых две недели! Махните рукой на время. Подтяните живот, позвоните своей «половинке» и… полистайте журнал! Тема номера – «Медицинская электроника». Она оптимизирует тем, что у нас в республике много приборов, аппаратов, комплексов, систем, которые воплощены благодаря идеям и рукам белорусских ученых. О них мы рассказали в журнале. Заслуживающим уважения оказалось то, что многие отечественные разработки не только равносильны мировым, но существуют и уникальные: – сенсорные системы с USB интерфейсом для оценки жизнеспособности микробных популяций (их несколько разновидностей, разработаны в подразделениях БГУ), – полупроводниковый лазерный аппарат «УПЛ-ФДТ» (создан для фотодинамической терапии), получивший международный сертификат Сеульского отделения FDA США; «Диолаз» (двухволновой лазерный хирургический аппарат) – УП «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» (с. 33). Кроме того, медиками-практиками для оценки нейромышечной проводимости методом акцелерометрии используется керамический пьезоэлектрический трансдьюсер (миниатюрный датчик давления), что также является результатом исследования белорусских ученых (с. 44). Сознательно не акцентирую внимание на российских приборах, на медицинской электронике США, исследованиях IBM, Western Digital и т.д. – вы найдете их в журнале самостоятельно. Советую приглядеться к информации, которую нам предоставило Министерство здравоохранения (с. 9), где перечислены белорусские предприятия-изготовители медицинской электроники и электротехники. В более полном варианте эти сведения с указанием номенклатуры медицинских изделий вы можете изучить также на сайте журнала, пройдя по ссылке http://electronica.by/ Что не говорите, а белорусская медицинская электроника, тонко касающаяся системы здравоохранения, вполне вписывается в наше летнее настроение! Небось, сейчас составляете новый договор поставки каких-нибудь микрочипов, счетчиков, а может монтируете реле или датчик? Лето одним солнечным блеском и участившимся пульсом позволяет отнестись к работе снисходительно, при этом дает нам силы и будоражит! Отличного отдыха! С уважением, главный редактор Марина Любарская
2
№6-2016
electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
«ШВАБЕ» ПРЕЗЕНТУЕТ СОВРЕМЕННУЮ МЕДТЕХНИКУ НА МЕЖДУНАРОДНОЙ ВЫСТАВКЕ «МЕДИМА СИБИРЬ-2016» Холдинг «Швабе» представит свои разработки на 26-й Международной специализированной выставке оборудования, инструментов и материалов для медицины «Медима Сибирь-2016», которая пройдет с 17 по 19 мая в Новосибирске. На выставке Холдинг «Швабе» представит самую современную медицинскую технику производства предприятия АО «Производственное объединение «Уральский оптико-механический завод» имени Э.С. Яламова» (АО «ПО «УОМЗ»). В числе экспонатов – аппарат искусственной вентиляции легких SLE 5000, аппарат поддержки дыхания АПДН-01, наркозно-дыхательный аппарат МАИА-01, фототерапевтический облучатель для новорожденных ОФН-03, а также прикроватный монитор пациента и увлажнитель дыхательной смеси. Инновационное оборудование «Швабе» имеет высокие технологические характеристики и успешно используется для эффективного лечения пациентов и выхаживания новорожденных с низкой массой тела в перинатальных центрах и других медицинских учреждениях как в России, так и за рубежом. «Участие в новосибирской выставке – это возможность показать потенциал нашего предприятия в сфере производства медицинского оборудования. А также привлечь внимание потенциальных партнеров к продукции, не уступающей по своим характеристикам зарубежным аналогам. В рамках мероприятия мы планируем провести ряд переговоров с иностранными заказчиками и представителями компаний регионов нашей страны», – прокомментировал генеральный директор АО «ПО «УОМЗ» Анатолий Слудных.
Ежегодно на выставке «Медима Сибирь» демонстрируется широкий спектр медицинских изделий и расходных материалов, медицинского оборудования и техники, программного обеспечения для медицинских учреждений, а также фармацевтических препаратов и БАДов. В прошлом году в мероприятии приняли участие 86 компаний из России, Германии, Индии, Турции и Китая. Всего выставку посетило около 2 200 человек. shvabe.com electronica.by
НОВОСТИ XIAOMI ПРЕДСТАВИЛА НОВЫЙ ТОНОМЕТР iHealth 2 С ПОДДЕРЖКОЙ WI-FI
Компания Xiaomi анонсировала тонометр нового поколения iHealth 2, который вышел на смену первой модели iHealth, поступившей в продажу в 2014 году. Новая модель оснащена цветным дисплеем с диагональю 4,3 дюйма. Устройство использует технологию Wi-Fi Direct для беспроводного подключения к Android-устройству и передачи результатов измерений давления и частоты сердечных сокращений пользователя в режиме реального времени. Также есть функция голосового воспроизведения результатов измерения.
iHealth 2 также отражает температуру в помещении, показывает время. Прибор имеет «благоприятную для кожи» манжету, обеспечивающую более комфортный процесс измерения и позволяющую получить более точные данные. iHealth 2 может показывать еженедельные и ежемесячные диаграммы на основе полученных данных и хранить до 2000 показаний без синхронизации со смартфоном. После синхронизации приложение позволяет обмениваться данными с другими пользователями. Тонометр имеет встроенный аккумулятор на 2200 мА·ч, обеспечивающий автономное использование устройства. В ходе мероприятия гендиректор Xiaomi Лэй Цзюнь (Lei Jun) вновь продемонстрировал фитнес-трекер Mi Band 2 с сенсорным дисплеем. Он заявил, что фитнес-трекер может работать от одного заряда 20 дней и 36 % заряда аккумулятора еще останется. Ранее сообщалось, что из-за проблем с производством анонс Mi Band 2 откладывается на месяц. 3dnews.ru №6-2016
3
НОВОСТИ «ШВАБЕ» СОЗДАЛ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Холдинг «Швабе» разработал стереоскопический микроскоп нового поколения. Новинка получила современный дизайн, новую энергосберегающую светодиодную осветительную систему, а также возможность записи изображения и его передачи на портативный компьютер. Микроскоп, разработанный сотрудниками предприятия Холдинга «Швабе» – АО «Лыткаринский завод оптического стекла» (АО ЛЗОС) – предназначен для исследования объемных предметов, тонких пленочных и прозрачных объектов. Он будет создан за счет собственных средств завода. Новый стереоскопический микроскоп получил привлекательный дизайн. Благодаря применению современных материалов вес новинки будет составлять всего 5 килограмм (прим.: вес предшественника в линейке стереоскопических микроскопов АО ЛЗОС – около 8 кг). «В комплект нашей новинки будут включены видеокамера и портативный компьютер. Это позволит пользователю снимать видео в ходе проведения исследования и отправлять информацию на ноутбук», – сообщил временный генеральный директор АО ЛЗОС Александр Игнатов. Стереоскопический микроскоп нового поколения имеет не только компактные размеры, но и возможность работы от бортовой сети автомобиля. Это даст возможность исследователям использовать прибор как в стационарных условиях, так и в различных мобильных лабораториях. Новый микроскоп АО ЛЗОС будет востребован в криминалистических и пищевых лабораториях, в ювелирной промышленности и микроэлектронной индустрии, в медицинских центрах, учебных заведениях и различных НИИ. shvabe.com 4
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
NOKIA СТАНЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ Компания Nokia решила выйти на рынок надеваемой и медицинской электроники. Уже объявлено о приобретении Withings – производителя стильных наручных часов с «умной» начинкой и других фитнес гаджетов, а также работающих в связке со смартфонами устройств для мониторинга состояния здоровья. Большинство фитнес-трекеров выглядят как немного футуристические гаджеты, которые кажутся наиболее уместными в зале или на беговой дорожке. Тем не менее, следить за своим здоровьем хотят и весьма серьезные люди. Им пригодится трекер Withings Activité. Устройство имеет дизайн дорогих часов, смутно напоминающий продукты Rolex или Hublot. Трекер был совместно разработан командой французских дизайнеров и швейцарских производителей часов. Устройство доступно в черном или серебряном цветах и выполнено из нержавеющей стали. Дисплей защищен ударопрочным сапфировым стеклом и работает как тачскрин. В комплекте имеется ремешок из натуральной кожи, произведенный во Франции. У Withings Activité имеется два экрана-циферблата. Более крупный показывает время, в то время как второй демонстрирует данные о физической активности (процент выполнения дневной нормы по шагам). Новинка обладает всеми функциями обычного фитнес-трекера – умеет отслеживать количество шагов, сожженных калорий, пройденную дистанцию и стадии сна. Устройство может определять, бодрствует или спит пользователь. Трекер может разбудить своего владельца в заданное время при помощи вибромотора. Устройство работает от батарейки, которую придется менять не чаще раза в год. Также необычный трекер является водонепроницаемым – с ним можно даже плавать в бассейне, он выдерживает погружение на глубину до 50 метров. Гаджет имеет специальное сопроводительное приложение для iPhone. Устройство совместимо со всеми «яблочными» смартфонами, поддерживающими Bluetooth 4.0 (iPhone 4S и выше и iPad 2 и выше). Пожалуй, единственным недостатком устройства можно назвать высокую цену. Помимо часов-трекера, Withings выпускает умные термометры, весы, тонометры, смарт-камеры и фитнес-трекеры Go. Компания станет частью подразделения Nokia Technologies. nokia.com
Журнал «Электроника инфо» благодарит компанию Nokia и Максима Жирновского, эксперта по разработке решений в области NFV/SDN, а также Семена Когана, руководителя отдела подготовки оптических транспортных решений и технических предложений, за предоставленный материал «Эволюция от SDN к NSP: технологии и механизмы формирования сетевых сервисов». Информация размещена в № 5 журнала «Электроника инфо» (май 2016 г.), с. 10. Указанная статья ранее была опубликована в № 4 (апрель 2016 г.) журнала «Connect. Мир информационных технологий». Еще раз благодарим коллег за полезную информацию! electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
УНИКАЛЬНЫЙ ПРИБОР ВЫЯВЛЯЕТ ЛЮБЫЕ БОЛЕЗНИ ЗА 20 МИНУТ Команда исследователей из Великобритании создала карманное устройство, которое может определить за считанные минуты различные заболевания. Устройство получило название Q-Poc. и оно способно определять ряд инфекционных заболеваний, а также рак и туберкулез. Портативный анализатор создан размером со смартфон и работает на солнечной батарее. Биологические образцы загружаются в устройство с помощью специальных картриджей. В ходе химических процессов полученный образец превращается в «молекулярный суп». Он проходит через специальную фильтрационную систему, которая отделяет клетки ДНК. «Это звучит просто, но это абсолютно новаторская технология. Ничто на рынке не способно приблизиться к ней по скорости и эффективности», считает соучредитель проекта Джонатан Халлорэн. Компания QuantuMDx планирует запустить этот продукт для широкого использования уже в 2018 году. Первые клинические испытания пройдут в этом году в Южной Африке. russianelectronics.ru
SSD 512 ГБ В ФОРМАТЕ BGA-МИКРОСХЕМЫ Samsung Electronics приступил к серийному выпуску нового твердотельного накопителя емкостью 512 Гбайт. Размер устройства всего 20 x 16 мм, что сопоставимо с габаритами почтовой марки. До этого никто не предлагал твердотельные накопители таких размеров, в форм-факторе одной интегральной схемы BGA. Новый SSD позволит производителям ноутбуков, мобильной электроники, а в особенности носимых медицинских устройств, реализовать новые идеи, воплотить которые раньше не было возможности из-за ограничений по объему внутреннего пространства гаджетов. По сравнению со стандартным 2,5-дюймовым накопителем новый чип меньше в 100 раз. В BGA-корпусе установлено 16 чипов памяти емкостью по 32 Гб. Каждый из них имеет по 48 слоев ячеек, эта фирменная конструкция Samsung называется V-NAND. Помимо чипов памяти, в корпусе присутствуют контроллер и 512 МБ оперативной памяти, предназначенные для управления накопителем. Производительность нового накопителя сопоставима со скоростью работы SSD в более крупных форм-факторах: до 1500 МБ/с в режиме последовательного чтения и до 900 МБ/с в режиме последовательной записи. Высокая скорость в режиме последовательной записи обеспечивается за счет технологии TurboWrite, которая использует некоторые части памяти SSD в качестве буфера записи. Накопитель вошел в линейку PM971-NVMe, в ней также представлены модели емкостью 256 и 128 ГБ, имеющие одинаковый форм-фактор. samsung.com electronica.by
НОВОСТИ УМНЫЕ БИОНИЧЕСКИЕ ПРОТЕЗЫ
Прогресс не стоит на месте и теперь «умным» домом или «интеллектуальной» бытовой техникой уже никого не удивишь. Со словом «экзоскелет» еще совсем недавно ассоциировалось нечто из фантастического романа, но уже и это понятие начинает входить в нашу повседневную жизнь – бионический протез, насыщенный сверхчувствительной электроникой, был представлен в мае на известной международной выставке OTWorld, которая традиционно проводится в городе Лейпциге (Германия). На бионике проще всего увидеть взаимодействие современной индустрии и медицины. Бионический протез представляет собой пример воплощения в жизнь нейромышечного интерфейса экзоскелетов. Новым достижением в области бионики, хирургии и протезирования может похвастаться предприятие Холдинга «Швабе» – ОАО «Загорский оптико-механический завод» (ОАО «ЗОМЗ»), участвующее в программе федерального значения под названием «Медицина будущего». Последняя разработка холдинга – электронный модуль, который является частью протеза руки, но также может быть размещен в области голеностопа и коленного сустава. При ампутации конечностей хирурги стараются сохранить активность двигательного нерва и выводят его на оставшуюся эффективную мышцу. Практичная система, разработанная специалистами холдинга Швабе, регистрирует сигналы от сохраненных мышц, распознает их и приводит в движение соответствующие части протеза. Раскрываются и делают хватательные движения пальцы, осуществляется ротация конечности, нога двигается по определенной траектории. Представители Швабе особенно отмечают, что для работы системы не требуется обучение «носителя», а достигнутые устойчивые результаты работы интерфейса позволяют говорить о скором запуске устройства в серию. Новая разработка и ее технологическое внедрение заинтересовали специалистов по всему миру. Инновационный электронный модуль, который размещается в конструкции протеза руки, активного голеностопа и в области колена, распознает и регистрирует сигналы с сохраненных мышечных волокон конечности. Проанализировав их, устройство активирует функцию движения – схват-раскрытие кисти руки, ротация, отведение-приведение указательного пальца. Испытания показали лучшие характеристики по чувствительности аппаратуры и ее стабильности при регистрации сигналов, а также высокую устойчивость работы системы управления даже на неподготовленных добровольцах без их предварительного обучения. Павел Бокач по пресс-релизу shvabe.com №6-2016
5
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ОБЗОР МИРОВОГО РЫНКА МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ Как следует из «Сравнительного анализа состояния и развития рынков торговли медицинским оборудованием в России и за рубежом»1, мировой рынок медицинских изделий остается одним из наиболее динамично развивающихся. Странами с наибольшими объемами их потребления и выпуска являются США, Япония и Германия. Крупнейшими в течение последних лет стали сегменты медицинского оборудования для лабораторной диагностики, офтальмологии, ортопедии и кардиоваскулярной хирургии. Максимальный прирост показала торговля изделиями медицинского назначения в неврологии, IT в медицине, восстановлении функций слуха и речи, а также ортопедии. Наши соседи – российский рынок медицинских изделий – остаются крупнейшими потребителями и производителями продукции в Восточной Европе. В мировом рейтинге Россия в 2013 г. заняла 14-е место (по данным отчетов о ситуации на мировом рынке компании Global Data), причем по темпам роста уступает только рынкам Китая, Индии и Бразилии. Лидером по потреблению медицинских изделий являются США, а также страны – члены Европейского союза (рисунок 1). Северная и Южная Америка 45 %
Ближний Восток и Африка 3% Восточная Европа 4%
Западная Европа 27 %
продукции. На долю зарубежных производителей приходится 83 % объема российского рынка, что составляет более 176 млрд руб. Из них порядка 40 млрд руб. – это импортная медицинская техника, не имеющая российских аналогов. Основные игроки на рынке стремятся к преобладанию экспорта в данной отрасли. Производство медицинского оборудования в США — очень динамичная, постоянно развивающаяся отрасль, со стабильными темпами роста. Американские производители занимают примерно 40 % мирового рынка медицинского оборудования. В то же время США покупают 37 % выпускаемого в мире медицинского оборудования, являясь крупнейшим потребителем данной продукции. Другими крупными рынками сбыта медтехники являются Япония, ЕС и Канада. Устойчивый спрос на новейшую высококачественную медицинскую технику и технологии привел к возникновению глобальной индустрии медицинского оборудования, ежегодный оборот которой оценивается в 138 млрд долларов США (рисунок 2).
Азия 21 %
Рисунок 1 – Структура глобального рынка медицинских изделий
Наибольшим спросом (12,7 %) пользуется электронное диагностическое оборудование, спрос на другие виды оборудования и медизделий распределяется следующим образом: - ортопедические приборы (7,9 %), - рентгеновское оборудование (3,8 %), - оборудование для респираторной терапии (3,4 %), - шприцы и иглы (3,4 %), - кардиостимуляторы (2,7 %), - стоматологическое оборудование (2,4 %), - медицинская мебель (2,2 %), - оборудование для механотерапии (2,2 %), - офтальмологические инструменты (2,2 %), - компьютерные томографы (2,2 %), - оториноларингологическое оборудование (1,8 %), - другие медицинские изделия (53,1 %). Спрос на медицинские изделия и оборудование в России в основном удовлетворяется за счет импортной 1 Автор – Екатерина Миклашова (Омский Государственный Университет Путей Сообщения), июль 2015 г.
6
№6-2016
Рисунок 2 – Соотношение экспорта и импорта медицинского оборудования и медицинских изделий
Европейский рынок медицинских изделий наиболее развит за счет стран Западной Европы. Германия, Франция, Великобритания и Италия входят сегодня в десятку самых крупных его участников, которые в последние годы демонстрирует невысокие по мировым меркам темпы роста – от 3,6 % до 6 %. Все компании для выхода на европейский рынок проходят обязательную сертификацию. В Азиатско-Тихоокеанском регионе особенно выделяются Япония, Китай, Австралия, а также Индия. electronica.by
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Ключевая тенденция сегмента в регионе – постепенный рост доли китайских производителей, который, правда, пока не создает проблем для традиционных лидеров – европейских и японских компаний. В 2013 г. совокупный объем рынка медицинских изделий приблизился к цифре 10 млрд долл. В 2014 г. эта планка была преодолена, а общий прирост составил более 5 %. Мировой рынок медицинского оборудования растет на 5-6 % год. Прирост в период с 2009 по 2013 г. составил 5 % в год (рисунок 3). Большая часть рынка медицинского оборудования приходится на Китай, Германию, Японию, Италию и США. В то же время особенный рост в этой области показывают Греция (14,8 %), Македония (12,4 %), Шри-Ланка (12,3%), Казахстан (11,7 %) и Боливия (11,1 %). В России до 2012 года наблюдался рост в среднем на 14 %. В 2013 году общие расходы на здравоохранение в России составили порядка 3,1 % ВВП, в то время как в западных странах этот показатель находится на уровне 8-16 % ВВП.
Рисунок 3 – Сравнение расходов государства на медицинские изделия из расчета на душу населения (2013 год)
России требуется существенное обновление материально-технической базы лечебных учреждений (таблица 1). Как следствие, значительная часть населения не получает необходимую помощь, что выражается в существенно более высоких показателях смертности, отраженные в официальной статистике МЗСР. Таблица 1 – Оснащенность медицинским оборудованием Вид техники УЗИ КТ МРТ Ускорители ПЭТ, ПЭТ/КТ Гаммакамеры, ОФЭКТ
Показатели оснащенности в развитых странах, шт. на тыс. чел. 1 на 2,5-3 1 на 50 1 на 100 1 на 500 1 на 1000 1 на 100
Отставание РФ В 5 раз В 4 раза В 5 раз В 4 раза В 15 раз В 8 раз
США, страны Западной Европы, постоянно увеличивают выделение значительных денежных средств на развитие современных медицинских технологий. Этот подход объясняется тем, что в среднесрочной перспективе (около 10 лет) развитие прорывных инновационных технологий в данной сфере позволит получить значительную экономию в расходовании государственных средств, направляемых в систему здравоохранения посредством распространения инфраструктуры услуг electronica.by
ранней диагностики, эффективного прогнозирования потенциальной возможности развития определенных видов заболеваний и, как следствие, возможности ранней профилактики, что ощутимо менее затратно, чем осуществление лечения заболеваний на поздней стадии. Но основной интерес высокоразвитых стран в инновационном развитии связан с появлением реальной возможности увеличения доли социально активного и работоспособного населения в общей демографической структуре, что является весомой составляющей для роста благосостояния граждан и ВВП страны. В США 90 % производителей работают только на внутренний рынок. И только 10 % работают на двух рынках – внутреннем и внешнем. Система построена таким образом, чтобы не допустить иностранного производителя на внутренний рынок США и тем самым облегчить «жизнь» местному производителю. Поэтому вход любого производителя со стороны осложнен получением сертификата для продажи своей продукции на американской территории. Позиция США – это эмбарго ввоза импорта (за исключением нефти). Имеется поддержка со стороны американского правительства и всей государственной системы американского производителя. Это и кредиты на производство (на 10 лет и более, под 5 % годовых), и помощь в распространении продукции. Американские производители имеют напрямую связь с американскими потребителями – больницами. Замена оборудования идет каждые три года. В России замена оборудования каждые 10 лет. А есть такие примеры, что и раз в 20-30 лет. Ничего подобного в мире нет – ни в Европе, ни в США. Правительство США так построило схему «производитель-потребитель», что каждая больница меняет оборудование каждые три года. Для того, чтобы продавать медицинское оборудование на территории США (и в целом по Латинской Америке), необходимо иметь сертификат на ФДА (англ. Food and Drug Administration, FDA, USFDA – агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США). Но если имеется сертификат США, то доступны рынки всех стран Латинской Америки без дополнительной сертификации. Для китайского производителя полностью сняты все сертификационные моменты на производство продукции и продажу ее внутреннему потребителю. Сертификацию должен пройти только импортер. Китай дал право своим производителям право не регистрировать продукт, но поставил жесточайшие условия получения сертификата на импорт. Китай очень сильный производитель медоборудования, медтехники и т.д. Все медицинские изделия и медицинское оборудование должны соответствовать международному стандарту ISO. Рынок мобильного здравоохранения (mHealth)2 Рынок mHealth, или мобильной медицины, составляют сервисы и продукты, которые используют мобильные технологии (обычно смартфоны и планшеты, но также и специализированное оборудование, например, датчики 2
Автор: M2MRussiaNews №6-2016
7
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
и медицинские приборы) для упрощения, ускорения или удешевления процесса оказания медицинской помощи и работы с медицинской информацией. Такое определение термину дают аналитики исследовательской компании J’son & Partners Consulting. По итогам 2014 года рынок mHealth был оценен исследовательской компанией Statista в $10,9 млрд. Темп роста по итогам года составил 32 %.
– старение населения; – значительное количество населенных пунктов, находящихся в труднодоступных и отдаленных территориях. Самым главным барьером для российского рынка mHealth можно считать недостаточное финансирование рынка, говорят аналитики J’son & Partners Consulting. Например, мировой опыт свидетельствует о том, что только при поддержке стороны, которая оплачивает услуги поставщика медицинских услуг за пациента (государство или страховая компания), возможно развитие рынка. Российские страховщики еще не готовы к реализации проектов в сфере mHealth. Развитию препятствует и недостаточное государственное финансирование в модернизацию системы здравоохранения и медицинскую инфраструктуру, осложняет развитие компаний mHealth в России. Прогнозы по развитию мирового рынка mHealth
Источник: Statista, 2015
В 2015 году аналитики Berg Insight представили свой отчет по рынку мобильной медицины. Эксперты исследовательской компании также фиксируют, что количество пациентов, которые используют удаленный мониторинг здоровья, по итогам года выросло почти на половину (+51 % к уровню прошлого года; 4,9 млн человек).
По прогнозам Gartner, в 2015 году поставки носимой электроники, обладающей возможностью мониторинга физического состояния пользователя, составят 68,1 млн единиц. Объем рассматриваемого рынка в 2016 вырастет до 91,3 млн штук.
Лечение Системы здравоохранения Диагностика Оздоровление Мониторинг
Расширение возможностей медработников
Предупреждение заболеваний
Источник: Berg Insight, J’son & Partners Consulting, 2015 Источник: GSMA mHealth Tracker, 2015
Мировым лидером по поставкам подключенных медицинских устройств и препаратов для удаленного мониторинга пациентов (более 1 млн из 4,9 млн) является компания ResMed Medtronic. Объем российского рынка mHealth Российский рынок mHealth существенно отстает от мирового. Драйверами его роста, по версии Brookings, станут: – государственная политика в области поддержки модернизации здравоохранения, в рамках которой отдельное внимание уделяется вопросам информатизации этой отрасли; – сокращение государственного финансирования здравоохранения; – рост стоимости и доли платных услуг в здравоохранении; 8
№6-2016
Аналитики Berg Insight компании прогнозируют, что к 2020 году уже 36,1 млн человек воспользуется услугами дистанционного медицинского наблюдения. Сюда Berg Insight относит пациентов, которые участвуют в mHealth-программах. Однако в эту статистику не включены пользователи, которые используют только носимые электронные гаджеты. К 2020 году рынок mHealth достигнет отметки $58,8 млрд, тогда как по итогам 2014 года он оценивался в $10,97 млрд. Ожидаемые среднегодовые темпы роста с 2015 по 2019 годы составят 31%, отмечается в отчете Statista. В 2019 году аналитики BCC Research ожидают, что объем мирового рынка технологий устройств, которые позволяют пользователям следить за состоянием собственного организма, вырастет до $18,8 млрд. Для сравнения: в 2014 году объем рассматриваемого рынка составил $3,2 млрд. web.snauka.ru m2mrussianews.ru electronica.by
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ПРЕДПРИЯТИЯ-ИЗГОТОВИТЕЛИ МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ В ходе работы над темой редакция журнала «Электроника инфо» обратилась в Министерство здравоохранения Республики Беларусь с вопросом об отечественных производителях медицинской электроники. Согласно полученной информации, реализация и медицинское применение изделий медицинского назначения и медицинской техники в стране разрешаются, если иное не предусмотрено законодательными актами, после прохождения государственной регистрации, а также после подтверждения соответствия требованиям технических нормативно-правовых актов1. Министерство также предоставило журналу сведения о белорусских производителях медицинских изделий, которые содержатся в Реестре медицинской техники и изделий медицинского назначения2.
Министерство подчеркнуло, что в соответствии с законодательством в Беларуси «закупки медицинской техники осуществляются на конкурсной основе с применением процедуры электронного аукциона. Закупки проводятся через специализированное производственно-торговое унитарное предприятие «Белмедтехника»». За январь-декабрь 2015 г. предприятиями системы «Медтехника» для обеспечения организаций здравоохранения республиканского, областного и районного уровней отгружено медицинской техники: – за счет средств республиканского бюджета на сумму 907 750,1 млн. руб., – за счет средств местных бюджетов – 559 966,7 млн. руб., – за счет иных средств – 7 090,6 млн. руб., – отечественного производства – 152 426,2 млн. руб.
Перечень предприятий-изготовителей электронной медицинской техники и изделий медицинского назначения в Республике Беларусь3 г. Минск • «Адани,» НПЧУП • «Азгар», УП • «Алтимед», ЗАО • «Альбутран», ЧПУП • «Арникатрейд», ОДО • «Ассомедика», ООО • «Аэстон-Горизонт», ЧПТУП • «Белмедпрепараты», РУПП • Белорусский протезно-ортопедический восстановительный центр», ГП • «БелОМО» (БелОМО-Цейс) • «Бинфарм», ООО • «Висма-Планар», НП ООО • «Выток», ОО Белорусское общество инвалидов УП (перерегистрировалось в «Мидл Ист Партнершип», частное предприятие, ЧП) • «ГЕОЛ», ОДО • «Драйв», ООО • «Завод СВТ», ЧУП • Завод «Электронмаш» • Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова, ГНУ • Институт технической акустики Национальной академии наук РБ • Институт физики им. Б.И. Степанова НАНБ, ГНУ • Институт ядерных проблем, Научноисследовательское учреждение БГУ • «Интеграл», ОАО (УП «Завод полупроводниковых приборов», з-д «Камертон») • «Интекард», ИМО ООО • «Искамедтех», ЗАО • «Итэк», ЗАО • «Кардиан», ИП ЧУП • КБТЭМ – ОМО • КБТЭМ – ИТЦ, УП (реорганизован в ОАО «Опто-электронные системы»)
• • • • • • • • • •
«Лаэм», ОДО «Лодэ-С», ООО «ЛЭМТ БелОМО», УП «Люзар», НТК «Магистр НИЦ», ООО «Магномед», ОДО (Интерспок) «Медбиотех», НПООО «Мединдустрия Сервис», ИП «МИДгруп», ООО Минский механический завод им. Вавилова • Минский завод «Термопласт»», ПРУП • Минский опытно-механический завод, УП Белбыта • Минский приборостроительный завод, ОАО (ОАО «БелВар») – влился в «Амкадор» • Минское производственное объединение вычислительной техники, ОАО (МПО ВТ) • ММЗ имени С.И.Вавилова – управляющая компания холдинга «БелОМО», ОАО • «Научное приборостроение», НАНБ, УП • НИИ прикладных физических проблем НАНБ • НИИ радиоматериалов, РУП • «Новые аналитические системы», ООО • «Политехник», ГП «Научно-технический парк БНТУ» • «Пять океанов», ЗАО • «РАТУНАК», ОО БелОИ (ПУП) • «Респект-Плюс», ПКООО • «Садес», НПК • СВТ, завод ЧУП • «СОЛАР», ЗАО, «Спектроскопия. Оптика и Лазеры – Авангардные Разработки» • «Стимед», ЧНП УП • «ТахатАкси», ОДО • УП «Технофорум» • «Ультрамедтех», ЗАО
Планы государственных закупок медицинских изделий за счет средств республиканского бюджета, выделяемых Министерству здравоохранения в установленном порядке, представлены на официальном интернет-портале Министерства здравоохранения http://minzdrav.gov.by в разделе «Деятельность Министерства», подраздел «Централизованные закупки». 2 Находится в свободном доступе на интернет-сайте РУП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении», http://www.rceth.by 1
electronica.by
• • • • • • •
«Унитехпром БГУ», УП «Фармавит», НП ООО «ФармЛэнд», СП ООО «Фармомед», ООО «Фларс», ООО «Фотэк», ЗАО «Цейсс-БелОМО», СП (белорусскогерманское) • «Центр», НПО, РУП («Центр-82») • «Электронмаш», УП • «Электрум», ОАО Минская область • «Клэр», ПК Брест и Брестская область • Брестский электромеханический завод Витебск и Витебская область • «Витязь», РУПП • «Диполь», НПФ • «Измеритель», ОАО • Институт технической акустики Национальной академии наук Республики Беларусь • «Завод Эвистор», ПРУП • «Медик,» ПТЧУП Гомель и Гомельская область • «Амелия», ОДО • «Гомельский завод измерительных приборов», РУП • «Луч», РНИУП • «Медтехника», РДТУП • «Ремеза», ЗАО Могилев и Могилевская область • «Рэма», АО • ЭКОМП, НПП
Перечень составлен редакцией на основании выборки данных о медицинской электронике, размещенных на вышеуказанном интернет-сайте РУП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении». Полностью с Перечнем можно ознакомиться на сайте журнала «Электроника инфо»: http://electronica.by
3
minzdrav.gov.by №6-2016
9
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОДУКЦИЯ ЗАСЛУЖИВАЕТ ВНИМАНИЯ Изучая новости мирового рынка медицинской электроники, мы оказались приятно удивлены разнообразию оборудования, которое создают наши соотечественники. В частности, активно трудятся технические подразделения БГУ — Управление научно-инновационной деятельности ГУН БГУ, научно-исследовательские институты и центры, инновационные предприятия («Унитехпром БГУ», «Унихимпром БГУ», «Унидрагмет БГУ», «Центр информационных ресурсов и коммуникаций», «ИНКОС БГУ», «Актив БГУ»), а также Инновационные центры. Предлагаем изучить конкурентоспособную продукцию. Она востребована, сертифицирована и часто не имеет аналогов в мире (!). Спирометр МАС-1 – прибор для оценки состояния дыхательной системы человека «МАС-1» измеряет и вычисляет свыше 40 параметров дыхания, сравнивает их с нормативами, выдает медицинское заключение, в том числе по тестам с фармакологической пробой. Прибор подходит для применения в клиниках, поликлиниках (в т. ч. детских), санаторно-курортных учреждениях, реабилитационных и диагностических центрах в практике пульмонологии, аллергологии, профпатологии, анестезиологии, функциональной диагностики, спортивной медицины, а также для проведения профосмотров в медсанчастях промышленных предприятий. По точности измерений, функциональным возможностям, современному дизайну «МАС-1» не уступает лучшим мировым аналогам. – Невысокие цена и эксплуатационные расходы. – Надежный датчик потока, допускающий многократную полную очистку. – Энергонезависимый архив большой емкости (более 50 тыс. измерений). Спирометр «МАС-1» прошел государственные испытания в Республике Беларусь (1996, 2001, 2002 г.), сертифицирован и рекомендован к медицинскому применению. В настоящее время в Беларуси успешно эксплуатируется более 700 спирометров «МАС-1». Прошел государственные испытания в России (2009 г.) и Казахстане (август 2010 г.), сертифицирован и рекомендован к медицинскому применению. В 2010 г. получен сертификат на право маркировки знаком СЕ всех модификаций спирометра «МАС-1» и сертификат соответствия системы менеджмента качества, соответствующий международному стандарту качества ISO 13485:2003 европейского образца «Изделия медицинские». На «МАС-1» опционально могут быть установлены: – экспертная система «Спироэксперт-Профосмотр», уменьшающая время проведения полного обследования примерно в 3 раза; 10
№6-2016
– программа «Астма-монитор», предназначенная для суточного мониторирования ПОСвыд и ОФВ1 в условиях стационара; – канал пульсоксиметрии, позволяющий расширить диагностические возможности спирометра: измерение показателя насыщения артериальной крови кислородом (SpO2) и частоту сердечных сокращений (ЧСС). Основу спирометра составляет высокопроизводительный процессорный модуль, обеспечивающий обработку измерений в реальном масштабе времени. Реализовано автоматическое сохранение и накопление всех измеренных данных в энергонезависимой памяти прибора. Емкость архива в базовой комплектации – не менее 50 000 исследований. Спирометр способен передавать результаты измерений на стандартные внешние устройства: – матричный или лазерный принтер; – монитор, компьютерный проектор и т.п.; – персональный компьютер, компьютерные сети. Спирометр оснащен встроенной буквенно-цифровой клавиатурой пленочного типа, которая позволяет вводить в протокол фамилию, имя пациента, его адрес и т.п. Клавиатура отвечает современным санитарно-гигиеническим требованиям, допустима санобработка любыми дезсредствами. Спирометр в типовом исполнении содержит встроенный цветной жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) высокого разрешения (640×480 пикселей). ЖКИ имеет высокую контрастность и яркость, что позволяет наблюдать как числовые, так и графические данные без зрительного напряжения. Спирометр содержит усовершенствованный датчик потока (типа «трубка Флейша») с подогревом чувствительного элемента. Достоинства датчика: – при среднем количестве 1000–1500 спирограмм в год на один спирометр налицо высокая пропускная способность в случае обследования больших потоков людей – 60 и более человек в день в режиме профосмотров, до 5000–8000 — в год в специализированных клиниках; – незначительное воздушное сопротивление и малое «мертвое» пространство, вследствие чего практически не оказывается влияние на дыхательную систему пациента; – неизменность, стабильность параметров, устойчивость к многократной санитарной обработке; – не требуется регулярная калибровка. electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Можно использовать как загубники многократного, так и одноразового применения Лечебно-диагностическая система для КВЧ-пунктуры, лазеропунктуры и электропунктурной диагностики – ЛЭДИС-2КМ Предназначена для воздействия физическими факторами на точки акупунктуры, рефлекторные зоны и оценки состояния различных органов и систем организма. Включает в себя лечебно-диагностический блок и ПЭВМ. Лечебно-диагностический блок обеспечивает: терапевтический режим на основе КВЧ-пунктуры и экспертно-диагностический режим оперативной оценки состояния функциональной активности органов и сиcтем организма пациентов методами электропунктурной диагностики. Все режимы лечения и диагностики управляются с помощью ПЭВМ. Использование ЛЭДИС-2К показано при лечении заболеваний внутренних органов, заболеваний периферической нервной системы, пограничных состояниях, неврозах и др. Современная модификация восточных систем оценки функциональной активности позволяет оперативно проводить коррекцию курса лечения по результатам обследования пациента до и после проведения курса лечения. Специальная программа мониторинга, созданная по принципу обратной связи, позволяет распознать ранние признаки функциональных расстройств органов, провести профилактическое лечение, воздействуя на зоны или точки акупунктуры. Диапазон КВЧ-генерации: 53-68 Ггц. Плотность мощности КВЧ: до 5 мВт/см2. Частота модуляции КВЧ: 1-3000 Гц. Габариты: 240×120×80 мм. Масса: 1-3000 Гц. Диагностический комплекс для оценки основных факторов работоспособности спортсменов на основе данных электрокардиографического исследования «Д-Тест» Предназначен для оценки основных факторов работоспособности спортсменов с целью определения индивидуальной продолжительности и интенсивности тренировочной нагрузки. С помощью данного комплекса можно осуществлять: – расчет функциональных и метаболических показателей основных источников энергообеспечения мышечной деятельности; – контроль влияния тренировочной нагрузки с графическим отображением состояния креатинфосфатного, гликолитического и аэробного источников энергообеспечения с целью оперативной коррекelectronica.by
МОНИТОРИНГ ции направленности и интенсивности развивающих упражнений, предупреждения острого физического перенапряжения (перетренировки); – балльная система оценки основных физических качеств испытуемого; – определение частоты сердечных сокращений при переключении аэробного на аэробно-анаэробный механизмы энергообеспечения; – оценка полноценного восстановления перед повторными физическими нагрузками; – определение сбалансированности и гармоничности развития скоростно-силовых качеств и выносливости под влиянием применяемых тренировочных нагрузок; – создание банка данных атлетов различной квалификации, специализации для анализа макро- и микроциклов тренировки, прогнозирования результатов выступлений. Состав комплекса: – ПЭВМ (ноутбук либо стационарный); – электрокардиограф (переносной ЭК1Т-07, производство г. Ижевск, Россия, сертифицировано в Беларуси); – программное обеспечение. ПО включает драйвер для ввода кардиосигнала через порт USB и программы обработки и интерпретации результата обследования спортсменов. Преимущества: – неинвазивный метод получения метаболических и функциональных показателей основных источников энергообеспечения мышечной деятельности спортсменов; – оперативный расчет функциональных и метаболических показателей в процессе диагностики (длительность диагностики – 1,5-2 мин); – наглядное представление динамики изменения показателей работоспособности при изменении тренировочной нагрузки; – максимальная экономичность в сравнении с имеющимися методами биохимических исследований. Аппаратно-программный комплекс для автоматизации иммунологических и микробиологических исследований UNIBAC Назначение: контроль микробиологического загрязнения сырьевых материалов и конечных продуктов в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности, экспресс-диагностика в вопросах снижения последствий угрозы биотерроризма. Характеристики: – рабочий диапазон температур: 10-50 °С; – точность поддержания температуры: ±0,005 °С; – размер загрузочного модуля: 135×90 мм; – количество модулей: 2 шт. – размер внутренней камеры термостата: 140×96×55 мм; – пропиленовых ячеек одноразового использования: 16. Контролируемые параметры культуральной среды: импеданс, активное №6-2016
11
МОНИТОРИНГ сопротивление, емкость, неполяризуемые электроды, базовое программное обеспечение. Применение: пищевая, фармацевтическая, косметическая промышленность, экспресс-диагностика при угрозе биотерроризма, учебные практикумы. Зарубежные аналоги: Bactometer (США), BacTrac (Австрия), Malthus (США). Эхосинускоп для неинвазивной ультразвуковой диагностики заболеваний верхнечелюстных и лобных пазух человека «ЭСУ-01» Назначение: оперативная диагностика заболеваний верхнечелюстных и лобных пазух человека в лечебной практике и скриннинговых обследованиях. Обеспечивает первичную качественную диагностику определения наличия и уровня заполнения пазух экссудатом, толщины передних стенок и наличия патологических образований преимущественно без использования рентгеновского излучения. Технические характеристики: – номинальная частота зондирующего излучения 3,0 МГц, – диапазон зондирования по глубине до 80 мм, – аксиальная разрешающая способность не более 2 мм, – отображение ультразвуковых эхо – сигналов в А- и М-режимах, – автоматическое протоколирование и документирование результатов, – связь с компьютером по интерфейсу USB 2.0. Особенности прибора: минимизация применения рентгеновского облучения в медицинской диагностике гайморовых и лобных пазух. Особенно актуально в постчернобыльский период, когда даже небольшие дозы дополнительного облучения в условиях хронического воздействия повышенной радиации и ослабленного иммунитета могут провоцировать риск возникновения и развития генетических мутаций и злокачественных образований. Особенно показан для обследования детей, беременных женщин, лиц с ослабленной иммунной системой. Цена в 1,5-2 раза ниже стоимости аналогов. Русскоязычное программное обеспечение и компьютерный интерфейс пользователя. Аппаратно-программный комплекс для компьютерной морфометрической, цитогенетической и FISH-диагностики «ХРОМОСОМА» Комплекс ХРОМОСОМА предназначен для компьютерной обработки и анализа гистологических, цитогенетических и других биопрепаратов, включая FISH-анализ препаратов с флуорохромномечеными ДНК-маркерами, в гистологии, цито- и онкоцитогенетике. Характеристики и особенности: 1. Автоматизация измерения морфометрических параметров и классификации объектов гистологических и цитологических биопрепаратов с разрешением не ниже 1 мкм. 12
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо 2. Автоматизированный анализ числовых и структурных аберраций хромосом, построение кариотипа человека в соответствии с Денверской классификацией. 3. Анализ и расчет параметров сложных форм хромосомопатий, обнаружение клонов клеток с хромосомными аберрациями – маркерами возможной опухолевой трансформации на молекулярном уровне методами FISH-анализа с использованием флуоресцентных ДНКмаркеров. Визуализация местоположения отдельных сегментов хромосом в интерфазных ядрах, когда эти ядерные сегменты еще не распознаются микроскопически: определение транслокаций – перенос участка хромосомы в новое положение на той же или другой хромосоме; инверсий – разворот участка хромосомы на 180 градусов при сохранении соединения с самой хромосомой; делеций – утрата части хромосомы; дупликаций – удвоение участка хромосомы, приводящее к избыточному содержанию копий гена в клетке. Комплекс «ХРОМОСОМА» позволяет решать следующие задачи: – ретроспективно верифицировать индивидуальные и коллективные дозы лучевых нагрузок; – прослеживать территориально-временную динамику цитогенетических нарушений; – дифференцированно оценивать степень генотоксичности неблагоприятных экологических факторов окружающей среды; – обнаруживать появление клонов клеток с хромосомными аберрациями – маркерами возможной опухолевой трансформации; – проводить пренатальную диагностику; – своевременно выявлять категории населения цитогенетического и онкологического рисков, контролировать состояние их здоровья и проводить необходимые лечебные, реабилитационные и профилактические мероприятия; – прогнозировать возможные отдаленные медико-генетические последствия хронического воздействия малых доз радиации и антропогенных факторов на организм человека в постчернобыльский период. Комплекс включает: – высокоразрешающий оптический моторизованный микроскоп с компьютерным управлением или микроскоп с обычным ручным управлением японского или немецкого производства; – блок компьютерного управления моторизованным микроскопом; – систему оптоэлектронной фотосъемки микроизображений цитогенетических биопрепаратов, их ввода и electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо визуализации в ПЭВМ в режиме одиночных и «живых» изображений со скоростью не менее 15 кадров в секунду и высоким разрешением (размерность одного кадра 5 и более Mpix); – ПЭВМ не ниже Pentium IV, ЖК монитор, струйный или лазерный принтер; – программное обеспечение для управления микроскопом, фотоэлектронной микросьемкой для ввода, визуализации и редактирования микроизображений; для автоматизированного анализа хромосом и микроядерного анализа клеток; – методики подготовки и оценки параметров цитогенетических биопрепаратов для анализа хромосом и микроядерного анализа клеток человека, согласованные с Минздравом Республики Беларусь. Программно-аппаратный интерфейс комплекса обеспечивает выполнение следующих операций: – регистрацию каждого нового пациента (обследуемого) и ввод его личных данных; – выбор обследуемого из списка уже зарегистрированных пациентов; – ввод изображения метафазной пластинки в компьютер; – автоматическую сегментацию изображения с выделением изолированных объектов; – автоматическую разметку выделенных объектов в предположении, что они являются хромосомами; – ручной режим разметки изображения отдельной хромосомы и автоматический расчет ее морфометрических параметров; – ручной режим объединения разорванных объектов и разделения слипшихся или перекрывающихся объектов; – автоматическую классификацию хромосомы по рассчитанным морфометрическим параметрам; – автоматическое построение кариотипа по размеченным объектам пластинки в соответствии с Денверской классификацией; – возможность ручной классификации хромосом методом перетаскивания изображения хромосомы на ячейку кариотипа при помощи мыши; – автоматический подсчет и классификацию микроядер клеток; – сохранение результатов измерения в базе данных; – возможность просмотра и редактирования данных, хранящихся в базе данных; – настройку параметров, внешнего вида программы и панелей, представляющих результаты измерений; – возможность работы в сети с обработкой цитогенетической информации и обьединения баз данных несколькими ПЭВМ; – использование встроенной контекстной справочной системы. Преимущества перед аналогами: – многофункциональность; – ретроспективное определение поглощенных биологических доз радиоактивного излучения по хромосомным специфическим аберрациям; – оперативное выявление начальных стадий хромосомных болезней, требующих принятия решения по большому числу анализа метафазных пластинок хромосомных препаратов; electronica.by
МОНИТОРИНГ – более низкая цена. Применение: компьютерная автоматизация микроскопических исследований в лабораторной клинической диагностике: 1. Гистология и цитология – анализ морфологической структуры гистологических и цитологических препаратов с целью выявления доброкачественных и злокачественных поражений ткани; 2. Цитогенетика – анализ кариотипа человека для выявления изолированных и множественных врожденных пороков развития. 3. Онкоцитогенетика – исследования корреляций онкологического процесса с хромосомными аберрациями в опухолевых клетках, включая исследования с использованием флюоресцентных ДНК-маркеров (FISH-анализ). 4. Радиационная медицина – автоматизированное выявление и анализ кольцевых и дицентрических хромосом, маркеров радиационного воздействия. Ретроспективное определение поглощенной биологической дозы радиоактивного излучения по структурным аберрациям хромосом. Модуль ультразвуковой очистки медицинского инструмента «МУЗА» Предназначен для неабразивной очистки поверхностей медицинских инструментов, а также других деталей от загрязнений любого типа. По эффективности превышает все виды ручной и химической очистки, а в ряде случаев является единственно возможным способом очистки, прежде всего – изделий сложной формы, с внутренними полостями Механизм воздействия ультразвука на загрязнения заключается в следующем. Механические колебания ультразвукового излучателя создают в моющем растворе пульсирующие ударные волны, которые проникают в дефекты пленки загрязнений и разрушают их изнутри. Одновременно в моющем растворе возникают мощные вихревые потоки, которые автоматически смывают частицы загрязнений с поверхности очищаемых предметов и приносят свежий моющий раствор в зону очистки. Модуль ультразвуковой очистки может применяться в машиностроении для очистки деталей после механообработки, шлифовки и т.п.; в точной механике (прецизионные детали и узлы); оптике (оптические элементы перед нанесением покрытий); микроэлектронике (полупроводниковые пластины, микросборки); радиотехнике (печатные платы); ювелирном деле («нежные» изделия сложной формы); медицине (инструменты, посуда). Материал ванны: пищевая нержавеющая сталь. Рабочий объем ванны: 5 л. Выходная мощность ультразвуковых преобразователей: 100 Вт. Рабочая частота преобразователей: 44±4,4 кГц. Длительность очистки: 5, 10, 15, 20 мин (таймер). Подогрев моющего раствора: до 50°С (термостат). №6-2016
13
МОНИТОРИНГ Напряжение питания: 220 В, 50 Гц. Габаритные размеры (Ш × Д × В): 175 × 325 × 320 мм. Вес модуля: 3 кг. По отдельному заказу поставляются модули очистки с емкостью ванны 15, 25, 50, 100 л и мощностью ультразвуковых преобразователей до 1,5 кВт. Применение: медицина, машиностроение, точная механика, оптика, микроэлектроника, радиотехника, ювелирное дело. Многоэлементные преломляющие рентгеновские линзы Предназначены для фокусировки рентгеновских лучей с энергией фотонов в диапазоне от 5 кэВ до 20 кэВ в микронные и субмикронные пятна. Могут быть использованы для формирования изображения объектов в рентгеновских лучах. Линзы выполнены в виде стеклянного капилляра, заполненного заданным числом N двояковогнутых сферических эпоксидных микролинз. Радиус кривизны отдельной микролинзы R совпадает с радиусом канала капилляра. Фокусное расстояние линзы F рассчитывается по следующей формуле: F= R/(2Nб), где R – радиус кривизны микролинзы, N – число микролинз, (1-б) – действительная часть комплексного показателя преломления n = 1 – б – iв. Для эпоксидной смолы, параметр б = 3,78 10-6 для фотонов с энергией 8 кэВ. Верхняя линза содержит: 114 микролинз с радиусом кривизны R= 100 мкм, фокусное расстояние линзы равно 100 мм. Нижняя линза содержит: 161 микролинзу с радиусом кривизны 50 мкм., фокусное расстояние линзы – 45 мм для фотонов с энергией 8 кэВ. Общие характеристики линз: – Число микролинз N: от 50 до 300; – Радиус кривизны отдельной микролинзы R: от 50 мкм до 250 мкм; – Фокусное расстояние многоэлементной линзы (N = 150, R = 50 мкм) для фотонов с энергией 8 кэВ около 50 мм; – Высокая радиационная стойкость. Данные линзы имеют короткое фокусное расстояние по сравнению с аналогами. Основным преимуществом короткофокусных рентгеновских линз является то, что они позволяют работать с лабораторными источниками излучения (рентгеновскими трубками) и позволяют сфокусировать рентгеновские лучи от лазера на свободных электронах в пятно меньших размеров. Оптические параметры рентгеновских линз испытывались на следующих синхротронах: SPring-8 (Япония), SSRL (США), APS (США), ANKA (Германия), ESRF (Франция), Курчатовский синхротрон, Synchrotron in Hefei (Китай), Synchrotron in Shanghai (Китай). Было установлено, что линзы фокусируют рентгеновские лучи в пятно размером 1-2 мкм, при этом теоретически возможный предел составляет 1 мкм и меньше. Многоэлементная преломляющая рентгеновская линза предназначена 14
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо для формирования рентгеновских пучков и может быть использована для исследования наноматериалов и в нанотехнологиях как: – устройство для фокусировки рентгеновских лучей; – объектив полнополевого рентгеновского микроскопа; – устройство для осуществления пространственного преобразования Фурье. Разработанные линзы являются изображающим устройством и, как и линзы для видимого диапазона спектра, могут быть использованы для формирования изображения объектов в рентгеновских лучах. Портативная система для экспрессной оценки жизнеспособности микробных популяций Портативная система необходима для решения задач практической и экспериментальной микробиологии: – выявление низких уровней бактериального загрязнения; – определение эффективных режимов использования антимикробных препаратов; – исследования в области создания новых химических соединений, обладающих антибактериальной активностью. Работа и функциональные возможности системы полностью определяются специальным программным обеспечением. Структурная схема портативной системы состоит из: – узла получения сухих пленок; – узла измерения макроскопической проводимости; – узла управления. В качестве исследуемых образцов используются сухие пленки, которые получают на поверхности планарной конструкции емкостных микроэлектродных датчиков нефарадеевского типа из обработанных и/или необработанных биоцидными агентами растворов тест-культур. В качестве базовых информационных параметров используются значения макроскопической проводимости сухих пленок, измеренные с помощью устройства, в основе которого лежит высокочувствительный поляризационный метод многоканальной дифференциальной вольтамперометрии. Преимущества перед аналогами:
– исключение применения драгоценных металлов для изготовления микроэлектродов, которые созданы на основе микро- и нанотехнологий; – снижение трудоемкости процесса оценки жизнедеятельности микробной популяции; – снижение стоимости одного анализа; – повышение чувствительности и надежности экспрессной (в пределах 1-2 часов) оценки жизнеспособности низких концентраций 102–103 КОЕ/мл) микробных популяций. electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Кистевой реабилитационно-развивающий четырехплунжерный вибротренажер Кистевой вибротренажер применяется: – для реабилиитации кисти и пальцев рук при травмах, артритах и артозах различной этиологии; – при релаксационно-реабилитационные тренингах. «Кистевик» имеет следующие технические характеристики: – контролируемое по времени усилие каждого пальца по отдельности и обобщенное усилие пальцев кисти; – визуальное представление на табло усилия каждого пальца и обобщенного усилия, обеспечивает процесс нейропсихологического саморегулирования деятельности пальцев и ускоренную реабилитацию мышц и суставов кисти и пальцев; – регулируемое раздражение плоскости пучности пальцев обеспечивает управление как дистальным кровообращением в пальцах, так и внутричерепным (мозговым) кровообращением; – аппаратура имеет эргономичные габариты, может устанавливаться в различных кабинетах поликлиник, фитнес-центров, спортивных залов и тренировочно-полевых условиях. Сфера применения – медицина, санитария, туризм, спорт. Сенсорная система с USB интерфейсом для экспрессной оценки жизнеспособности микробных популяций путем микротеплодинамических дифференциальных измерений их жизнедеятельности Сенсорная система предназначена для оценки эффективности проводимых противомикробных мероприятий. В частности, выявляет жизнедеятельность интактных и подвергшихся воздействию инактивирующих факторов микробных популяций в диапазоне концентраций 102 – 109 КОЕ/мл. Метод микротеплодинамических дифференциальных измерений предполагает использование пары высокоомных микротерморезисторов с отрицательным ТКС. Сопротивление микротерморезистора: 50 кОм Диапазон задаваемой мощности рассеивания терморезисторов: 0,010÷1,000 µВт Метод измерения: дифференциальный Объем пробы: до 400 µл Коэффициент усиления: 1000 Точность поддержания температуры внешней среды: ±0,1°С Интерфейс взаимодействия с хосткомпьютером: USB 2.0 Г а б а р и т ы : 600х400х400 мм electronica.by
МОНИТОРИНГ Данная система получила внедрение в Белорусском государственном университете и в Белорусском государственном медицинском университете. Зарубежные аналоги отсутствуют. Сенсорная система с USB интерфейсом на основе метода электрохимической импедансной спектроскопии для экспрессной оценки жизнеспособности микробных популяций Система предназначена для оценки эффективности проводимых противомикробных мероприятий. В частности, выявляет жизнедеятельность интактных и подвергшихся воздействию инактивирующих факторов микробных популяций в диапазоне концентраций 102 – 109 КОЕ/мл в течение 1-2 часов. Применяемый системой метод электрохимической импедансной спектроскопии позволяет получить информацию по семи информационным параметрам с учетом добавок в условиях многоканальных измерений. Данный метод обнаруживает жизнедеятельность микроорганизмов, связанных с процессами, происходящими на ранних стадиях лаг-фазы. Оборудование имеет уникальное программное обеспечение для задания режима и работы сенсорной системы, а также состоит из двух загрузочных модулей: – Модуль № 1 – нижнее расположение электродов – 16 ячеек (объем пробы до 3 мл); – Модуль № 2 – имеет верхнее расположение электродов – 24 ячейки (объем пробы до 6 мл). Диапазон рабочих частот: 1,0÷387,8 КГц. Количество информационных параметров: 7. Материал электродов: нержавеющая сталь. Интерфейс взаимодействия с хост-компьютером: USB 2.0. Габариты: 500×300×150 мм. Данная система получила внедрение в Белорусском государственном университете и в Белорусском государственном медицинском университете. Зарубежные аналоги отсутствуют. Емкостная сенсорная система с USB интерфейсом для анализа жизнеспособности микробных популяций Сенсорная система предназначена для оценки эффективности проводимых противомикробных мероприятий. В частности, выявляет жизнедеятельность интактных и подвергшихся воздействию инактивирующих факторов микробных популяций в диапазоне концентраций 102103 КОЕ/мл. Чувствительность по емкости: 10-18. Метод измерения: Дифференциальный, бесконтактный. Количество ячеек: 4. Частота: 32 КГц. Интерфейс взаимодействия с хост-компьютером: USB 2.0. Габариты: 200×150×100 мм. Емкостная сенсорная система для обнаружения жизнедеятельности микробных популяций использует дифференци№6-2016
15
МОНИТОРИНГ альные кинетики инокулированных ячеек относительно неинокулированных во временном промежутке 10 и более минут. Для удобной работы в данной системе установлено специализированное программное обеспечение. Данная система получила внедрение в Белорусском государственном университете и в Белорусском государственном медицинском университете. Зарубежные аналоги отсутствуют. Прибор для обнаружения и анализа флуоресцентных инфракрасных меток в биологических тканях Назначение: защита документов и ценных бумаг. Прибор предназначен для обнаружения и идентификации флуоресцентных инфракрасных меток в биологических тканях in vivo (живой организм) или in vitro (клеточные культуры). Прибор для идентификации выполнен в виде настольного аппарата. В качестве источника возбуждающего излучения служит полупроводниковый лазер с длиной волны излучения 680 нм. Система регистрации собрана на базе 3648 канальной ПЗС линейки (TOSHIBA) и предназначена для регистрации распределения интенсивности света на выходе малогабаритного полихроматора и пересылки данных в ПЭВМ. Все системы прибора выполнены в едином корпусе. Световод предназначен для передачи светового сигнала на вход полихроматора и подвода к образцу возбуждающего излучения от встроенного источника излучения. Управление прибором для идентификации осуществляется с помощью ПЭВМ через интерфейс USB. Длина волны возбуждающего излучения, нм: 682. Спектральный диапазон регистрации излучения: 400950 нм. Обратная линейная дисперсия малогабаритного полихроматора: 22 нм/мм. Дисперсионный элемент – плоская дифракционная решетка (реплика): 600 штрихов на миллиметр, область максимальной концентрации энергии на 750 нм. Время непрерывной работы изделия: не менее 4 часов. Время установления рабочего режима после включения с учетом функционального контроля работоспособности: не более 15 секунд. Напряжение питающей сети 220 В с допустимым отклонением: от -5 до плюс +5 %. Частота 50 Гц с допустимым отклонением, Гц: от -1 до +1. Потребляемая мощность: не более 10 Вт. Масса, кг: не более 2. Габаритные размеры, мм: не более 255×200×80. Изделие не содержит драгоценных металлов. Нормальные условия эксплуатации: – температура окружающего воздуха, °С: от 16 до 30 – относительная влажность воздуха, %: от 30 до 80 – атмосферное давление, кПа: от 86 до 106,7 За счет применения для возбуждения флуоресценции полупроводникового лазера достигнута большая чувствительность комплекса. Возможность прямой работы 16
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо разработчиков и потребителей ускоряет и удешевляет адаптацию комплекса под текущие нужды. Прибор адаптирован для регистрации флуоресценции (700-950 нм) полиметиновых красителей в биотканях in vivo (живой организм). Зарубежные аналоги: аналог фирмы Ocean Optics (USA) USB4000-FL-450. Флоуметр лазерный допплеровский ФЛД-01 Флоуметр ФЛД-01 предназначен для неинвазивной диагностики микрогемодинамики человека, позволяющей оценить состояние кровотока на капиллярном уровне, оказывающего непосредственное влияние на метаболические процессы в органах и тканях, и, соответственно, диагностировать течение различных воспалительных и репаративных процессов современной диагностической методики – лазерной допплеровской флоуметрией. Прибор ФЛД-01 обеспечивает высокоточное обнаружение и многопараметрическую компьютерную интерпретацию широкого спектра патологий капиллярного кровотока в тканях и слизистых оболочках для раннего обнаружения синдрома «диабетическая стопа», проявлений атеросклероза, артериальной гипертензии, некротических изменений, приживаемости тканей при пересадках, контроля воздействия медицинских препаратов и физиопроцедур, оптимизации выбора и тактики лечения. Прибор исполняется как в одноканальном, так и двухканальном вариантах. – Длина волны лазерного излучения (0,53 – 0,87) мкм. – Цифровой спектроанализатор FFT. – Программируемый теплостимулятор «Термотест» (26-44) °С с накладным датчиком тепловой нагрузки для исследования резерва микроциркуляции. – Оптико-волоконный лазерный датчик. Измеряемые и вычисляемые параметры: – автоматическое определение средних значений, градиентов, амплитуд, частоты флюктуаций и долговременных трендов показателя микроциркуляции в относительных или перфузионных единицах ПФ (включает в себя капиллярный гематокрит, количество эритроцитов и их скорость, а также количество функционирующих в данный момент микрососудов в исследуемом объеме), показателя шунтирования; – возможность дифференциальной оценки показателей тонуса: эндотелиально-зависимой компоненты, нейрогенной, миогенной, а также дыхательной и сердечной компоненты; – автоматическое компьютерное документирование результатов обследований, формирование баз данных, распечатка заключений и протоколов. electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Аппарат термомагнитотерапии АТМТ-01 Аппарат АТМТ-01 предназначен для проведения совместных процедур термотерапии и магнитотерапии. Он позволяет осуществлять одновременное воздействие переменного магнитного поля и теплового фактора на различные ткани, что усиливает терапевтический эффект. Аппарат термомагнитотерапии «АТМТ-01» имеет форму спального мешка, весит 3 кг и оснащен блоком управления с процессорами. Термотерапия обладает успокаивающим, болеутоляющим, противовоспалительным и антиспастическим действием, способствует образованию в организме биологически активных веществ, что помогает в комплексном лечении заболеваний большинства органов и систем организма. Магнитотерапия – это лечение магнитными полями, импульсными и постоянными. При их воздействии расширяются сосуды, в крови понижается вязкость, снижается способность тромбоцитов образовывать тромбы в сосудах, улучшается местное кровообращение и доставка к тканям и органам кислорода. Все это способствует уменьшению воспаления, отечности и заживлению ран, переломов, а также улучшению работы сердечно-сосудистой системы. Аппарат термомагнитотерапии предназначен для лечения следующих заболеваний: – заболевания центральной и периферической нервной системы, – дегенеративно-дистрофические процессы, – заболевания сосудов конечностей, – последствия повреждений, травм и хирургических операций. Кроме того, аппарат может быть использован для повышения мышечного тонуса и профилактики гиподинамии и утомления, помогает восстановить биоритмы после изменения часовых поясов, восстановить физическую и умственную работоспособность. Применение: дерматология, гинекология, урология, ортопедия, травматология, косметология. Измерительно-управляющий комплекс «ГИТОН» Контрольно-измерительный комплекс для медицинской установки общей электромагнитной гипертермии «Птичь-1». «ГИТОН» позволяет: – в автоматическом режиме проводить медицинские процедуры; – регистрировать температуру различных участков тела пациента; – контролировать и регулировать выходную мощность электромагнитного излучения, а также проводить контроль охлаждения спины пациента; – документировать заданные параметры процедуры и действий медперсонала. Комплекс «ГИТОН» представляет собой кушетку для размещения пациента, на которой имеется водяная поelectronica.by
МОНИТОРИНГ душка (болюс). Внутри кушетки находятся аппликатор (излучатель емкостного типа) и контур системы охлаждения спины пациента. Для контроля температуры пациента в нескольких характерных точках тела устанавливают термодатчики. Измерение температуры проводится одновременно по 8 каналам в диапазоне от 20 до 50 °С с разрешением 0,1 °С. Функционирование комплекса и установки общей гипертермии происходит под управлением блока индикации и управления режимами работы. В качестве операционной системы используется jacOS, что позволяет контроллеру проводить несколько задач одновременно. Структура программного обеспечения управляющего контроллера состоит из шести независимых задач, выполняющихся параллельно: – обмен данными с измерительным модулем; – индикация; – опрос клавиатуры; – контроль сеанса; – управление мощностью; – обмен данными с удаленным компьютером. Также среди дополнительных преимуществ системы jacOS можно выделить следующие: – бесплатна; – низкое потребление ресурсов; – наличие всех сервисов, необходимых для создания полноценного приложения. Контрольно-измерительный комплекс имеет встроенный ARM-процессор и работает под управление оперативной системы реального времени. Данный комплекс разработан по заказу ГУ «РНПЦ онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова», где активно используется в лечебной практике. Рентгеновский микроскоп с объективом в виде многоэлементной преломляющейся рентгеновской линзы Рентгеновский микроскоп предназначен для просвечивания изделий микроэлектроники, микромеханики, а также биологических объектов. Микроскоп содержит объектив в виде многоэлементной преломляющей рентгеновской линзы, что является его отличительной особенностью. Данная рентгеновская линза состоит из большого числа двояковогнутых микролинз и (как и линза для видимого изображения) позволяет формировать изображение объекта. Благодаря этому отпадает необходимость использовать в качестве источника излучения дорогостоящие микрофо№6-2016
17
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
кусные рентгеновские трубки – вместо них используется серийная рентгеновская трубка, например, для структурного анализа. Оптические параметры рентгеновской линзы, которая применяется в микроскопе, определялись на девяти синхротронах в США, Японии, Германии, Франции, России, Республике Корея и Китае. В состав рентгеновского микроскопа входят: – рентгеновская трубка с медным анодом; – преломляющая рентгеновская линза; – рентгеновская камера для регистрации изображения объекта; – гониометр (крепится линза); – держатель (крепить объект исследования); – источник излучения. Рентгеновские лучи от рентгеновской трубки проходят через объект, где испытывают рассеяние и поглощение. Рассеянные лучи от каждой точки на плоскости объекта фокусируются линзой в соответствующую точку на плоскости изображения, где располагается рентгеновская камера, и формируют изображение объекта. Пространственное разрешение предлагаемого микроскопа для фотонов с энергией 8 кэВ составляет 2-3 мкм, поле зрения около 1000 мкм. Зарубежные аналоги (фирмы Bruker и Rigaku) выпускают рентгеновские микроскопы с разрешением меньше, чем 1 мкм. Также стоимость белорусского аппарата значительно ниже. Защита НТП: – Патент № 8602 на полезную модель «Устройство для получения монохроматического рентгеновского микропучка»;
– Патент № 8963 на полезную модель «Многоэлементная преломляющая линза для гамма-излучения». Применение: рентгеновская оптика; микроскопия; медицина; микроэлектроника и микромеханика. product.bsu.by
ПОДПИШИСЬ!
Подписной индекс в Республике Беларусь:
00822 (индивидуальная), 008222 (ведомственная)
Контрактное производство электроники Группа компаний Rainbow состоит из нескольких компаний, расположенных в Российской Федерации, Украине и Республике Беларусь, имеющих огромный опыт разработки и производства электроники. Компания «Элконтракт» входит в Rainbow Group of Companies, расположена в Беларуси, выполняет все основные технологические операции по контрактному производству электроники: • ручной монтаж DIP-компонентов; • поверхностный монтаж на системах для автоматической установки smd-компонентов; • нанесение паяльной пасты с использованием специальных трафаретных установок; • пайка плат с использованием полно-конвекционных конвейерных печей с электронным поддержанием температурных профилей пайки; • оптический контроль готовых изделий после монтажа; • отмывка печатных плат после монтажа при помощи УЗ-ванн с последующей сушкой или использование безотмывочных паяльных материалов; • наладка и регулировка готовых изделий согласно программам и методикам заказчика; • изготовление кабельной продукции; • сборка изделий в корпуса; • упаковка готовых изделий в соответствии с требованиями КД заказчиков в картонную гофротару. Комплексная подготовка производства электроники производится нами на всех этапах, от технологического контроля КД, разработки техпроцессов изготовления изделий и до изготовления трафаретов и специальной оснастки. При необходимости мы готовы поставить комплектующие изделия для электронных плат, включая печатные платы, то есть полностью укомплектовать и изготовить изделие.
rainbow.by, elcontract.com 211440, Республика Беларусь, Витебская область, г. Новополоцк, проезд Заводской, д.24, оф.8,
18
№6-2016
тел.: 8-0214-55-05-42, тел.\факс: 8-0214-55-17-91, elcontract@gmail.com , smd@rainbow.by
УНП 391481965
Опыт и современное оборудование позволяют нам давать безусловную гарантию на свои работы.
electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОННОЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЕ В ОДНОМ ЧЕМОДАНЕ Высокая конкуренция среди телекоммуникационных операторов стимулирует компании к поиску новых, инновационных, способов работы. Яркий тому пример – концепция электронного здравоохранения e-health. All-in-one Health Terminal предоставляет врачам и пациентам новые возможности при проведении обследований, сокращает затраты времени не только работников медицинской сферы, но и больного, способствует профилактике и эффективному лечению заболеваний. ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель (фото автора) Исследование, проведенное агентством InfoCom среди европейских телекоммуникационных операторов, показало, что активная разработка различных идей уже не ограничивается традиционными сферами деятельности компаний. Появилось масса предложений в области здравоохранения. Наиболее продвинутыми странами ЕС в этом направлении стали Испания и Франция. На их рынках уже предлагается ряд услуг в сфере «электронного здравоохранения» – e-health. Причем, если в этих странах предложения направлены на конечного пользователя, то в Великобритании, Германии и Италии главными потребителями новых сервисов становятся клиники и страховые компании. Например, в Германии оператор Vodafone занялся продвижением новой концепции одним из первых, пользователям предложена услуга «Vodafone Care» – горячая линия, где можно получить совет у квалифицированного медика, при этом сервис базируется на работе немецкого провайдера, позиционирующего себя как пионера «электронного здравоохранения». Компания Deutsche Telekom в этом году запустила проект по телемониторингу пациентов, страдающих хроническими болезнями сердца. Официальных данных об эффективности пока нет, но уже понятно, что сервис носит профилактический, а не лечебный характер. Сложно себе представить удаленное лечение переломов или острых фаз заболеваний ЖКТ. Некоторые медики рассматривают «электронную медицину» как плацебо, поскольку сложные заболевания нужно лечить при личном контакте с доктором, а порезанный палец можно перевязать и без советов «виртуального терапевта». В этом отношении компания ZTE пошла по другому пути – если нельзя лечить удаленно, то доктор должен иметь возможность провести необходимые анализы где угодно, в поле, на стадионе, дома у пациента. Для этого был разработан специальный медицинский прибор – All-in-one Health Terminal – инструмент для медицинского осмотра и получения объективной картины о состоянии здоровья. В чемоданчике размещен комплекс диагностических приборов, при помощи которых можно сделать ЭКГ сердца, померить частоту сердечного ритма, артериальное давление, проверить насыщенность крови кислородом, замерить пульс и температуру тела. Можно тут же на месте проверить уровень сахара в крови, уровень мочевой кислоты, холестерина, провести общий анализ мочи. Терминал оборудован USB-портом, слотами для SD и SIM-карт, предусмотрены беспроводные интерфейсы Bluetooth, NFC и Wi-Fi. Технологии 3G и Ethernet дают electronica.by
возможность передать данные анализов на больничный сервер, где они автоматически будут дополнены в историю болезни. Терминал также оборудован кнопкой аварийного вызова реанимационной бригады, а также может воспроизводить результаты измерений в голосовом виде.
В терминале применена технология идентификации ID-карт, что позволяет разграничить уровень доступа к информации о пациенте. Личную информацию о здоровье пациента может получить только лечащий врач, а с прибором выехать для проведения осмотра любой медработник, например, фельдшер скорой помощи. Информационный терминал предназначен для комплексной работы в составе системы управления здравоохранением, включает в себя функции медицинского осмотра, управления учетными записями, консультирования по вопросам лечения, при помощи встроенной видеосистемы можно удаленно общаться с пациентом, проводить медицинские консультации в рамках «телемедицины», корректировать процесс лечения. В приборе предусмотрена возможность использования его в качестве учебного пособия при подготовке медперсонала. Компания ZTE демонстрировала свой прибор на выставке ТИБО, которая прошла в Минске с 19 по 22 апреля 2016 года, где его о его возможностях можно было не только узнать, но и протестировать на себе. №6-2016
19
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ЭЛЕКТРОНИКА И БЛИЖАЙШЕЕ БУДУЩЕЕ МЕДИЦИНЫ Предлагаем обзор перспективных технических новинок в области медицины. При подготовке материала использовались сообщения новостных агентств, а также пресс-релизы исследовательских центров. ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель «Умная кожа» выдает лекарства вовремя Пациенты, страдающие от различных хронических заболеваний, очень скоро смогут поменять многочисленные систематические приемы лекарств на один пластырь. Эластичный полимер, насыщенный микроэлектронной начинкой, способен контролировать жизненные процессы у пациента, передавать данные врачу, а главное – вводить строго дозированные порции лекарства не просто по заданному графику, а на основании изменения состояния.
До сих пор подобная идея витала в медицинском мире, но не находила своей реализации из-за технических проблем. Но сразу две научно-исследовательских группы заявили об инновациях, позволяющих совместить стандартные электронные компоненты с гибкой подложкой. До сих пор не удавалось установить жесткие кремниевые пластины в подложку, обеспечив высокую надежность – а в медицине в этом отношении особые требования. Теперь можно создавать гибкие носимые устройства, используя силиконовую или пластиковую основу, которая крепится к коже, используя новые гибкие электронные схемы. Пока применение ограничено системой датчиков и устройством ввода медицинских препаратов, а анализ данных осуществляется извне, поскольку гибких процессоров еще не создано. Второй проблемой остается аккумулятор, который тоже сложно сделать гибким. Тем не менее, в Сеульском национальном университете сумели создать прототип «пластыря», который обеспечит автоматическую подачу медикаментов, например, пациентам с болезнью Паркинсона. При этом заболевании требуется регулярное употребление лекарств. Сейчас пациентам приходится каждые несколько часов принимать таблетки, а это вызывает скачок дозировки препарата и постепенное снижение уровня. Пластырь способен вводить лекарство микродозами, в зависимости от его концентрации в организме. Когда надо делать инъекцию и в какой дозировке, определяется датчиком, который реагирует на запрограммированную симптоматику. 20
№6-2016
При создании устройства была применена резистивная память с произвольным доступом. Она хранит в себе информацию не в виде электрических зарядов, а используя магнитные моменты. За счет этого удалось создать очень компактные и тонкие устройства, имеющие малое энергопотребление, а именно этим требованиям должна отвечать носимая медицинская электроника. На нижнем слое пластыря расположено покрытие из наночастиц на основе кремния, насыщаемое лекарством. При помощи нагрева небольших фрагментов покрытия лекарство впитывается в кожу пациента. Площадь требуемого нагрева регулируется в зависимости от дозировки препарата. Датчик температуры контролирует нагрев, не допуская ожогов. В прототипе устройства используется внешний процессор и источник питания, поиск подходящих тонких и гибких компонентов еще ведется, но уже сейчас разработку по достоинству оценили медики. Пациенту можно наклеить такой пластырь и быть уверенным, что он не пропустит прием лекарств. Жидкий металл как основа для эластичной электроники Изобретение гибкого электронного пластыря исследователями из Сеула можно дополнить разработкой швейцарских специалистов. Группе исследователей из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны удалось создать жидкий металл, который может быть использован для производства гибкой электроники. Исследуя сплав галлия и золота, ученые создали подобие электронной печатной платы, которую можно легко деформировать без потери работоспособности.
Выбор этих материалов – галлия и золота – далеко не случаен. Галлий имеет высокую электропроводность и может находиться в жидком состоянии при комнатной температуре. А у золота высокая стойкость к окислению и оно выступает в роли защитного элемента. electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо В медицине существует высокий спрос на электронику, способную принимать произвольную форму или даже растягиваться без потери работоспособности. Подобные элементы могли бы найти применение в чувствительных покрытиях для «умных» протезов, компонентах для различных имплантов, в носимых контроллерах и многом другом. Именно поэтому во многих странах исследователи ищут материалы, из которых можно было делать гибкую электронику. Диагностические микрочипы постоянного ношения Под кожу имплантируется чип, размер которого всего 14 мм, при этом он представляет из себя целую диагностическую лабораторию. Толщина у него совсем незначительная, поэтому он совершенно не ощущается на теле. При изменении состояния здоровья этот чип отправляет данные лечащему врачу, который получает возможность отслеживать, насколько меняется состояние пациента после того или иного препарата или процедуры. Чип придумали в Федеральной политехнической школе Лозанны (Швейцария).
МОНИТОРИНГ Использовать глюкозу для подпитки кардиостимуляторов пробовали еще в 70-х годах, но тогда от этой идеи отказались в пользу литий-ионных аккумуляторов. Изначально они разрабатывались именно для медицинской техники. А лишь потом нашли применение в мобильных телефонах. Получение энергии при расщеплении глюкозы – это универсальный источник для всех биологических процессов в организме, поэтому придумывать что-то новое надо было именно в этом направлении. Создав полупроводниковый чип, способный генерировать электричество из глюкозы, ученые открыли неограниченный источник энергии для медицинской электроники. Сложно представить, что было бы, если бы приходилось периодически делать операцию и извлекать имплантат, чтобы заменить батарейки. Между тем, зачастую именно таким путем и приходится идти. С мозговыми датчиками такой номер не пройдет – им нужен постоянный источник энергии. Чип состоит из катализатора из платины, посредством которого из атомов, составляющих молекулу глюкозы, удаляются электроны. Затем клеточные ферменты расщепляют молекулу, высвобождая небольшой электрический потенциал. Мощность чипа достигает 180 микроватт, а этого вполне достаточно, чтобы запитать имплантаты с ультранизким потреблением энергии. Электронная кожа-дисплей
Микрочип снабжен пятью сенсорами и радиопередатчиком, через который передает данные на мобильный телефон пациента, а специальное приложение − доктору. Мощность передатчика 0,1 ватта, поэтому батарейки хватит надолго. Программа позволяет настроить чип на индивидуальные особенности человека и не станет поднимать тревогу, если отклонения от нормы свойственны данному пациенту. Разработчики утверждают, что их новинка станет настоящей революцией в медицине, поскольку много летальных случаев происходит от несвоевременного обращения к врачам. Особенно актуален будет чип для пациентов, проходящих химиотерапию – при отслеживании параметров работы сердца можно отреагировать на сердечный приступ до того, как он проявит себя. Ожидается, что новая разработка появится в продаже уже через непродолжительное время. Зарядка силой мысли Обеспечение энергией медицинских имплантируемых приборов – пока еще задача до конца не решенная. Но молодые ученые из США придумали чип на основе сочетания кремния и платины, который способен генерировать электричество из глюкозы. Новый чип предполагается использовать в приборах, вживляемых в мозг. electronica.by
Когда говорят про носимую электронику, то обычно речь идет про различные биометрические датчики, встроенные в «умные» часы, браслеты или фитнестрекеры. Но подобные устройства хоть и могут использоваться в медицине, но все же являются бытовыми устройствами. А вот если бы удалось превратить в электронное устройство участок кожи пациента – задались вопросом исследователи из Токийского университета, – это позволило бы врачам получать сведения о состоянии пациента не на каком-нибудь экране, а непосредственно взглянув на пациента.
Так были разработаны сверхтонкие органические мембраны, наклеиваемые прямо на поверхность кожи. Встроенные в мембрану органические светодиоды позволяют отобразить на поверхности любую информацию. Основное назначение, конечно же, – демонстрировать клиническую картину на основе данных, передаваемых вживляемыми датчиками. При толщине пленки в 3 микрона прочность ее достаточна, чтобы быть растянутой или скомканной, но при этом сохранить способность №6-2016
21
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
к отображению информации. Полимерные светодиоды излучают свет синего, зеленого и красного цветов, это зависит от подаваемых электрических импульсов. Новое покрытие получило название e-skin и на его основе уже создан прибор, показывающий частоту пульса и процент содержания кислорода в крови. Прибор будет полезен в больницах или при уходе за престарелыми. Можно представить применение пленочных экранов и для тренировок спортсменов – тренер может менять режим тренировок, ориентируясь на показатели экрана. Почка с микрочипом Важно упомянуть электронный прибор, описание которого разместил на своих страницах американский журнал Science World Report. Ученые из США сумели создать первую в мире искусственную почку, снабженную микрочипами. Биогибридное устройство способно удалять из организма продукты обмена, соли и воду, причем в устройстве применены доступные и недорогие микросхемы. Главный элемент искусственной почки – микрочип, который контролирует процессы, аналогичные происходящим внутри естественного органа. В устройстве задействовано 15 таких чипов, расположенных слоями и работающих независимо друг от друга, каждый со своей частью фильтруемой субстанции. Микросхемы не только управляют фильтрами, но и являются опорой для живых клеток почки. Поры фильтра установлены в определенном порядке, обеспечивая непрерывную работу, а энергию искусственный орган сможет получать не только от батарей, но и подзаряжаться от работы сердечной мышцы пациента. Бионический глаз В Калифорнийском университете несколько лет велись работы по созданию искусственного глаза. И вот наконец работа принесла успех – было создано пригодное для массового производства устройство, которое назвали «первый бионический глаз для слепых» или Argus II Retinal Prosthesis System. Фактически речь идет о создании электронного протеза сетчатки глаза, предназначенный для вживления людям, страдающим разрушением светочувствительных рецепторов.
Маленький, но очень быстродействующий микрочип имплантируется в сетчатку и замещает поврежденные рецепторы. Видеосигнал поступает от миниатюрной камеры, встроенной в очки, затем пересылается на микрокомпьютер, который закреплен на поясе или лежит в кармане пациента. После обработки данные по каналу беспроводной связи передаются на вживленный чип, который стимулирует нервные окончания электронными импульсами. Эти импульсы по зрительному нерву попадают в зрительный участок мозга, где собираются в изображение, подобно тому, как это происходит в здоровом глазу. Размер чипа всего несколько миллиметров, хотя операция по вживлению довольно сложная. Это один из недостатков, но есть и другие: например, разрешение получаемого от чипа изображения пока невелико – всего 256*1026 пикселов. Этого достаточно, чтобы ориентироваться в пространстве, но не более того. Сейчас исследователи работают над усовершенствованием технологии. Их задача – уместить более сложное устройство в те же размеры. Если это получится, то можно будет говорить о создании полноценного бионического глазного протеза. А пока предприимчивые американцы уже начали продавать свое устройство. Особенно высокий спрос на их изделие в Европе, хотя цена устройства превышает 70 тысяч евро.
УНП 190491237
22
№6-2016
electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
МОНИТОРИНГ
ЯПОНИЯ: ПОЛНАЯ ДИАГНОСТИКА ОРГАНИЗМА Основной принцип медицины Японии – сочетание высоких технологий и традиционных методов народной медицины. Свой подход японские врачи считают комплексным, и с этим трудно не согласиться. Основной акцент в Стране восходящего солнца медики делают не на лечение самого заболевания, а находят и устраняют сбои в человеческом организме. Японцы считают, что лишь полная диагностика организма способна выявить истинные корни болезни, и только потом можно приступить к лечению. ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель Высокие технологии исцеления По данным ВОЗ, Япония устойчиво много лет держит первое место по количеству магнитно-резонансной и компьютерной томографии на душу населения. И подобное положение дел по многим другим показателям. Но лучше любой статистики об эффективности медицине в стране говорит средняя продолжительность жизни – она самая большая в мире; у мужчин 80 лет, у женщин – 86. Применение роботов-хирургов в операционных необходимо лишь для проведения рутинных несложных операций, таких, на которые не стоит отвлекать высококвалифицированных врачей, так что робототехника в медицине – это скорее уровень поликлиники. То, чем гордятся в Европе или Америке, для Японии уже давно рутинная реальность. Дерзновенные помыслы японских разработчиков обеспечивают клиники страны самым совершенным оборудованием. Инвестиции в медицину в этой стране – один из самых выгодных способов вложения капитала. Поэтому многие «инновационные технологии», о которых лишь мечтают в западном мире, здесь уже могут посчитать устаревшими. Государственная политика Для японцев дисциплина и организованность настолько в крови, что в стране работают многие вещи, которые в других странах были бы невозможны. Например, не смотря на то, что 80 % клиник и медицинских центров – частные, тарифы на обслуживание никому не приходит в голову сделать выше государственных. Государство чутко контролирует работу медицинской отрасли, кроме того, понятие «гражданин Японии» – это очень уважаемый статус, поэтому все граждане страны имеют право на очень высокий уровень медицины, а доступность услуг такова, что нет особой разницы, в какую клинику обращаться. Обязательная медицинская страховка – неотъемлемый элемент гражданства, она покрывает не менее 70 % стоимости лечения. Кроме того, в медицинских учреждениях принято заниматься благотворительностью – в каждой больнице есть дни, когда осмотр и консультацию врача можно получить бесплатно. Во многих частных и практически во всех государственных медцентрах анализы на ВИЧ и онкологические заболевания делаются бесплатно – это тоже часть государственной программы. Превентивная медицина Поиск и устранение причин болезни – главная стратегия японских медиков, именно она обеспечивает electronica.by
жителям страны долгую и здоровую жизнь. Государство контролирует не только зарплаты и расценки, но и регулярность прохождения медосмотров. Во многих компаниях проводят «дни здоровья», когда сотрудник приходит не на работу, а к доктору. Обследования проводятся со всей серьезностью и профессиональным подходом – не выявленная вовремя болезнь может стать причиной государственных претензий к врачам. Конечно, высокому уровню здоровья японцев способствует и рацион питания, в котором присутствует много риса и морепродуктов, кроме того здесь принято всерьез заниматься спортом и вести здоровый образ жизни. Для японцев это не популярные течения, а часть менталитета. Единение с природой Конечно, рассказывая о Японии, нельзя не упомянуть о философии. Полное единение с природой – неотъемлемая черта характера жителей Страны восходящего солнца. Несмотря на высокое техническое развитие и дисциплинированность граждан, большинство японцев считают, что ни один синтетический медпрепарат не сравнится по силе воздействия с натуральным растением. Но в отличие от нас, народная медицина не считается шарлатанством и не прячется в подполье. Существует множество «традиционных» для Японии докторов, которые лечат не антибиотиками, а соком плодов или целебными травами. Например, уже не одно столетие икра морского ежа считается целебным снадобьем. И лишь недавно было установлено, что она выводит из организма радиоактивные вещества, причем не менее эффективно, чем специально разработанные лекарства. Огромное доверие испытывают японцы и к массажу, который применяют как в виде самостоятельного лечения, так и в сочетании с лекарственными препаратами. Достижения японской медицины Удивительно, но в Японии еще совсем недавно, в XIX и даже начале ХХ века, царил средневековый уклад жизни с феодальным правлением. За короткое время страна стала самой технологически продвинутой, но в то же время сумела сохранить свои традиции. Возможно, именно сочетание традиций с высокими технологиями и есть путь, который привел японскую медицину к тому высокому уровню, которому мы пока можем только позавидовать. №6-2016
23
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
«ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ» И «ИНДУСТРИЯ 4.0» Что понимается под терминами «Индустрия 4.0» и «Интернет вещей»? По сути это два названия одного и того же явления – подключения окружающих нас приборов и оборудования к интернету и их взаимодействие между собой. Только термин «Индустрия 4.0» относится к промышленной сфере, а «Интернет вещей» – к сфере потребительских товаров и услуг. В материале рассматриваются новые возможности для производства, которые принесет новая технология. ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель Индустрия 4.0 и зачем она нужна Этот термин впервые появился в 2011 году на Ганноверской ярмарке. Немецкие корпорации, находясь в поисках новой идеологии для промышленности, заявили, что находятся на пороге четвертой промышленной революции. Первую принято соотносить с изобретением паровых машин, вторую – с повсеместной электрификацией, а третью – с появлением информационных технологий в конце ХХ века. Четвертая промышленная революция должна объединить производство и информационные технологии. И именно «Индустрия 4.0» должна стать тем локомотивом, который вытянет весь мир в новый технологический уклад. В Германии была разработана стратегия развития промышленности «Платформа Индустрии 4.0», а также государственная программа «Промышленность 4.0». Все это задумано для ускорения интернетизации заводского оборудования и станков. В текущем году будут представлены первые производственные линии, а к 2030 году программа предполагает полный переход Германии на систему интернетизированной промышленности. Немецкое правительство готово инвестировать в программу более 200 миллионов евро. В своих задумках Германии придется конкурировать с аналогичными программами в Нидерландах, Франции, Великобритании, Италии, Бельгии и других стран. В 2012 г. в Соединенных Штатах создали «Коалицию лидеров умного» производства, в которую вошли промышленники и крупные поставщики продукции, ИТ-компании, научные и государственные организации, исследовательские лаборатории. Задача коалиции – создание открытой технологической платформы для промышленных ИТприложений, устраняющих технологические барьеры и обеспечивающих доступ к «большим данным». В 2015 году к «четвертой революция» подключилась и Россия. «Российские космические системы» (РКС) и «Ростелеком» инициировали создание Ассоциации содействия развитию Промышленного интернета. Все подобные организации стремятся к одному общему знаменателю – внедрить технологии промышленного интернета в производство, обеспечить интеграцию решений за счет объединения усилий крупных компаний и научно-исследовательских центров. «Интернет вещей» и его игроки В отличие от «промышленного интернета», концепция «Интернет вещей» появилась немного раньше. В 1999 году исследователь из MTI Кевин Эштон провел 24
№6-2016
презентацию о том, как внедрение радиочастотных меток на товарах способно изменить всю логистику компании-производителя. Исследование было проведено по заказу концерна «Проктер энд Гембел». Именно в этой презентации впервые прозвучало выражение «интернет вещей». С того момента прошло почти десять лет, количество подключенных к интернету приборов достигло числа, позволяющего внедрить новые подходы к обработке и управлению полученными от них данными. К 2009 году число активных подключений впервые превысило численность населения планеты. В системе «Интернет вещей» подключенные к сети бытовые предметы и приборы могут взаимодействовать друг с другом или с окружающим миром, собирать полезные сведения и на их основе без участия человека совершать какие-либо действия. Например, к таким предметам можно отнести автомобили, термостаты, холодильники, стиральные машины, сушилки, электролампочки и различные датчики – погодные, сенсоры движения и т.д. Используются подобные технологии и в медицине, например, активно применяются имплантаты для мониторинга сердцебиения. Производители новых гаджетов придумывали собственные стандарты передачи данных между устройствами, что порождало путаницу и бессистемность. Поэтому в 2014 году в хаотическое появление новых, подключенных к «интернету вещей» устройств попытались внести упорядоченность. Компании Linux, Qualcomm, LG, Sharp, Panasonic, Microsoft и еще около 50 крупных игроков создали альянс AllSeen, призванный создать стандарты для обмена данными между различными устройствами в рамках концепции «промышленного интернета». Примерно тогда же гиганты IT-индустрии Intel, Samsung Electronics, Dell, Broadcom и другие предложили свое видение отраслевых стандартов передачи данных в применении к офисной и бытовой технике. И лишь два года спустя стало понятно, что «интернет вещей» и «промышленный интернет» не могут существовать обособленно друг от друга. В чем новизна и польза Выражение «Интернет вещей» давно уже никого не удивляет, сживаемся мы и с термином «Индустрия 4.0». Это не какие-то новые технологии, а иной подход к производству и потреблению. Наш мир постепенно стал не только миром потребления, но и перепроизводства. Естественно, никому не интересно выпускать продукцию, которая окажется невостребованной покуelectronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо пателями. Именно поэтому сбор больших данных, обработка и использование в промышленности совершенно необходимы. Современное производство стараются максимально оградить от влияния «человеческого фактора», поскольку это сильно снижает процент брака и затраты. Поэтому ряд операций на автоматизированном производстве уже выполняется независимо от человека, но, добавив возможность машинам самостоятельно оптимизировать и настраивать свою работу, мы выводим весь технологический уклад на новый уровень. Основа «Индустрии 4.0» – умные сенсоры. Они собирают данные прямо во время производства, а их подключение к интернету позволяет передавать информацию не только людям, управляющим производством, но и команды другим машинам или даже заводам. Посредством облачных сервисов собранные данные анализируются и позволяют откорректировать производственный цикл в смежных сферах. Например, появление нового технического решения при производстве одной детали или узла моментально позволит перестроить всю технологическую цепочку и избежать выпуска невостребованных деталей. Одним из немаловажных факторов развития «Интернета вещей» и «Индустрии 4.0» станет уменьшение востребованности человеческого труда на производстве. Например, на заводах компании Siemens до сих пор около тысячи человек занимаются мониторингом работы оборудования, в то время как эти функции могут быль полностью передоверены системе датчиков, работающих в сцепке с промышленным компьютером. По прогнозам американских аналитиков, в течение ближайших 20 лет в США будет автоматизирована половина рабочих мест в промышленности. Примеры «Интернета вещей» Действующие приборы «Интернета вещей» успешно внедряются в нашу жизнь. Например, «умный» термостат Nest собирает данные о том, как обогревается или охлаждается помещение, а затем берет на себя управление энергопотреблением в доме. В нужный момент он включит кондиционер или обогреватель, а если воздух сухой – то еще и увлажнитель. В новые модели дополнительно внедрен детектор дыма и угарного газа, что позволяет своевременно отреагировать на пожар. А в самых свежих моделях, которые скоро появятся в продаже, компания встроила камеру удаленного видеонаблюдения. Теперь владелец дома может удаленно посмотреть через свой смартфон, все ли дома в порядке, когда находится где-то далеко. Еще один пример – «умные» светодиодные лампочки Hue компании Philips. Они могут менять цвет и тон освещения и пользователь может управлять ими с помощью приложения на смартфоне. electronica.by
МОНИТОРИНГ
Технологии «интернета вещей» нашли свою нишу среди товаров для домашних питомцев. Уже существует устройство, которое само накормит кошку или собаку, если хозяин задержался на работе; есть система, которая следит за условиями жизни и кормлением рыбок в аквариуме или птичек в клетке; существуют и «умные» игрушки для собак.
Различные «умные» устройства оказались востребованными в области фитнеса и спорта: фитнес-браслеты, подсказывающие спортсмену режим тренировок; одежда, способная замерять мышечную активность, ритм работы сердца и дыхания в реальном времени. Обувь, меняющая нагрузку во время ходьбы или бега. «Индустрии 4.0» в сельском хозяйстве Самым ярким примером применения технологий «Индустрии 4.0» может быть система управления сельским хозяйством. Появляется возможность заниматься точным земледелием: на базе данных от рассеянных с самолета микросенсоров проанализировать неоднородность полей, влажность почвы, кислотность, температуру. Это позволяет более точно подобрать возделываемые культуры, время посадки, количество воды, удобрений и химикатов. Система сама определит, куда чего и сколько нужно внести. В результате оптимизация расходов позволяет значительно снизить себестоимость продукции и не допустить превышение норм химического воздействия на растения. На основании получаемых данных можно вычислить предполагаемый размер урожая и более точно распределить его между торговыми сетями. При помощи специальных сенсоров система сумеет оценить количество нежелательных насекомых и активизирует применение химикатов именно в очагах появления вредителей. Это не только предотвратит порчу урожая, но и уменьшит дозу инсектицидов в конечном продукте. Автоматизированные системы полива обычно работают по принципу «когда жарко – льем воду». Куда №6-2016
25
МОНИТОРИНГ
и сколько ее лить, обычно не смотрят. А ведь разные участки поля могут иметь разную влажность почвы. Более точное управление поливом на основе системы датчиков влажности позволяет сократить расход воды вдвое, да и структура почвы при этом не разрушается. Немаловажную роль играет правильное хранение сельхозпродукции. При четком соблюдении режимов температуры и влажности сохранность урожая намного повышается. Чутко отреагировать на изменение этих показателей, да еще без участия человека, помогут специальные хранилища, оборудованные «умной» климатической системой. А при появлении вредителей система включит ультразвуковое отпугивание или снизит содержание в воздухе кислорода. Сервис, управляющий сельским хозяйством, помогает фермерам планировать производство продукции, рассчитать бюджет, гибко управлять ресурсами и командой, а значит получить больше прибыли. «Интернет вещей» и промышленность Компания General Electric активно внедряет технологии «индустриального интернета» и получает поразительные результаты. Например, эффективное управление работой ветрогенераторов позволяет при тех же ветровых условиях получить на 5-6 % электроэнергии больше. Но главная задумка все же не в этом, а в том, что работающие техногенные объекты будут мониторить собственное состояние и своевременно сообщать о прогнозируемой поломке. Ветрогенератор в качестве примера выбран не случайно – именно в этих устройствах самая частая неисправность – износ редукторов и подшипников, плановой заменой которых приходится заниматься постоянно. Для подобного примера можно взять любую вещь, например, наш мобильный телефон, объединяющий технологии «Интернет вещей» и «Индустрия 4.0». Он сам способен протестировать себя и определить, что в ближайшее время может «умереть». Он информирует об этом своего владельца, производит копирование контактов и информации в облачный сервис и сообщает заводу о своей неисправности. К моменту, когда бесполезное устройство можно будет выбросить, на заводе 26
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
уже будет готова для него замена, причем со старыми настройками, залитой на место телефонной книгой, фотографиями и другими сохраненными файлами. Чего не хватает «промышленному интернету» Во время обсуждения любой темы, касающейся промышленности, включая энергетику, нефте- и газовую промышленность, электрокоммуникации и нефтехимию, в центр дискуссии включается и тема «промышленного интернета вещей». Хотя на самом деле речь при этом идет о необходимости в специализированном программном обеспечении. Поясню эту мысль. Если разобраться, то все аппаратные элементы «промышленного интернета» уже давно существуют – и датчики, и компьютеры, и линии связи. Обработка данных стала недорогой, возможности хранения практически неограниченными, пропускная способность каналов связи превосходит все мыслимые потребности, мобильная связь покрывает территории практически на 100 %, активно развиваются облачные приложения. Все эти факторы в корне меняют способы интерфейса между человеком и машиной. Сенсоры на подключенных к сетям устройствах собирают данные, которые затем обобщаются и анализируются серверами. Полученные знания используют для повышения эффективности работы. Все это разрушает наработанные стереотипы ведения бизнеса и формирования услуг. И пока слабым местом «промышленного интернета вещей» остается неразвитость программного обеспечения, посредством которого создаваемой инфраструктурой сможет пользоваться ее конечный потребитель. Согласно прогнозам самого влиятельного аналитического агентства IT-сферы – Gartner, в ближайшую пятилетку количество подключенных к интернету устройств превысит 26 миллиардов, а это в десятки раз больше, чем сейчас. Что же на самом деле означают подобные цифры? Не получится ли так, что желаемое выдается за действительное, как это произошло в конце 1990-х годов, когда раздували «пузырь даткомов»? Тогда акции компаний, предлагавших использовать интернет для ведения бизнеса, баснословно взлетели в цене, а затем наступил резкий спад. В то время многочисленные комментаторы и экономисты единогласно electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо заявляли, что наступила эра «новой экономики», но новшества оказались неэффективными, что привело к волне банкротств и сильному спаду в IT-сфере. В отличие от «пузыря даткомов», «Интернет вещей» – явление, более привязанное к пользователям, которые пытаются улучшить свою жизнь различными способами. Например, контролировать свой «умный дом» и узнать, что стиральную машину пора отремонтировать до того, как на пол выльется ведро кипятка. А промышленный интернет делает то же самое, только в привязке не к отдельному пользователю, а к цивилизации в целом. Улучшая контроль и безопасность окружающего пространства, можно снизить риск для жизни и комфорт огромного числа людей. А повысив надежность промышленных систем, мы не только устраним риск техногенных аварий, но и снизим вероятность внезапных отключений электроэнергии, тепла, повысим ритмичность работы всех окружающих нас процессов от подвоза продуктов в магазины до вывоза мусора из дворов. Ну а теперь попробуйте представить тот объем данных, который начнет поступать от всех этих устройств, собирающих данные в режиме 24/7. Каждый цех «умного производства» будет генерировать такой трафик, какой сейчас генерирует целый микрорайон, жильцы которого постоянно пользуются интернетом. Самое важное в этом процессе – вовсе не аппаратное обеспечение, которое давно придумано и работает в рамках локальных комплексов. Объединить все эти устройства в одну сеть сумеет лишь принципиально новое программное обеспечение, а его пока не существует. Подумайте, нужен ли нам компьютер или смартфон, на котором отсутствуют все те приложения, которыми мы привыкли пользоваться? Крупные поставщики давно поняли, что грамотно подобранный «софт» значительно повышает ценность «железа», поэтому невозможно найти на рынке какое-либо устройство, продаваемое без программного обеспечения. Между тем со всем множеством «умных датчиков» дело пока обстоит именно так. Датчики температуры/влажности/освещенности и т.д. существуют давно, но до тех пор, пока кто-то первый не написал программу для их взаимодействия с кондиционером или контроллером электросети, пользы от них было немного. Именно программное обеспечение – тот переводчик, который помогает человеку и технике понять друг друга. Причем зачастую речь идет об информации, требующей не просто принятия каких-то мер, но и критически важной, без которой можно попасть в опасную ситуацию. Каким должно быть ПО Конечно, оно просто обязано быть облачным, то есть базовая, управляющая часть обязана находиться в удалении от самого устройства. Для того, чтобы оставаться долгое время полезными и конкурентоспособными, «Интернет-вещи» должны своевременно обновлять свое программное обеспечение. И если установить нужные приложения в смартфоне вполне по силам каждому, то представьте, что необходимо поменять «прошивку» в десятках домашних устройств, не говоря уже про крупный завод, где таких «умных» датчиков могут быть тысячи. electronica.by
МОНИТОРИНГ Новое ПО должно уметь соединять систему управления предприятием с размещенными на производстве устройствами и оборудованием. Оно же должно быть пригодно для анализа и поиска новых возможностей для бизнеса, оптимизации производственных процессов и построения стратегии управления предприятием. Сейчас количество подключенного к интернету оборудования уже вполне достаточно, чтобы начать пользоваться всеми широкими возможностями «промышленного интернета». Однако в бизнес-процессах применяется минимальный набор функций – калибровка инструмента на станках, колебание давления в компрессорных системах, учет попавших на склад деталей и т.д. Но аналитика в масштабах предприятия используется в единичных случаях (главным образом в крупных автохолдингах или в торговых сетях), а в масштабах отрасли отсутствует вообще. Говорить об управлении экономикой пока даже не приходится, поскольку у нас до сих пор предприятия, делающие гайки, никак не согласовывают свои действия с предприятиями, эти гайки потребляющими. «Промышленный интернет» должен начинаться с диагностики имеющегося оборудования и его эффективности. Невозможно планировать произвести миллион единиц продукции, если оборудование способно выдать лишь десятки тысяч, а затем его ресурс будет исчерпан. Возможность быстро оценить состояние и потенциал завода необходима, чтобы в своем планировании не наступать на те грабли, которые постоянно подворачивались советскому «Госплану». Это первая из функций «промышленного интернета», на которую следует направить усилия разработчиков как аппаратного, так и программного обеспечения. И лишь на втором этапе имеет смысл говорить об управлении производственными циклами. Имея в своем распоряжении реальные цифры, а не 2-3 «липовых» отчета, топ-менеджеры смогут видеть реальные возможности не только своей компании, но и своих партнеров, а значит риски по инвестициям можно уменьшить на порядок. Соответственно, вместе с новыми возможностями компании получат и рост активов, укрепление деловой репутации, а у руководителей появится больше возможностей для гибкого управления бизнесом. «Интернет вещей», внедренный в глобальную мировую промышленность, рано или поздно приведет нас к плановой экономике, но лишенной недостатков в виде человеческого фактора.
ТУП «АЛЬФАЧИП ЛИМИТЕД» Официальный представитель мировых производителей
220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 www.alfa-chip.com www.alfacomponent.com УНП 192525135
№6-2016
27
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
БУДУЩЕЕ МЕДИЦИНЫ: КАК ТЕХНОЛОГИИ INTEL ПРЕОБРАЖАЮТ СФЕРУ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ Из всех проблем, возникающих перед медицинскими учреждениями, вероятно, самая большая обусловлена постоянным увеличением средней продолжительности жизни. Безусловно, это скорее хорошие новости, но в то же время это оказывает большое давление на систему здравоохранения. Согласно документу «The Future of Healthcare» (будущее здравоохранения), подготовленному Университетским колледжем Лондона в рамках проекта Intel Collaborative Research Institute, только в Европе прогнозируется увеличение населения в возрасте от 65 лет и старше со 129 миллионов в 2010 году до 224 миллионов к 2050 году. Количество граждан в возрасте 85 лет и старше за тот же период увеличится практически втрое, с 14 до 40 миллионов. Все это требует принятия экстренных мер для обеспечения достаточного уровня медицинского обслуживания. Для удовлетворения этого растущего спроса органы здравоохранения переходят от жестких моделей оказания услуг только в медицинских учреждениях к более эффективному, гибкому и персонализированному обслуживанию на дому и поддержке сообществ. Основу для этого перехода обеспечивают устройства на базе технологий Intel, которые обладают достаточной портативностью, а времени их автономной работы хватит на целый день, что позволит медицинским работникам постоянно иметь доступ к нужной информации. Использование мобильных устройств имеет множество преимуществ для медицинских работников, ИТ-администраторов и пациентов: занятые врачи-консультанты смогут повысить качество и эффективность лечения, а ИТ-отделы смогут решить проблемы контроля и защиты личных устройств, используемых врачами для работы. Йохан Лиден (Johan Lidén) из шведского подразделения Intel HealthCare & Life Sciences оценивает перспективы в более глобальном масштабе: «Перед медицинскими учреждениями стоит множество проблем, но теперь появились мобильные технологии, которые помогут решить эти проблемы, и мы должны воспользоваться этой возможностью. Лично я выделяю два основных фактора: во-первых, потребность в эффективности – подумайте о росте расходов и объема услуг, который будет вызван увеличением пожилого населения и повышением стоимости медицинского обслуживания. И, во-вторых, потребность в гибкости при переходе от лечения в медицинских учреждениях, которую необходимо будет проявлять для достижения приемлемой стоимости и достаточного качества обслуживания. Простыми словами, мобильные технологии позволяют решить эти проблемы посредством оказания медицинской помощи вне медицинских учреждений, при этом у медицинских работников всегда есть доступ ко всей 28
№6-2016
необходимой информации. Мобильные устройства на базе технологий Intel позволяют оказывать медицинские услуги в любом месте, а планшеты, устройства «2 в 1» и устройства Ultrabook кардинально меняют взаимодействие врачей и медсестер с пациентами, повышая качество обслуживания. Главное – подобрать подходящее устройство для соответствующей конкретной ситуации в процессе оказания услуг. Мы стремимся обеспечить безопасный переход на мобильные технологии в сфере здравоохранения».
Преимущества мобильных технологий очевидны для всех людей, заинтересованных в развитии сферы здравоохранения. Мобильные устройства предоставляют медицинским работникам безопасный доступ к актуальной информации в историях болезней пациентов с помощью такого ПО, как приложение Electronic Medical Records. Это позволяет сократить количество ошибок и время ожидания пациентов, а также повысить эффективность за счет сведения к минимуму административной работы по заполнению документов. Для реализации этих преимуществ существует широкий ассортимент легких и быстродейelectronica.by
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо ствующих мобильных устройств на базе технологий Intel, способных работать в течение целого дня: от планшетов до устройств Ultrabook™ «2 в 1». Благодаря такой свободе выбора для каждого рабочего процесса можно подобрать подходящее устройство с возможностью использования клавиатуры, сенсорного экрана или стилуса. Для ИТ-руководителей медицинских учреждений также существует ряд преимуществ. Постоянный доступ к данным, необходимым для координации медицинского обслуживания, и оптимизированные рабочие процессы позволят платформам на базе процессора Intel® Atom™, времени автономной работы которых хватит на целый день, и платформам на базе процессоров Intel® Core™ справиться с предлагаемыми рабочими нагрузками. Гибкие мобильные решения Intel для сферы здравоохранения позволяют подобрать для каждого рабочего процесса подходящее устройство с ОС Windows® или Android®. Безусловно, по мере перехода медицинских учреждений на мобильные устройства обеспечивать безопасность становится все сложнее, но комплексный подход корпорации Intel к обеспечению безопасности с использованием технологий ускорения шифрования данных, защиты персональной информации, обнаружения вредоносного ПО и дистанционного управления устройствами помогает медицинским учреждениям осуществить этот переход и обеспечить защиту как при работе в Интернете, так и при работе в автономном режиме. Мобильные устрой-
ства на базе процессоров Intel® Core™ vPro™ помогают поддерживать, контролировать и защищать различных мобильных клиентов и при этом обеспечивают полную совместимость с периферийными устройствами, управление операционной системой и обновление приложений, снижая совокупную стоимость владения. В Швеции уже успешно внедряется большая часть таких мобильных технологий. Лиден объясняет: «Существует множество примеров того, как мобильные технологии используются в северных странах. В Швеции хирурги и рентгенологи могут работать на планшетах с полученными методом КТ трехмерными снимками. Это позволяет им определить наиболее подходящий курс лечения при осложненных переломах костей. Терапевты также используют планшеты, чтобы показывать снимки лежачим больным. Это позволяет понятнее объяснить необходимые процедуры и успокоить пациентов. На выезде медсестры, оказывающие уход на дому, используют планшеты, чтобы просмотреть и обновить истории болезни пациентов, проверить предписания и дозировку препаратов, а также для того, чтобы дистанционно связаться с коллегами с целью уточнения подробных сведений». Ввиду постоянно растущего числа населения мобильные технологии станут отличными помощниками. Использование всех имеющихся на сегодняшний день возможностей поможет нам создать лучшее будущее. По материалам intel.ru
ОАО «Электромодуль»
УНП 600066462
222310, г. Молодечно, ул. Великий Гостинец, 143
УНП 190533632
electronica.by
Предприятие производит: • блоки полупроводниковые выпрямительные для автомобилей, тракторов, сварочного оборудования; • устройства регулирующие и регуляторы напряжения в составе щеткодержателя к автотракторным генераторам; • электронную технику: выключатели путевые бесконтактные ЭВИТ-С3, ЭВИ-151, прерыватель контрольной лампы стояночного тормоза ПКЛ-1; • комплектующие к мотоциклам: диодные модули и мосты, блок коммутатор-стабилизатор, реле указателя поворота; • диоды полупроводниковые автотракторные на ток от 2А до 40А и напряжением от 27 В до 700 В. Тел.: 8 (0176) 74 71 97 www.elmodul.by Е-mail: omarket@tut.by №6-2016
29
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ЦИФРОВАЯ МЕДИЦИНА ЗАВОЕВЫВАЕТ АМЕРИКУ Ход национального проекта информатизации здравоохранения США служит ориентиром для подобных идей в других странах. Конференция Общества медицинских и управленческих информационных систем HIMSS mHealt Summit – одно из самых значимых событий в мире медицинской информатики. Развитие национального проекта информатизации здравоохранения США влияет на весь рынок медицинских ИТ и служит ориентиром для подобных разработок в других странах. На заседании рабочей группы ИТ-специалистов РАМН Константин Чеботаев, менеджер по работе с международными клиентами компании «Медстрах» (Россия), поделился впечатлениями о конференции. ИРИНА ШЕЯН, директор информационной службы Сomputerworld Откупиться штрафами Текущий этап информатизации американского здравоохранения требует установки систем электронных медицинских записей (Electronic Health Record, EHR). На стимулирование медиков к внедрению EHR в 2014 году было потрачено 14,6 млрд долл., теперь же введена система штрафов за задержку внедрения. Примерно половину медицинских практик уже оштрафовали на 1 % суммы возмещения по госпрограмме медицинского страхования Medicare. Основные проблемы, с которыми сталкиваются медицинские организации, – нескоординированность требований, отставание либо непродуманность нормативной базы, а также несоответствие информационных систем их потребностям. С 2010 по 2014 год количество медицинских организаций, меняющих EHR, выросло втрое. По данным опросов, 30 % поставщиков медуслуг не устраивает установленная система электронных медкарт; число судебных исков, связанных с EHR, за последние два года удвоилось. Заказчики недовольны защитой данных, недостатком предупреждений, поддержкой принятия решений, отсутствием поддержки нужной документации, отказами систем, недоступностью инструментов интеграции. С 2017 года обязательными станут обмен данными, облачные технологии, аналитика и защита сведений. Между тем ввод данных в информационную систему превратился в крайне сложную для врача процедуру: те 30–40 полей, которые на бумаге можно было быстро пробежать глазами, теперь требуют 200–300 кликов. Среднестатистический врач ежедневно тратит на ввод данных три-четыре часа и вынужден работать с медицинской документацией в выходные дни. Поэтому многие предпочитают просто заплатить штраф и вовсе не участвовать в программе информатизации. Интернет медицинских вещей, «миллениумы» и уберизация На саммите отмечено лавинообразно растущее применение «Интернета вещей» в здравоохранении. Основной акцент мобильного здравоохранения – на 30
№6-2016
управлении хроническими заболеваниями. Но особое внимание уделяется растущей потребности пациентов во «втором мнении». В среднем 20 % пациентов в США готовы воспользоваться услугой «второе мнение», а среди онкологических больных таких желающих уже половина. У 5–20 % обратившихся за этой услугой в результате меняется основной диагноз, а у 70–90 % изменяется терапия. Кроме того, за прошедший год значительно вырос интерес к применению комплексных mHealth-продуктов с набором включенных услуг: медицинской аналитики, обучения, Больших Данных, страховой телематики, навигационных, правовых, финансовых и др. Страховые компании активно осваивают mHealth, изучая новый тип застрахованных, так как им предстоит привести свои предложения в соответствие с изменившимися приоритетами трудоспособного населения. Мобильная медицина нацелена прежде всего на поколение «миллениумов», которое составит основную рабочую силу в 2015–2025 годах. Это поколение качественно отличается от предыдущего по мышлению и мировоззрению. Если в тройке приоритетов людей старше 45 лет на первом месте стоит зарплата, на втором – медицина и на третьем – баланс работы и личного времени, то в возрастной группе от 18 до 24 лет баланс находится на первом месте, медицина – на втором и лишь на третьем – зарплата. Это важно учитывать в управлении рисками при расчете программ медицинского страхования. Примечательно, что среди компаний, которые в ближайшее время будут задавать тон на американском рынке цифровой медицины, в списке Fortune 500 в тройку лидеров входят cеть CVS Health (8 тыс. аптек и 900 клиник в торговых центрах), страховой концерн UnitedHealth Group и торговый альянс Walgreens Boots. К 2020 году Walgreens Boots намерен стать основным поставщиком первичной медицинской помощи в США, открыв в каждом магазине клинику, куда может зайти любой пациент без всякого прикрепления. Финансовый прорыв Настоящий прорыв произошел в финансировании телемедицины. В 2015 году было разрешено параллельное electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо лицензирование врачей в 11 штатах, и практически сразу появилась новая категория врачей, которые работают только дистанционно в системах удаленного мониторинга пациентов на несколько штатов. И этот класс специалистов будет очень быстро разрастаться. Подавляющее большинство телемедицинских услуг, оказанных врачами общей практики в прошлом году, – это управление назначениями и обновление рецептов (86 %), неотложная медпомощь, консультации беременных и патронаж новорожденных, наблюдение на дому, управление хроническими заболеваниями и психиатрическая помощь. C 2015 года началась выплата страховых возмещений Medicare за телемедицинские услуги и услуги мобильного здравоохранения: за 20 минут интерактивного общения с пациентом, не присутствующим в кабинете врача, один раз в квартал доктор вправе получить 46 долл. Оплата остальных сеансов производится из других источников по договоренности с пациентом. Кроме того, с 2016 года намерен оплачивать сеансы виртуального обращения к врачу и крупнейший конгломерат частных страховщиков Blue Cross and Blue Shield, что внушает надежду клиникам, не имеющим достаточно средств на развитие мобильной медицины и не участвующим в программе Medicare. Помимо этого, крупные страховщики продолжают эксперименты по финансовому стимулированию пациентов, ежедневно начисляя им вознаграждение за пользование носимыми устройствами и передачу данных. Накопленную сумму можно вычесть из ежемесячного страхового платежа или использовать в программах лояльности торговых сетей. Контакт-центры и аутсорсинг Практика показала, что врачи в амбулатории или стационаре не успевают после очного взаимодействия с пациентом обработать еще и данные mHealth и пообщаться с пациентами удаленно. Поэтому пациент, чтобы получить дистанционные услуги, взаимодействует с медицинским контактцентром. Одно из наиболее развитых направлений удаленных медицинских услуг – телерадиология. В США работает более 500 телерадиологических центров, однако дистанционное консультирование, анализ медицинских изображений и гистологических препаратов проще развивать в менее дорогих странах. Растущий поток пациентов и дефицит специалистов порождает рост спроса на телерадиологов вне страны и тех, кто может работать ночью. Заключения и решения может выносить только врач с местной лицензией, а удаленные центры делают лишь предварительный анализ. Поэтому поставщики диагностических услуг, требующих мнения высококвалифицированных экспертов, прибегают к аутсорсингу либо вывозят своих специалистов в другие страны, где вокруг них формируется коллектив местных врачей. computerworld.kz electronica.by
МОНИТОРИНГ
ПРОЦЕССОР ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА Компания Google объявила, что ее сотрудниками разработан и успешно прошел испытания специализированный ASIC-процессор (ApplicationSpecific Integrated Circuit), предназначенный для построения систем искусственного интеллекта (ИИ) на базе многоуровневых нейронных сетей. Эти сети – симбиоз аппаратного и программного обеспечения, способны обучаться выполнению различных задач, анализируя большие массивы исходных данных. Подобные системы ИИ на базе нейронных сетей уже применяются в поисковой среде компании для распознавания объектов на изображениях, идентификации голосовых команд и перевода текста с разных языков. Недалек день, когда искусственный интеллект в корне преобразует всю работу поисковой системы Google. Новый процессор назвали Tensor Processing Unit (TPU), поскольку в нем применяется программная платформа TensorFlow, способная к самообучению. Google – не единственная компания, которая ведет разработки в области применения ИИ и технологий машинного обучения, чтобы обеспечивать работу своих сервисов сети Интернет. В том же направлении работают и другие гиганты IT-индустрии, например, Facebook, Microsoft и Twitter. Каждая компания проектирует собственную версию аппаратно-программного комплекса, хотя в их основе лежат решения на базе графических процессоров Nvidia. Кроме того, при создании нейронных сетей часто применяют массивы программируемых матриц логических элементов (Field Programmable Gate Arrays, FPGA), которые реально программировать на решение конкретных задач. Новый процессор TPU можно установить вместо стандартного дискового накопителя, и это привнесет в работу на несколько порядков большую эффективность (в пересчете на 1 ватт потребляемой энергии), если сравнивать с решением машинных задач традиционными аппаратными решениями. Прототипы процессоров TPU были изготовлены больше года назад и успели пройти всестороннее тестирование в серверных стойках одного из ЦОД компании. После успешного завершения тестов и предварительного обучения процессоры нашли применение для ускорения работы в реальном облачном сервисе. Сейчас основа всего оборудования дата-центров Google – процессоры Intel, помимо них применяется и продукция Nvidia. Но в будущем компания Google планирует уменьшить применение чипов от этих производителей в пользу собственных, а в дальнейшем полностью перейти на свои разработки. Возможность лишиться такого крупного заказчика встревожила гигантов индустрии, и в ближайшее время Intel представит свою версию ASIC-процессора. Причем, учитывая богатый опыт компании в области разработок, создатели предвидят, что новый процессор может получиться более удачным, чем представленный Google. Павел Бокач на основании пресс-релиза Google №6-2016
31
МОНИТОРИНГ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
МАКРОМОЛЕКУЛА IBM УБИВАЕТ СМЕРТЕЛЬНЫЕ ВИРУСЫ Макромолекула – это сложная полимерная молекула, состоящая из нескольких частей, каждая из которых имеет свое функциональное назначение. Тщательный подбор функций «антивирусной» макромолекулы позволяет ей успешно бороться с вирусной инфекцией, даже той, которая в ходе мутаций приобрела устойчивость к лекарственным препаратам. Борьба с вирусными инфекциями – дело сложное, главным образом из-за способности вирусов мутировать и развивать сопротивляемость тем или иным видам лекарственных препаратов. Такие вирусы как Эбола и вирус Зика представляют собой глобальную угрозу для человечества. «Палочкой-выручалочкой» в деле борьбы с вирусами опасных заболеваний может стать макромолекула, разработанная учеными из компании IBM Research совместно с исследователями сингапурского Института биоинженерии и нанотехнологий. Эта макромолекула атакует и поражает большинство из известных вирусов сразу тремя разными способами. Для разработки молекулы был применен совершенно новый подход – необходимые свойства были вычислены на когнитивном суперкомпьютере Watson, созданном инженерами IBM. Удалось рассчитать структуру молекулы, способной бороться с вирусами за счет уникального механизма тройного действия, предотвращающего выработку у вируса устойчивости к лекарству. IBM Watson – первый коммерчески доступный суперкомпьютер, его когнитивная способность вычислений представляя собой новую эру в анализе больших объемов данных и обработке информации. Он больше похож на человека, чем на компьютер, поскольку работает на основе понимания естественного языка, формирует собственные гипотезы на основе фактических данных и способен к самообучению. Первым «оружием» разработанной макромолекулы является компонент, который буквально притягивает к себе вирусы, электростатически сцепляясь с белками
32
№6-2016
на их поверхности. Отдельные макромолекулы могут сцепиться с несколькими вирусами, лишая последних возможности атаковать и заражать здоровые клетки организма. Также в состав макромолекулы входит манноза моносахарид, который определенным образом связан с имунноцитами, клетками иммунной системы организма. Этот моносахарид действует точно так, как он действует в составе иммуноцитов, останавливая вирусы от заражения клеток. И третьим компонентом макромолекулы является часть, которая нейтрализует pH-уровни, создаваемые вирусами внутри клеток, что блокирует способности вирусов к самовоспроизведению. Эффективность работы новой макромолекулы была проверена на вирусах самых распространенных и опасных типов, вирусах гриппа, Эболы, Марбурга и Энтеровируса 71. Но самым примечательным является то, что ни один из типов вирусов не продемонстрировал способности развития сопротивляемости действию макромолекулы. В ближайшем будущем на базе новых макромолекул появятся противовирусные препараты, которые можно будет включать в состав моющих средств или стиральных порошков. В долгосрочной перспективе результаты исследования могут стать основой для вакцин нового типа, эффективно защищающих от всех без исключения вирусных инфекций. К сожалению, о конкретных сроках внедрения пока говорить рано. Павел Бокач по материалам пресс-релиза IBM Research
electronica.by
Первый в мире датчик тока для высокой стороны Результаты измерения мощности передаются через конфигурируемый аналоговый выход и цифровую шину
Первый в мире датчик мощности/тока PAC1921 для высокой стороны от Microchip. Для измерения мощности, тока или напряжения используется только один выходной контакт. Для передачи диагностических и измеренных данных в максимальном объеме служит двухпроводная цифровая шина. Передача данных с минимальной задержкой происходит через конфигурируемый аналоговый выход. PAC1921 увеличивает гибкость высокоскоростных систем управления питанием. Аналоговый выход PAC1921 настраивается в диапазонах 1,0; 1,5; 2,0 и 3,0 В. Диапазон входного напряжения: 0–32 В. Гибкое измерение мощности и диагностика 39-разрядный регистр аккумулятора 128-шаговое регулирование коэффициента усиления тока 32-шаговое регулирование коэффициента усиления напряжения
www.microchip.com/get/eupac1921 Название и логотип компании Microchip являются зарегистрированными торговыми марками Microchip Technology в США и других странах. Все другие упомянутые торговые марки являются собственностью соответствующих компаний. © 2016 Microchip Technology Inc. Все права защищены. DS20005431A. MEC2031Rus01/16
ЛАЗЕРЫ В ЭКОЛОГИИ, МЕДИЦИНЕ, ТЕХНОЛОГИИ
МЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА ПРОИЗВОДСТВА УНИТАРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ «НТЦ «ЛЭМТ» БЕЛОМО»
Аппарат для фотодинамической терапии «УПЛ-ФДТ»
Аппарат лазерный хирургический «Диолаз 940-6»
Офтальмалогическая система для фотодинамической терапии
Предназначен для использования в онкологии, офтальмологии, хирургии, стоматологии.
Предназначен для использования в стоматологии, в челюстно-лицевой хирургии, дерматологии и других разделах миниинвазивной хирургии.
Предназначена для лечения ряда сложных сосудистых патологий глазного дна.
Длина волнового излучения ... 665+5 нм Режим работы ................ непрерывный Мощность лазерного излучения на выходе (прицеливание) ............... 1 мВт Мощность лазерного излучения на выходе (рабочий режим) ............... 0,1-2 Вт Габаритные размеры ... 280х270х160 мм Масса ................................................ 10 кг
Длина волны ..................... 940-980+10 % Режим работы .................................. непрерывный, импульсно-периодический, режим одиночных импульсов Мощность ................................... 0,5-8 Вт Дисплей ................ сенсорный, цветной Габаритные размеры ... 250х200х80 мм Масса ................................................1,7 кг
Длина волнового излучения ... 665+5 нм Диапазон средней мощности рабочего лазерного излучения .... 75-700+5 мВт Диаметр пятна лазерного излучения на глазном дне .................. 1-6 мм Время экспозиции лазерного излучения ............................................... 83 сек Программа управления (с ноутбука) позволяет инициировать дозу излучения
УНП 100230590
ОБЗОР РЫНКА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ЛАЗЕРНАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АППАРАТУРА И ТЕХНОЛОГИИ В ИННОВАЦИОННЫХ РАЗРАБОТКАХ НАУЧНОПРОИЗВОДСТВЕННОГО УНИТАРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР «ЛЭМТ» БЕЛОМО» В начале деятельности одним из приоритетных направлений предприятия была избрана разработка и производство лазерной медицинской аппаратуры. Центром были созданы образцы медицинской техники, некоторые из которых по качеству и свойствам не уступают зарубежным аналогам. ИЛЬЯ ЛЯНДРЕС, главный специалист УП «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» по лазерным медицинским технологиям, доктор медицинских наук, профессор, ИЛЬЯ КАКШИНСКИЙ, инженер-технолог отдела оптических технологий и медицинской техники Одним из первых аппаратов «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» была трехволновая лазерная стоматологическая установка «Оптима». В последующие годы приоритеты сместились в сторону военной техники, однако даже в самых сложных для предприятия ситуациях работа над созданием новой медицинской аппаратуры не прекращалась. В настоящее время «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» выпускает современные малогабаритные и портативные полупроводниковые лазеры последнего поколения, соответствующие по своим техническим характеристикам продукции других стран. Особенно успешным проектом является аппарат «УПЛ-ФДТ» для фотодинамической терапии. Реализовано около 30 комплектов, в том числе в Южную Корею, Россию, Словению. Аппарат получил международный сертификат (Сеульское отделение FDA США), позволяющий экспортировать прибор во все страны мира. К продукции проявили заинтересованность в Казахстане, ведется работа в Иране.
Аппарат успешно используется в лечении злокачественных новообразований различных локализаций и постоянно модернизируется: разработан пластмассовый корпус, цветной сенсорный дисплей, что позволило повысить эксплуатационные качества аппарата. Он оснащен программой, позволяющей рассчитать дозу световой энергии лазерного излучения. Бизнесмены и врачи проявили интерес и к новой разработке «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО»: офтальмологичесelectronica.by
кой системе для фотодинамической терапии, в состав которой входит аппарат «УПЛ-ФДТ» с программой управления с помощью ноутбука, что дает возможность выбрать необходимые параметры лазерного светового пятна на сетчатке пациента в зависимости от площади патологического очага. Система предназначена для лечения сложных сосудистых патологий глазного дна. Она успешно работает в Беларуси, России (г. Саратов). Предприятие получает новые заказы.
Хорошо зарекомендовал себя портативный хирургический лазер для стоматологии, челюстно-лицевой и миниинвазивной хирургии, оснащенный цветным сенсорным дисплеем и программой управления. В «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» подходит к завершению разработка двухволнового лазерного хирургического аппарата «Диолаз» (980/1560 нм) для различных разделов хирургии. Наряду с созданием новых образцов медицинской аппаратуры оптимизируются и медицинские технологии, реализуемые с их помощью. Это касается методики проведения фотодинамической терапии и контроля ее эффективности, оперативного лечения доброкачественных опухолей околоушной слюнной железы и других медицинских технологий. Очень высокая конкуренция на рынке медицинской техники заставляет предприятие искать свою нишу. Для «НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО» это в первую очередь малогабаритные полупроводниковые хирургические лазеры в бюджетном ценовом диапазоне для оснащения учреждений здравоохранения и медицинских центров. В нашем исполнении они надежны и высокорентабельны. lemt.by №6-2016
33
ОБЗОР РЫНКА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
АППАРАТЫ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ СЕРИИ ВИАН Аппараты серии ВИАН предназначены для проведения ИВЛ как воздухом, так и кислородновоздушной смесью. Вентиляторы электроприводного типа функционируют как от сети, так и от встроенных аккумуляторных батарей. Аппараты ВИАН-1-1 и ВИАН-1-2 Обеспечивают: – возможность проведения ИВЛ у больных всех групп – от новорожденных до взрослых; – максимальный комфорт больного и минимальная работа дыхания за счет использования полного набора современных режимов вентиляции с контролем по объему и давлению; – запись и хранение мониторируемых параметров в течение 10 000 часов непрерывной работы.; – не менее 1 часа автономной работы от встроенного аккумулятора; – возможность передачи информации о больном в режиме реального времени (телемедицина). ВИАН-3-турбо и ВИАН-4тп Аппараты ВИАН-3-турбо и ВИАН-4тп отличаются тем, что поток дыхательной смеси формируется за счет встроенной турбины. Большой цветной жидкокристаллический дисплей позволяет выводить на экран различные цифровые данные и кривые, выбор которых определяется врачом. Аппарат ВИАН-4тп является портативным устройством, которое можно использовать не только как прикроватный вентилятор в палатах интенсивной терапии, но и как транспортный вентилятор. Несмотря на свои малые габариты и вес, аппарат ВИАН-4тп обладает теми же функциональными возможностями, что и аппарат ВИАН-3-турбо. Преимущества аппаратов ВИАН-3-турбо и ВИАН-4тп: – возможность проведения ИВЛ с помощью регулируемого потока у больных всех групп – от недоношенных детей до взрослых; – надежный и долговечный электрический привод – наличие турбины позволяет получать дыхательную смесь без источника сжатого воздуха (компрессора); – максимальный комфорт больного и минимальная работа дыхания за счет использования полного набора современных режимов вентиляции с контролем по объему и давлению; – капнография в режиме реального времени с автоматической корректировкой параметров вентиляции; – запись и хранение мониторируемых параметров в течение 10 000 часов непрерывной работы; – не менее 1 часа автономной работы от встроенного аккумулятора; – возможность передачи информации о больном в режиме реального времени (телемедицина). respekt-plus.com 34
№6-2016
electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ОБЗОР РЫНКА
NOKIA BELL LABS ВПЕРВЫЕ В МИРЕ РЕАЛИЗОВАЛА СИММЕТРИЧНУЮ ПЕРЕДАЧУ СО СКОРОСТЬЮ 10 Гбит/с ПО ОБЫЧНОЙ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ ДОСТУПА Первые в мире лабораторные испытания, в ходе которых были достигнуты скорости 10 Гбит/с в восходящем и нисходящем каналах в традиционной гибридной оптико-коаксиальной сети, продемонстрировали реальность симметричного сервиса. Прототип Nokia Bell Labs XG-CABLE демонстрирует осуществимость концепции Full Duplex DOCSIS ® 3.1, выдвинутой CableLabs®. Инновации Nokia помогут кабельным операторам предоставлять потребителям в бизнес- и жилом секторах сверхширокополосные сервисы с высокой скоростью выгрузки. Компания Nokia сообщила о значительном успехе на пути к удовлетворению взрывного спроса на передачу данных со стороны потребителей и бизнеса. Впервые в мире компания продемонстрировала возможность достижения симметричной скорости передачи 10 Гбит/с с использованием традиционной гибридной оптико-коаксиальной сети (Hybrid Fiber Coax, HFC). В ходе испытаний предложенной технологии, получившей название XG-CABLE и основанной на уникальных технологических инновациях в области доступа и приложениях, разработанных в Nokia Bell Labs, была продемонстрирована возможность применения действующих кабельных систем для предоставления симметричных сверхширокополосных сервисов доступа. Реализация «симметричных» сервисов (когда сеть одновременно поддерживает скорости 10 Гбит/с как для приема, так и для и передачи данных) – крупный прорыв для кабельной индустрии. Учитывая рост потребности в высокоскоростных сервисах выгрузки, обусловленной увеличением объемов видео высокого разрешения, игр в режиме реального времени, потоковых трансляций и виртуальной (дополненной) реальности, специалисты Nokia Bell Labs еще в 2014 г. задумались над осуществимостью симметричной передачи в HFC-сетях. Проведенные испытания XG-CABLE, в которых впервые была достигнута 10-гигабитная скорость симметричной передачи по коаксиальному кабелю в топологии «точка-точка» в диапазоне 1,2 ГГц, продемонстрировали реальность задуманного. Технология XG-CABLE, пока еще рассматриваемая как прототип, может без проблем быть использована при реализации новой концепции CableLabs Full Duplex electronica.by
DOSCIS ® 3.1, ориентированной на разработку технологических инноваций нового уровня для операторов связи. Технология XG-CABLE позволяет операторам эффективно задействовать существующие кабельные системы HFC на последних 200 метрах, достигая ранее не доступных из-за спектральных ограничений скоростей. Теперь операторы смогут более эффективно предоставлять сверхширокополосные сервисы потребителям там, где ранее это было физически невозможно или экономически невыгодно, если не предусматривалась прокладка оптоволокна до места размещения потребителя. XG-CABLE также позволит операторам более гибко использовать имеющийся в их распоряжении частотный ресурс. Федерико Гильен (Federico Guillen), глава подразделения фиксированных сетей компании Nokia, сказал: «Прототип XG-CABLE – замечательный результат наших постоянных усилий, направленных на то, чтобы кабельные операторы могли использовать последние технологические достижения для эффективного удовлетворения растущего спроса на гигабитные сервисы. Наш прототип продемонстрировал реальность предоставления симметричных 10-гигабитных сервисов в HFC-сетях. Это важное достижение, которое определит будущее операторских возможностей и предоставляемых ими сверхширокополосных сервисов». Др. Робер Хоуэлд (Dr. Robert Howald), вице-президент компании Comcast Cable по сетевой архитектуре, сказал: «Находясь пока еще на ранней стадии разработки полнодуплексного режима, прототип Nokia XG Cable показал достижимость в гибридной кабельной сети мультигигабитных симметричных скоростей, о которых говорится в проекте CableLabs FDX. Мы продолжаем в этом году проекты по развертыванию стандарта DOCSIS 3.1, и это достижение еще раз демонстрирует возможности и гибкость DOCSIS 3.1 как инструмента для обеспечения широкополосной производительности следующего поколения». Пресс-релиз nokia.com №6-2016
35
ОБЗОР РЫНКА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
КАЖДОЙ ЗАДАЧЕ – ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ Один из лидеров рынка встраиваемых накопителей Western Digital придумал разделение всего многообразия своих жестких дисков на несколько хорошо запоминающихся «цветных» разновидностей. АНТОН МАЛИШЕВСКИЙ Компания Western Digital (WD) стремится облегчить своим покупателям принятие решения о том, какой именно жесткий диск им нужен. Девиз компании «Каждой задаче – правильное решение», и новый подход к классификации жестких дисков существенно облегчает потребителю выбор жесткого диска в зависимости от планируемой области применения. Все накопители поделены на семейства, каждому из которых присвоен определенный цвет. При этом внешне эти диски ничем не отличаются, но каждое семейство обладает уникальными характеристиками и этикеткой соответствующего тона. Зная значения цветов, закрепленных за семейством жестких дисков, даже непрофессионал может легко сделать выбор в пользу того или иного винчестера. Предлагаем краткий обзор классификации новых серий жестких дисков Western Digital по «цветной» схеме. WD Blue™
Накопители для ПК. Их характеризуют сочетание большой емкости и высокой надежности. Семейство продуктов компании пополнилось жесткими дисками WD Blue для ПК, ориентированными для применения в настольных компьютерах и в мобильных устройствах. Накопители WD Blue создавались в соответствии с жесткими внутренними стандартами компании и прошли всестороннее тестирование. В линейке присутствуют накопители емкостью от 250 ГБ до 6 ТБ. WD Black™ Накопители для настольных систем. Скоростные накопители WD Black предназначены для облегчения работы компьютерных художников, видеоредакторов, фотографов, а также для применения в игровых системах. Работа с требовательными к возможностям жесткого диска про36
№6-2016
граммами и приложениями стала более комфортной. Весь модельный ряд серии WD Black оснащен быстрой кэш-памятью DRAM объемом до 128 МБ, что гарантирует высокое быстродействие. WD Red™ Накопители для NAS. Накопители разработаны для систем хранения данных NAS с вариативным исполнением от 1 до 8 отсеков для 3,5-дюймовых или 2,5-дюймовых дисков. Накопители линейки WD Red созданы специально для систем хранения и протестированы на совместимость с требованиями для таких систем – круглосуточная безотказная работа. Основное предназначение – организация сетевых систем хранения для мелкого и среднего бизнеса, а также в домашних сетевых хранилищах, с возможностью доступа к данным элементов «умного дома». WD Purple™ Жесткие диски для систем наблюдения. Накопители WD Purple спроектированы для применения в системах наблюдения высокой четкости и предназначены для круглосуточной работы. При организации системы предусмотрена работа в составе кластера, использующего до 32 камер и до 8 жестких дисков. Благодаря использованию технологии AllFrame™, которая совместима с набором команд, работа с потоковыми данными по протоколу ATA уменьшает число ошибок, вызывающих распад изображения и перебои в записи. Эти проблемы возникают при использовании в системах безопасности обычных компьютерных жестких дисков, которые не справляются с многопоточным поступлением данных.
electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ОБЗОР РЫНКА
НОВЫЕ АВИАДВИГАТЕЛИ И «ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ»
В производстве авиационных двигателей компании Rolls-Royce понадобилась помощь Microsoft, поскольку современная авиация без «Интернета вещей» обойтись не может. WD Re™ Жесткий диск большой емкости для ЦОД. Модельная линейка WD Re представлена накопителями большой емкости, возможности жестких дисков оптимизированы для работы с высокими нагрузками. Модель WD Re создана с применением передовых технологий, обеспечивающих стабильно высокую скорость работы в самых различных системах. Обладает нагрузочной способностью в десять раз выше, чем у накопителей для настольных ПК – это рабочая лошадка семейства накопителей для ЦОД. Накопитель отлично сочетается с высокоготовными дисковыми массивами, где требуются достойные жесткие диски. Благодаря своему высокому быстродействию, емкости и надежности он превосходно подходит для хранилищ данных, систем добычи данных и высокоскоростных вычислительных систем. Модель WD Re оснащается интерфейсом SATA, обеспечивающим максимальную универсальность и совместимость. *** Белорусская электронная медицина подошла к тому этапу развития, когда без обработки и хранения больших массивов данных обойтись уже невозможно. Для эффективной работы медицинский ЦОД должен обладать как можно большей базой знаний, что необходимо для совместной работы разных подразделений. Он предназначен для обработки запросов из разных медицинских областей, и его хранилище должно содержать максимум тематической информации, структурированной, но при этом динамически обновляемой. Кроме этого, нужно обеспечить круглосуточную обработку обращений пациентов и сотрудников – от этого может зависеть жизнь человека. Поэтому повышенная надежность хранения – фактор, выходящий на первый план. В этом ключе жесткие диски специализированных серий, предлагаемые известным мировым производителем накопителей – Western Digital – это не только возможность хранения данных, но и набор готовых решений, на которые можно опереться в решении серьезных задач, в том числе в масштабах государства. Профессиональная консультация по вопросам, связанным с приобретением и применением накопителей Western Digital, в Минске возможна с помощью ООО «БВКомпьютерс» – компании, работающей в корпоративном секторе. Компания сотрудничает с ведущими предприятиями Республики Беларусь и зарекомендовала себя как долговечного делового партнера. bvrb.by electronica.by
ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель Промышленный гигант начал использовать приложение Microsoft Azure IoT Suite для получения и обработки данных от системы датчиков, применяемых в новых поколениях авиационных двигателей. Сейчас двигатели Rolls-Royce, задействованы в самолетах «Боинг», «совершают» ежемесячно 50 тысяч рейсов по всему миру, и эта компания – не единственная, где их применяют. Программное обеспечение позволит проверять работоспособность двигателей, мониторить износ и точно определять, через какое количество летных часов ту или иную деталь необходимо заменить.
Сборка двигателя для самолета Airbus F-320
Сбор точных данных позволит экономить на плановой замене комплектующих, не подвергая при этом риску пассажиров. Более точный прогноз даст возможность внести экономию в технические регламенты. Современные самолеты являются классическим примером применения «промышленного интернета вещей»: в двигателях размещены сотни датчиков, которые передают гигабайты данных во время каждого полета. Вся информация анализируется и позволяет отчетливо представлять, в каком состоянии находится парк воздушных судов авиакомпании. Кроме того, более «чуткое» управление работой двигателя во время полета дает возможность экономить топливо. Сокращение потребления топлива всего на один процент поможет снизить ежегодные расходы на 250 тысяч долларов. Rolls-Royce планирует использовать программное обеспечение Azure IoT не только для сбора данных, касающихся состояния двигателя, но и управления воздушным движением, поскольку ограничения по расходу топлива позволяют более точно составить маршрут самолета. При более глубоком понимании графика расхода топлива в полете и планировании технического обслуживания авиакомпании могут ежегодно экономить миллионы долларов. №6-2016
37
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ КАПСУЛЬНОЙ ЭНДОСКОПИИ В статье рассматриваются основные аспекты процесса и результаты разработки отечественной эндокапсулы. Разработка осуществлялась в компании АО «ПКК Миландр» по заказу ОАО НИИ «Компонент» (Российская Федерация). СЕРГЕЙ ШУМИЛИН, АО «ПКК Миландр» Капсульная эндоскопия – современный метод диагностики желудочно-кишечного тракта. Основу метода составляет специальная эндоскопическая капсула – капсульный эндоскоп из оболочки, миниатюрной цифровой видеокамеры, устройства предварительной обработки, хранения и передачи видеоинформации и элементов питания. Благодаря миниатюрным размерам капсул эндоскопия с их помощью может проводиться даже у детей. Капсула проглатывается пациентом за время естественного прохождения по желудочно-кишечному тракту осуществляет съемку. Полученные результаты затем анализируются врачом-специалистом для определения диагноза. На капсулу накладывается ряд серьезных ограничений: габаритные размеры, время активной работы, объем обрабатываемой видеоинформации и многое другое. Эндокапсула представляет собой сложное высокотехнологическое устройство, которое выпускают многие иностранные компании. Капсульная эндоскопия получила широкое распространение благодаря значительно более щадящей, с точки зрения пациента, процедуре диагностики. Обычно пациенты соглашаются на традиционные методы эндоскопической диагностики, когда наличие проблем уже очевидно, тем самым упуская момент начала заболевания. Капсульная эндоскопия позволяет проводить диагностику заболеваний ЖКТ во время периодической или плановой диспансеризации. Но при этом существенным ограничением в распространении капсульной эндоскопии является высокая стоимость проведения процедуры. Цена представленного на рынке полного комплекта оборудования для капсульной эндоскопии превышает 1 млн руб. РФ. Стоимость существующих одноразовых капсул начинается с 10 тыс. руб. Стоимость процедуры для пациента варьируется в пределах 25–80 тыс. рос. рублей. Основной целью разработки нового отечественного аналога было снижение стоимости не только самой капсулы, но и стоимости оборудования для проведения анализа и, как следствие, снижение стоимости процедуры до уровня стоимости традиционного эндоскопического исследования. В настоящее время на рынке существует несколько эндокапсульных решений, в большинстве своем импортного 38
№6-2016
производства или с небольшой степенью отечественной локализации. Наиболее распространенные решения основаны на принципе прямой передачи видеоизображения по радиоканалу с капсулы на внешний накопитель, который пациенту необходимо носить с собой на протяжении всей процедуры. Принцип работы капсулы показан на рисунке 1.
Рисунок 1 – Передача информации с эндокапсулы на внешний накопитель во время процедуры
После окончания процедуры внешний накопитель передается врачу-специалисту для проведения анализа, а сама эндокапсула выходит из организма естественным путем и утилизируется. Основным недостатком метода является необходимость постоянного в течение длительного времени (до 12 ч) ношения закрепленного на теле специализированного накопителя. Это приводит к росту стоимости процедуры и усложняет ее проведение у детей или у людей с электрокардиостимуляторами. В другом методе видеоинформация накапливается в энергонезависимой памяти, встроенной в капсулу. Считывание информации с капсулы производится после ее естественного вывода из организма. Принцип работы показан на рисунке 2.
Рисунок 2 – Накопление информации в эндокапсуле с ее последующим считыванием после окончания процедуры electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Пациент в ходе процедуры полностью мобилен и не меняет своего распорядка дня, может покинуть медицинское учреждение и вести обычный образ жизни. Данный метод имеет наименьшую стоимость, поскольку не требует в ходе проведения процедуры какого-либо дополнительного оборудования. Возможная утеря капсулы нивелируется ее малой стоимостью. В результате именно этот метод был выбран для реализации капсулы в рамках данной работы. Электрическая схема капсулы представлена на рисунке 3.
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА питающие напряжения для элементов формируются с помощью встроенной подсистемы питания, обеспечивающей нормальное функционирование капсулы вплоть до полного разряда элемента питания. Для безопасного завершения работы системный контроллер отслеживает остаточный заряд на элементе питания, и при разряде ниже заданного уровня корректно завершает сбор информации и выключает капсулу. Вид эндокапсулы представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 – Вид эндокапсулы: 1 – печатная плата с компонентами; 2 – светодиоды подсветки; 3 – магнитный выключатель; 4 – пружинные контакты к элементу питания; 5 – объектив; 6 – держатель объектива; 7 – элемент питания; 8 – прозрачный корпус; 9 – колпачок Рисунок 3 – Структурная схема эндокапсулы разработки АО «ПКК Миландр»
Капсула представляет собой встраиваемую систему, созданную на основе высокопроизводительной энергоэффективной программно-аппаратной вычислительной платформы с процессорным ядром и минимально необходимым набором периферийных устройств. Требуемая функциональность реализована, преимущественно, программно. Захваченные датчиком цветные изображения передаются в системную память, где анализируются и при необходимости обрабатываются (сжимаются) вычислителем системного контроллера. Сжатые изображения последовательно сохраняются в энергонезависимой памяти (ППЗУ1) с аппаратным контролем и коррекцией ошибок. Для экономии объема энергонезависимой памяти и энергии источника питания для получаемых датчиком изображений проводится «анализ движения», исключающий из обработки и сохранения избыточные (имеющие высокие значения по критерию схожести) изображения. Системный контроллер при включении питания получает программный код и настройки для работы из внешней энергонезависимой памяти с последовательным интерфейсом (ППЗУ2). Включение капсулы происходит непосредственно перед началом процедуры с помощью магнитного выключателя. Все electronica.by
В ходе разработки были получены данные по энергозатратам основных узлов, датчика изображения, энергонезависимой памяти и элементов освещения. Кроме того, были проанализированы существующие и уже массово выпускаемые микроконтроллеры, обладающие достаточным функционалом для реализации системного контроллера капсулы. Для решения задачи по обработке потока видеоинформации у существующих малопотребляющих микроконтроллеров не хватает производительности, а высокопроизводительные МК превышают лимит уровня энергопотребления. В результате для создания капсулы было принято решение о разработке специализированного 32-разрядного микроконтроллера для построения капсулы. Основным требованием к микросхеме МК было ограничение по току потребления на уровне не более 0,1 мА/МГц с максимальной тактовой частотой до 75 МГц. В ходе разработки микроконтроллера применялись разные методы, позволяющие уменьшить потребление схемы. Для создания конкретного алгоритма были получены профили токов потребления на разных этапах работы всего устройства. В результате получена микросхема для изготовления по технологии 90 нм на фабрике TSMC. Фотография кристалла разработанной микросхемы представлена на рисунке 5. №6-2016
39
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
Таблица – Характеристики эндокапсул различных производителей
Название
ФАКТУРА-П (техническое)
MiroCam
EC1
PillCam SB2
OMOM Capsule
Фирма
Миландр
IntroMedic
Olympus
Given Imaging
Страна
Россия
Ю. Корея
Япония
Израиль
Jinshan Science Technology Китай
400×400
320×320
256×256
256×256
256×256
11/27
11/24
11/26
11/26
13/28
Вес, г
4,5
3,2
3,8
3,45
6
Угол обзора, °
140
170
145
156
140
Кол-во кадров/с
5
3
2
2
2
Время автономной работы, ч Накопитель
8
12
8
8
9
Встроенный, 512 Мбайт
Внешний
Внешний
Внешний
Внешний
70
45
45
45
–
Разрешающая способность сенсора, пикс. Размер, Ø/длина, мм
Время снятия данных, мин
полученных результатов и более детальный ручной режим просмотра итогов для более точной диагностики. elcomdesign.ru
Рисунок 5 – Кристалл специализированного микроконтроллера для эндокапсулы в корпусе QFN-48
40
№6-2016
Срок изготовления от 2 дней до двух недель
12 дней
УНП 100230391
Размер кристалла специализированного микроконтроллера составил 2,6×2,9 мм. Кристалл упакован в корпус QFN-48. На базе микросхемы были получены экспериментальные образцы эндоскопических капсул. Для считывания информации с капсулы разработан специальный считыватель, передающий всю накопленную информацию в ПК. Для полученных образцов были проведены предварительные испытания, которые показали полное соответствие всем техническим требованиям. Функциональные характеристики разработанной в АО «ПКК Миландр» эндокапсулы представлены в таблице в сравнении с аналогами. Полученные экспериментальные образцы эндокапсулы переданы заказчику для проведения полного комплекса испытаний и сертификации. Заказчик осуществляет разработку автоматизированного рабочего места врача, где с помощью специальной программы обеспечивается автоматический экспресс-анализ
electronica.by
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
AC-DC ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ RPS-200 НА 200 ВТ ОТ MEAN WELL
Компания ЭЛТЕХ Омега Компонент предлагает открытые источники питания Mean Well для медицинского применения серии RPS-200. Компактные размеры (4ʺ × 2ʺ) в них сочетаются с низким потреблением мощности без нагрузки (<0,5 Вт).
Источники соответствуют международным стандартам безопасности для медицинского оборудования IEC60601-1 по категории 2×MOPP и имеют низкий ток утечки (<190 мкА). Представлены как модели открытого исполнения (RPS-200), так и модели в кожухе (RPS-200-C) Источники питания RPS-200 применяются в системах мониторинга и в других медицинских приборах, рассчитанных на возможность прикосновения пациента. Технические характеристики: – Диапазон входных напряжений: 80-264 В АС – Выходная мощность: 200 Вт – Изоляция вход/выход: 4000 В AC – КПД: до 94 % – Конвекционное охлаждение – Диапазон рабочих температур: –30...+70 °С – Габариты: 101,6×50,8×29 мм (без кожуха), 103,4×62×40 мм (в кожухе). Защита от превышения выходного напряжения; короткого замыкания и перегрузки на выходе; перегрева. Соответствие международным стандартам: UL / CUL / TUV / CB / CE. Основные электрические характеристики: RPS-200-12 RPS-200-15 RPS-200-24 RPS-200-27 RPS-200-48 Выходное напряжение, В Номинальный ток, А (конвекция) Номинальный ток, А (вентилятор) Диапазон регулировки выходного напряжения, В Пульсации и шумы, мВ, размах Мощность (вентилятор), Вт КПД, %
12
15
24
27
48
11,7
9,4
5,9
5,3
3
16,7
13,4
8,4
7,5
4,2
11,4-12,6
14,3-15,8
22,8-25,2
25,6-28,4
45,6-50,4
100
100
150
150
200
200,4
201
201,6
202,5
201,6
93
93
94
94
94
eltechspb.by electronica.by
МЫШКА С ДАТЧИКАМИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА И УРОВНЯ ГЕМОГЛОБИНА Современные компьютерные мышки позволяют в мелочах настраивать свою функциональность, от разрешения датчика до записи макросов для дополнительных клавиш; при этом забота о пользователе ограничивается эргономичной формой манипулятора, не более того. Но исключения существуют, по крайней мере в прототипах: компания Alps Electric на выставке Medtec Japan 2016 показала мышь, которая способна отслеживать важнейшие жизненные показатели пользователя неинвазивным способом.
Мышь совмещает в себе датчик ЧСС и пульсоксиметр, с помощью которых измеряется частота сердцебиения и уровень гемоглобина, как и насыщенность его молекул кислородом (SpO 2 ). Все данные считываются на подключенный ПК, где специальная утилита показывает не только текущие значения, но и динамику изменения уровня гемоглобина во времени. Основой изделия стал спектроскопический модуль с интегрированными светодиодами, излучающими свет с двумя разными длинами волн в близком к инфракрасному диапазону. Другие датчики отслеживают уже показатели окружающей среды, такие как температуру и влажность. Прототип датчика был показан еще на прошлогодней выставке, но теперь он демонстрирует меньшую погрешность и зависимость от рисунка капилляров или точки измерения. Разработка продолжается, компания Alps Electric планирует начать поставки образцов следующей весной. Очевидно, в случае успеха дело не ограничится интеграцией в мышку, и новые сенсоры станут желанным гостем в новомодной носимой электронике. techon.nikkeibp.co.jp №6-2016
41
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ОДНОПЛАТНЫЙ КОМПЬЮТЕР ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Компьютеры, применяемые в медицинской технике, – не что иное, как разновидность промышленного компьютера. Но у медицинского оборудования есть свои особенности, которые необходимо учитывать разработчикам. ПАВЕЛ БОКАЧ, технический обозреватель Компьютер, стоящий у нас на столе дома или в офисе, способен перезагрузиться и потерять результаты работы по вине банального скачка напряжения. Он боится резких перемещений, а пыли внутри корпуса собирается огромное количество. Естественно, подобная конструкция в медицине неприемлема. Помимо стерильности там требуется и высокая надежность, ведь от устойчивости работы компьютера зависит жизнь и здоровье пациента. По своим основным характеристикам медицинские компьютеры в полной мере относятся к промышленным, а это уже устройства совсем иного типа. Они имеют повышенную устойчивость к толчкам, вибрации, перепадам температур, а также могут работать в полностью герметичном корпусе. Для медицины это важный фактор – довольно легко добиться стерильности, применяя дезинфицирующие вещества. Компьютеры в медицине давно уже не роскошь, а насущная необходимость. Они обрабатывают сложные данные, получаемые от диагностической аппаратуры, хранят их, а иногда и контролируют операционные процессы. Обеспечение больниц специальной информационной техникой – дело не только ответственное, но и дорогостоящее, потому что выпускается она мелкосерийно, в соответствии со специальными требованиями, и преимущественно иностранными производителями. Основное применение промышленных компьютеров в медицине – работа в составе диагностических комплексов: при ультразвуковых исследованиях, компьютерной томографии, электрокардиографии и т.д. При этом мы обходим такие сферы применения компьютеров, как хранение «больших данных», поскольку там
Рисунок 1 – Одноплатный компьютер 3,5” ECM-945GSE 42
№6-2016
речь уже пойдет не о промышленных компьютерах, а о серверном оборудовании. Общие требования к медицинским компьютерам выглядят так: – доступность модели и комплектующих к ней на рынке не только сегодня, но и в течение нескольких лет; – надежность конструкции корпуса, высокие показатели наработки на отказ, который должен составлять не менее 30 000 часов работы в режиме 24/7; – наличие интерфейсов, нетипичных для бытовых компьютеров, например, к таким относится устаревший RS-232, а также специфические RS-485 или RS-422; – защита фронтальной панели от попадания пыли и влаги (соответствие требованиям IP 54, IP 65, IP 67 и т.д.); – наличие сенсорного экрана с диагональю от 8,9 до 19 дюймов. Помимо этого, должны присутствовать и другие интерфейсные разъемы, такие как GigabitEthernet, CompactFlash, USB, аудио входы и выходы и дополнительный разъем VGA, разъем miniPCIe. Видеосистема медицинского компьютера должна обеспечивать высокое качество изображения, поскольку данные рентгенографии, УЗИ и других обследований достаточно сложны для расшифровки, так что даже среднее качество картинки здесь неприемлемо. Существенным недостатком присутствующих на рынке профессиональных решений является жестко сформированная конфигурация модели. Например, если на практике понадобится пять последовательных интерфейсов RS-232, а в базовой конфигурации их предусмотрено три, то изменить конфигурацию в
Рисунок 2 – Одноплатный компьютер SD 600eval electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
большинстве случаев будет практически невозможно. Чтобы добавить еще два недостающих порта может понадобится купить еще один компьютер, продумать варианты их сопряжения и установить программное обеспечение. Аналогичная ситуация складывается и при необходимости изменить размер экрана – проще купить еще один компьютер, чем поменять матрицу на нетиповую. В итоге медицинскому учреждению приходится приобретать лишнюю технику. Чтобы не обременять медицину покупкой дополнительного оборудования, требовался альтернативный подход к конфигурированию медицинской техники. Технология изготовления должна быть совместима с серийныРисунок 3 – Структурная схема SD 600eval ми деталями, обеспечивать многократную поузловую рода базовый конструктор, на основе которого можно конфигурацию, монтаж и демонтаж в соответствии с собрать любую необходимую конфигурацию. потребностями заказчика. Главным конкурентным достоинством нового одноДо недавнего времени основой для медицинплатного компьютера SD 600eval станет низкая цена. ской электроники был одноплатный компьютер Она заявлена в 280 долларов США, что довольно недоECM-945GSE-24-A1R (рисунок 1). Этому в немалой стерого для промышленного компьютера. пени способствовала готовность производителя предоЗа эту цену предлагается плата размером 100×100 мм ставлять разработчикам медтехники бесплатный обс установленным процессором Qualcomm Snapdragon 600 разец, укомплектованный промышленной оперативной (APQ8064). Данное аппаратное решение содержит четыре памятью и твердотельным накопителем CompactFlash. ядра Krait 300 с тактовой частотой 1,7 ГГц. Графическая В комплекте прилагались все необходимые кабели для подсистема построена на интегрированном ускорителе подключения TFT-панели по интерфейсу LVDS. Adreno 320; производителем заявлена поддержка OpenGL Основные технические характеристики платы: ES 1.1/2.0, OpenCL 1.1, WebGL 1.0 и DirectX 9.3 (рисунок 3). – установлен процессор Intel® Atom™ N270 1,6 ГГц; На борту одноплатного компьютера предустановлен– чипсет Intel® 945GSE/ICH7-M; но 2 Гбайт ОЗУ LPDDR2, а для хранения операционной – DualView, двухканальный LVDS; системы, приложений и данных предусмотрена флеш– звук 5.1-CH Audio; память емкостью 16 Гбайт. Если этого мало, то можно – двойной Intel® 82583V Gigabit Ethernet; задействовать карту microSD, а также подключить SSD– 1 CF, 1 Mini PCIe Card; накопитель или HDD-диск с интерфейсом SATA. – 2 SATA, 2 COM, 6 USB, 16-бит GPIO. На плате установлен сетевой контроллер Gigabit Вычислительных ресурсов такого компьютера вполне Ethernet, адаптер беспроводной связи Wi-Fi 802.11n/g/n/ хватает для решения задач из области медицинской ac и Bluetooth 4.0 LE, приемник систем GPS/ГЛОНАСС, диагностики. магнитометр, акселерометр, гироскоп, присутствуют два Но рынок медицинской электроники демонстрирует порта USB 2.0, разъемы HDMI и Micro-USB. постоянный рост, и периодически на нем появляются В одноплатном компьютере SD 600eval предусмоновые игроки. Например, компания Qualcomm, известтрена поддержка операционных систем Android и Linux. ная своими процессорами для мобильных устройств Основные потребители, на которых ориентирована (смартфонов, планшетов и встроенных систем), решила электронная новинка от компании Qualcomm, – разработвыйти на рынок промышленных компьютеров и предчики промышленных компьютеров для самых различных ставила плату для разработчиков SD 600eval. Плата, областей, в том числе и для медицинского оборудования естественно, построена на базе процессора Qualcomm и и диагностических комплексов. Ведь благодаря широкому по своим характеристикам способна стать конкурентом спектру возможностей на базе предложенного одноплатдля готовых решений (рисунок 2). Особенно это актуного компьютера можно изготовить требуемую конфигураально для медицинского направления в промышленных цию, с учетом всех жестких требований заказчика. компьютерах, поскольку предложенная плата – своего electronica.by
№6-2016
43
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЛУБИНЫ НЕРВНОМЫШЕЧНОГО БЛОКА ВО ВРЕМЯ ОПЕРАТИВНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ Медицина является одной из наукоемких отраслей, требующих пристального внимания инженерной мысли. В настоящее время считается, что применение мышечных релаксантов требует обязательного объективного (аппаратного) контроля. Многие исследователи отмечают, что сравнительная оценка мышечных релаксантов и выработка рекомендаций по их клиническому применению невозможны без применения объективного метода исследования нейромышечной проводимости (НМП). В странах Европы и США интраоперационная оценка функции НМП считается 5-й обязательной методикой мониторинга безопасности (наряду с ЭКГ, измерением артериального давления, пульса и пр.). В то же время в литературе нет данных об анализе графической кривой нервно-мышечной проводимости, получаемой в ходе объективного мониторинга, что требует дополнительных исследований. СЕРГЕЙ ГРАЧЕВ, к.м.н., доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии УО «Белорусский государственный медицинский университет», ИВАН КАНУС, д.м.н., профессор кафедры анестезиологии и реаниматологии ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования», заслуженный деятель науки Республики Беларусь Значение миорелаксантов (лекарственных средств для расслабления мышц во время операции) в комплексе современной анестезии трудно переоценить. Впервые с их помощью анестезиологи получили возможность направленной регуляции тонуса скелетных мышц, что явилось одним из новых тактических приемов и позволило пересмотреть принципиальные взгляды на анестезию. Для анализа глубины нервно-мышечного блока чаще всего рекомендуется к использованию метод акцелерометрии – простой, но довольно точный. Физическая суть метода заключается в измерении ускорения как результата сокращения мышцы в ответ на стимуляцию периферического двигательного нерва. В основе метода акцелерометрии лежит второй закон Ньютона (F=m*а). Если масса неизменна, то ускорение прямо пропорционально силе. Таким образом, имеется возможность измерения ускорения. Для оценки НМП методом акцелерометрии используется керамический пьезоэлектрический трансдьюсер - миниатюрный датчик давления, который может прикрепляться в зависимости от мышцы, стимуляцию которой необходимо произвести (чаще всего в проекции нерва, иннервирующего отводящую мышцу большого пальца кисти – на дистальную фалангу большого пальца). В ответ на стимуляцию происходит сокращение мышцы, трансдьюсер получает ускорение, в результате чего его масса давит на тензоэлемент с силой, пропорциональной ускорению движения. Полученный электрический сигнал обрабатывается анализатором, усиливается, измеряется и выводится на дисплей или распечатывается. 44
№6-2016
Использование мониторинга нервно-мышечной функции во время анестезии позволяет подбирать индивидуальные дозы миорелаксантов, проводить контролируемое углубление нервно-мышечного блока (НМБ) на определенных этапах оперативного вмешательства, обезопасить период пробуждения пациента и ближайший послеоперационный период в отношении остаточного НМБ (т.е. неполного восстановления проводимости, что может угрожать пациенту). Вместе с тем авторы анализируют акцелерометрические (цифровые) показатели, но оставляют без внимания акцелерометрическую кривую. Требуют объективизации данные о безопасности комбинированного применения деполяризующих и недеполяризующих мышечных релаксантов с учетом показателей акцелерографической кривой.
Суть и задача исследования Цель и задачи исследования – повышение эффективности и безопасности применения мышечных релаксантов при оперативных вмешательствах посредством верификации глубины нервно-мышечного блока методом акцелерометрии и акцелерографии. 1. Объективизировать действие применяемых мышечных релаксантов (пипекурония и рокурония бромида) с использованием метода акцелерометрии и акцелерографии. 2. Оценить целесообразность и эффективность программного продукта TOF-Graf Calculator 1.1 для автомаelectronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо тизированной оценки показателей действия указанных лекарственных средств.
Изучение функций с помощью мониторов мышечной релаксации «TOF-Guard» и «TOF-Watch SX» Всего в исследование включено 116 пациентов в возрасте от 20 до 65 лет с хирургической патологией органов брюшной полости, которым выполнялись оперативные вмешательства на указанных органах. Для решения поставленных задач все пациенты были разделены на 2 группы в зависимости от используемого в ходе анестезии мышечного релаксанта: у пациентов 1-й группы для достижения релаксации мышц использовался пипекурония бромид; у пациентов 2-й – рокурония бромид. Оба препарата относятся к одной группе лекарственных средств в анестезиологии, однако отличаются по химическому составу, временным и клиническим характеристикам. Дизайн исследования: проспективное рандомизированное открытое контролируемое исследование. Распределение пациентов по группам проводилось при помощи метода простой рандомизации (таблица случайных чисел). Всем пациентам использовалась общая многокомпонентная анестезия, по стандартизованной методике, включавшая применение различных лекарственных средств, обеспечивающих глубокую и адекватную анестезию. А достижение мышечной релаксации отличалось по препарату, применяемому по ходу анестезии. Пациентам первой группы вводился пипекуроний, второй – рокуроний. Для обеспечения условий работы хирургической бригады препараты могли вводиться однократно или двукратно, что также учитывалось. Согласно методике проведения исследования в ходе периода восстановления для кратковременного углубления релаксации 35 пациентам первой группы и 22 второй вводился сукцинилхолин в дозе 0,75 - 0,8 мг/кг внутривенно. Адекватность миорелаксации определяли при помощи монитора мышечной релаксации «TOF-Guard» и «TOF-Watch SX» (Нидерланды) методом акцелерометрии. Применялась методика стимуляции приводящих мышц большого пальца кисти четырьмя импульсами с равной силой тока, амплитудой и интервалом. Перед введением релаксантов прибор предварительно калибровался. В качестве монитора глубины нервно-мышечного блока использовался прибор TOF-GUARD и TOF-Watch SX (Organon, Нидерланды). Стимуляция проводилась электрическим импульсом прямоугольной формы с частотой 2 Гц (т.е. каждые 15 сек.), с силой тока 40 – 60 мА в TOF-режиме («Train-of-four» – «пакет из четырех») с расчетом отношения амплитуды четвертого импульса к первому – TOF %. Цифровые показатели действия релаксантов рассчитывались по данным программно-вычислительного комплекса TOF-Watch SX Monitor Version 1.2, electronica.by
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА поставляемого вместе с прибором. Программа позволяет проследить на экране монитора персонального компьютера значения амплитуд мышечного сокращения с первого по четвертый, а также отражает изменение данных параметров графически. В ходе исследования нами впервые была предложена методика акцелерографии, и были описаны графические характеристики глубины нервномышечного блока, а именно: показатели площади под кривой отображаемого графика между двумя указанными пользователем точками, а также величина угла наклона акцелерографической кривой. Площадь под графиком рассчитывалась по правилам интегрирования от базовой (нулевой) горизонтальной оси в условных единицах площади, используя правило трапеций. При анализе кривой графика (рисунок 1). выбирались две значимые точки акцелерографической кривой – максимальная точка пика и минимальная тока плато (точки А и В).
Рисунок 1 – Изображение фрагмента акцелерографической кривой
Угол наклона кривой (в градусах) вычислялся согласно правилу обратных тригонометрических функций (ограниченный прямыми АВ и АС).
Применение электронного приложения TOF-Graf Calculator v1.1 При описании методики расчета показателей акцелерографической кривой величину, равную площади под графиком между указанными двумя произвольными точками кривой и нулевой линией, нами было решено назвать акцелерографической скоростью восстановления. Величину угла наклона кривой мы назвали акцелерографическим индексом восстановления. Для вычисления акцелерографической скорости и акцелерографического индекса восстановления нами впервые было разработано и внедрено в клиническую практику оригинальное электронное дополнение к программе TOF-Watch SX Monitor, позволяющее производить указанные расчеты автоматически. Данное электронное приложение решили назвать TOF-Graf Calculator v1.1. После указания двух желаемых точек кривой, программа вычисляет два показателя: акцелерографическую №6-2016
45
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо выборки к «нормальному» статистическому распределению) и непараметрических (в случае принадлежности выборки к распределению отличного от «нормального») критериев. К параметрическим критериям относили t-критерий Стьюдента для зависимых и независимых выборок, к непараметрическим – критерий Манна-Уитни для независимых и критерий Вилкоксона для зависимых выборок. Параметрические критерии описывались в формате M ± SD, непараметрические – Ме (25-75 квартили).
Результаты и обсуждение
Рисунок 2 – Рабочее окно программы TOF-Graf Calculator
скорость в условных единицах площади и акцелерографический индекс восстановления в градусах [12]. Для получения исходных данных программа использует файл формата txt (сохраняется оригинальным программным продуктом – TOF-Watch SX Monitor), затем на экране программы TOF-Graf Calculator v1.1 появляется акцелерографическая кривая с ползунком, позволяющим исследователю указать желаемые две точки (рисунок 2). После выбора опции «Посчитать» в правой части экрана выводится полученный результат расчета показателей акцелерографической кривой. Статистическая обработка полученных материалов выполнялась с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 для Windows с использованием параметрических (в случае принадлежности изучаемой
В ходе исследования участников интересовали показатели и характеристики акцелерографической кривой динамики мышечной релаксации (таблица 1, рисунки 3–4). С помощью программы TOF-Graf Calculator v1.1 производился расчет акцелерографической скорости и акцелерографического индекса восстановления нервномышечной проводимости. Как видно из таблицы, максимальные значение акцелерографической скорости восстановления отмечались после однократного введения пипекурония бромида. После повторного введения акцелерографическая скорость восстановления стала меньше на 0,05 единиц. Величина акцелерографической скорости восстановления после введения рокурония бромида достоверно не изменилась в зависимости от кратности введения – 0,20 усл. ед. площади. Достоверных различий между показателями в группах не отмечалось (p > 0,05). Акцелерографический индекс восстановления был достоверно выше на 9,26º (17 %)
Релаксация по ходу анестезии
Время
Рисунок 3 – Схема анализа акцелерографической кривой при однократном введении релаксанта. 46
№6-2016
electronica.by
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Таблица 1 – Сравнительный анализ показателей акцелерографической кривой Однократное введение Показатель Скор. восст, усл. ед. (Ме, 25-75 проц) Индекс восст., º (M±SD)
Повторное введение
Пипекуроний (n=20) 0,24 (0,15 – 0,38)
Рокуроний (n=10) 0,20 (0,12 – 0,62)
Пипекуроний (n=38) 0,19 (0,12 – 0,29)
Рокуроний (n=20) 0,20 (0,10 – 0,58)
54,16±11,8*
74,71±7,30*
44,90±8,9
71,07±7,33
* Примечание: различия достоверны по сравнению с повторным введением релаксантов, p < 0,05 Таблица 2 – Показатели акцелерографической кривой на фоне введения сукцинилхолина ДО введения СХ Показатель Индекс восст., º
Группа I Пипекуроний 44,5 37,0 – 53,0
После введения СХ
Группа II Рокуроний 75,0* 71,0 – 79,0
Группа I Пипекуроний 72,5 66,0 – 78,0
Группа II Рокуроний 85,0* 84,0 – 86,0
* Примечание: различия достоверны по сравнению с группой I, р < 0,05 после однократного введения пипекурония и на 3,64º (5 %) после однократного введения рокурония бромида, чем после повторного (p < 0,05). Кроме того, указанный показатель был достоверно выше у пациентов второй группы, по сравнению с пациентами первой (p < 0,05). Так, после однократного введения пипекурония акцелерографический индекс восстановления был на 23,55 мин (32 %) короче, чем после введения рокурония бромида. После повторного введения пипекурония изучаемый показатель был короче на 26,17 мин (37 %), чем после введения рокурония. Разработанный нами оригинальный метод анализа акцелерографической кривой явился альтернативой методике анализа акцелерометрических данных. Акцелерография способствует повышению эффективности и безопасности применения мышечных релаксантов при анестезиологическом обеспечении, т.к. позволяет наглядно графически
оценить и верифицировать акцелерографический индекс восстановления неврно-мышечной проводимости. С помощью описанной выше программы TOF-Graf Calculator v1.1 была произведена оценка акцелерографического индекса восстановления пипекурония и рокурония бромида, в том числе и на фоне введения третьего препарата – сукцинилхолина. Срединные значения величины акцелерографического индекса восстановления пипекурония бромида до введения сукцинилхолина составили 44,5º (37-53º) и 72,5º (66-78º) после его введения, рокурония бромида - 75,0º (71-79º) и 85,0º (84-86º) соответственно (таблица 2). Таким образом, введение сукцинилхолина достоверно увеличивало акцелерографический индекс восстановления пипекурония бромида на 28º (38,6%) и рокурония бромида на 10º (11,8%).
Релаксация по ходу анестезии
Время
Рисунок 4 – Схема анализа акцелерографической кривой при двукратном введении релаксанта electronica.by
№6-2016
47
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА Выводы 1. В ходе исследования было установлено, что акцелерографический индекс восстановления проводимости был достоверно выше на 9,26º (17 %) после однократного введения пипекурония и на 3,64º (5 %) после однократного введения рокурония бромида, чем после повторного. Указанный показатель был достоверно выше у пациентов второй группы, по сравнению с пациентами первой, что позволило визуально определить длительность действия миорелаксанта по акцелерограмме. По данным акцелерографии введение сукцинилхолина достоверно увеличило акцелерографический индекс восстановления пипекурония на 28º (38,6 %) и рокурония бромида на 10º (11,8 %) и способствовало реверсии недеполяризующего блока. 2. Следует признать эффективным и целесообразным применение в научной медицинской практике программного продукта TOF-Graf Calculator 1.1 для автоматизированной оценки показателей действия лекарственных препаратов для мышечной релаксации. Представленный оригинальный метод анализа акцелерографической кривой являлся альтернативой методике определения акцелерометрических данных и подтверждает, что снижение дозы релаксанта при повторном введении сокращает продолжительность действия препаратов.
Литература: 1. Бутров, А.В. Комплексный интраоперационный мониторинг как основа безопасности пациента и повышения качества анестезии / А.В. Бутров, Н.Ф. Плавунов, P.P. Губайдуллин // Безопасность больных в анестезиологии и реаниматологии : Материалы конференции анестезиологов-реаниматологов – М., 2003. – С. 12 – 13. 2. Бутров, А.В. Опыт использования акцелографа TOFGUARD / А.В. Бутров, М.Ф. Дробышев, В.С. Миронов // Вестн. интенсив. терапии. – 1997. – № 4. – С. 27–32. 3. Бутров, А.В. Применение в анестезиологической практике монитора нейромышечной проводимости TOF-GUARD / А.В. Бутров, М.Ф. Дробышев // Вестн. интенсив. терапии. – 1996. – № 1. – С. 3–6. 4. Бутров, А.В. Технология использования миорелаксантов на основе мониторинга нейро-мышечной проводимости / А.В. Бутров, М.Ф. Дробышев, В.Е. Кислевич. – М. : Изд-во НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 1999. – 48 с. 5. Виби-Могенсен, Й. Нервно-мышечный мониторинг. Часть II / Йорген Виби-Могенсен // Русский анестезиологический сервер. – 2002. – Режим доступа : http://rusanesth.com/Genan/ tof2.htm. – Дата доступа : 29.09.2009. 6. Гланц, С. Основы медико-биологической статистики : пер. с англ. / С. Гланц. – М. : Практика, 1998. – 459 с. 7. Грачев, С.С. Инновации мониторинга нервно-мышечной проводимости в ходе анестезии / С.С. Грачев // Труды молодых ученых: cб. науч. работ / под ред. проф. С.Л. Кабака. – БГМУ, 2008. – С. 38–43. 8. Грачев, С.С. Использование «Эсмерона» (рокурония бромида) в ходе анестезии при операциях на органах брюш-
48
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо ной полости / С.С. Грачев // Здравоохранение. – 2009. – № 5. – С. 51–54. 9. Грачев, С.С. Оптимизация акцелерометрических и акцелерографических исследований с использованием прибора TOF-Watch SX / С.С. Грачев // Мед. журн. – 2009. – № 2. – С. 148–150. 10. Жоров, И.С. Общее обезболивание: рук. для врачейанестезиологов и хирургов / И.С. Жоров. – М.: Медицина, 1964. – 686 с. 11. Заболотских, И.Б. Акцелерометрическая и клиническая оценка миоплегии, вызываемой эсмероном / И.Б. Заболотских, М.А. Магомедов // Вестн. интенсивной терапии. – 2003. – № 5. – С. 98–101. 12. Метод ведения анестезии при операциях пластики вентральных грыж: удостоверение на рационализат. предложение № 1663 / С.С. Грачев, Н.В. Кулешов ; Бел. гос. мед. ун-т. – 2009. – 1 с. 13. Морган, Д.Э. Клиническая анестезиология: пер. с англ. / Д.Э. Морган, М.С. Михаил. – СПб.: Невский диалект, 1998. – Кн. 1. – 431 с. 14. Павлов, О.Б. Производные адипиновой кислоты как миорелаксанты периферического типа действия на фоне проводимого анестезиологического пособия (экспериментальноклиническое исследование): автореф. дис. … канд. мед. наук: 14.00.37 / О.Б. Павлов; Бел. мед. акад. последиплом. образования. – Минск, 2008. – 26 с. 15. Петри, А. Наглядная статистика в медицине : пер с англ. / А. Петри, К. Сэбин. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – 143 с. 16. Полушин, Ю.С. Анестезиолгия и реаниматология : рук. для врачей / Ю.С. Полушин. – СПб.: Элби, 2004. – 720 с. 17. Применение недеполяризующих миорелаксантов средней продолжительности действия в абдоминальной хирургии / Ю.В. Дешко [и др.] // Анестезиология и реаниматология. – 2006. – № 5. – С. 66–70. 18. Реброва, О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISICA / О.Ю. Реброва. – М.: Медиасфера, 2005. – 312 с. 19. Субботин, В.В. О необходимости нейрофизиологического мониторинга в операционной / В.В. Субботин // Анестезиология и реаниматология. – 2005. – № 2. – С. 38–40. 20. Швырев, Л. Мониторы, мониторно-компьютерные и информационные системы для отделений реанимации и интенсивной терапии (состояние проблемы) / Л. Швырев // Анестезиология и реаниматология. – 2002. – № 1. – С. 53–57. 21. Юнкеров, В.И. Медико-статистическая обработка данных медицинских исследований / В.И. Юнкеров, С.Г. Григорьев. – СПб., 2002. – 267 с. 22. Ali, H.H. Monitoring of neuromuscular function / H.H. Ali // Middle East J. Anesthesiol. – 1989. – Vol. 10, № 3. – Р. 261–278. 23. Andersen, B.N. Residual curarisation: a comparative study of atracurium and pancuronium / B.N. Andersen, J.V. Madsen, B.A. Schurizek // Acta Anesthesiol. Scand. – 1988. – Vol. 32, № 2. – P. 79–81. 24. Bevan, D.R. Postoperative neuromuscular blocade: a comparison between atracurium, vecuronium, and pancuronium / D.R. Bevan, C.E. Smith, F. Donati // Anesthesiology. – 1988. – Vol. 69, № 2. – P. 272–276. 25. Buhre, W. Perioperative management and monitoring in anaesthesia / W. Buhre, R. Rossaint // Lancet. – 2003. – Vol. 362, № 9398. – P. 1839–1846. 26. Heier, T. A comparison of train-of-four monitoring: Mechanomyography at the thumb vs acceleromyography at the big toe / T. Heier, S. Hetland // Acta Anaesthesiol. Scand. – 1999. – Vol. 43, № 5. – P. 550–555. 27. Tung, A. New anesthesia techniques / A. Tung // Thorac. Surg. Clin. – 2005. – Vol. 15, № 1. – P. 27–38.
electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ В МЕДИЦИНСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ При проектировании систем электроснабжения в медицинском учреждении необходимо правильно выбрать и установить оборудование с необходимыми параметрами. Специализированные компании предлагают полный набор оборудования для электроснабжения любых медицинских объектов. В данной статье речь идет о разработанной АББ линейке продуктов H+Line, куда входят специальные разделительные медицинские трансформаторы TI, устройства контроля изоляции ISOLTESTER и SELVTESTER, панели оповещения QSD, предназначенные для обеспечения надежного электроснабжения медицинских помещений группы 2. Система вызова и оповещения SIGNAL позволяет организовать вызов медсестры в госпиталях и санаториях. Шкафы QSO служат для обеспечения электроснабжения операционных. Изолирующие трансформаторы и устройства контроля изоляции ISOLTESTER и SELVTESTER позволяют защитить систему от пробоя изоляции без автоматического разрыва цепи при первой неисправности.
Согласно ТКП45-4.04-86-2007 1 к помещениям группы 2 относятся медицинские помещения, в которых предполагается применение медицинского электрооборудования, питающегося от электрической сети и имеющего рабочие части, находящиеся в прямом либо косвенном контакте с сердцем. Это помещения, в которых электромедицинские устройства с катетерами, проводящими жидкостями или электродами используются в зоне сердца или непосредственно на сердце пациента, вследствие чего возникает опасность микрошока (ток становится опасным, если он превышает 10 – 60 мкА). К группе 2 также относятся помещения, в которых с пациентами проводятся жизненно важные процедуры и перебои в электроснабжения могут привести к риску для жизни, а также комнаты для подготовки к операциям, операционные и послеоперационные помещения для пациентов, в отношении которых выполнялась общая анестезия, родильные залы, кардиопалаты, палаты интенсивной терапии, родильные залы и т.д. На рисунке 1 приведена классификация и описание помещений по группам безопасности. Область применения ТКП45-4.04-86-2007 – проектирование электротехнических систем (силового электрооборудования, искусственного освещения, связи и сигнализации) строящихся, реконструируемых и ремонтируемых зданий и помещений стационаров больниц и диспансеров, амбулаторно-поликлинических организаций, специализированных лечебно-диагностических подразделений, зданий и помещений станций скорой и неотложной медицинской помощи, станций переливания крови, молочных кухонь, аптек, контрольноУтвержден и введен в действие приказом Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь от 15 сентября 2009 г. № 303.
аналитических лабораторий лечебно-профилактических организаций. Требования распространяются также на проектирование электротехнических систем ветеринарных организаций. В медицинских помещениях используются следующие системы защиты от прямого и косвенного контакта: – Для защиты от непосредственного контакта с частями под напряжением разрешается только изоляция или отдельное размещение активных частей путем использования изолирующих слоев или корпусов с уровнем защиты не ниже IPXXD (или IP4X) для горизонтальных поверхностей в пределах досягаемости и IPXXB (или IP2X) во всех остальных случаях. – Защита от косвенного контакта в медицинских помещениях основана на следующем: а) Защита путем автоматического отключения питания. б) Дополнительное эквипотенциальное соединение проводящих частей и внешних проводящих частей, имеющихся в окружении пациента или тех, которые могут попасть в эту зону; в) Медицинская система IT электрического питания; г) Использование оборудования с классом изоляции II; д) Системы с очень низким безопасным напряжением (БСНН и ЗСНН).
1
electronica.by
Рисунок 1 – Классификация помещений по группам безопасности №6-2016
49
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА В настоящей статье особое внимание уделено медицинской системе IT и ее составляющих. Использование медицинской системы IT предписывается вышеуказанному ТКП45-4.04-86-2007. Питание на медицинскую IT систему подается с помощью специального разделительного трансформатора для медицинского использования, при этом необходимо применение устройства для постоянного контроля состояния изоляции.
ЭЛЕКТРОНИКА инфо и избежать использования непрерывного защитного проводника (рисунок 2). Принцип работы медицинской системы электрического питания состоит в том, что цепь, питаемая от вторичной обмотки разделительного трансформатора, гальванически изолирована, и когда происходит первый сбой по причине неисправности изоляции, электромедицинские устройства продолжают работать. Неисправность, однако, не может оставаться неустраненной в течение длительного промежутка времени, так как при втором сбое безопасность и функционирование системы будут нарушены. Медицинские разделительные трансформаторы
Рисунок 2 – Схема электроснабжения медицинского помещения группы 2
Реализация медицинской системы IT Изолирующие трансформаторы должны изготавливаться согласно стандарту МЭК 61588, где приводятся требования к техническим условиям медицинских изолирующих трансформаторов. Конструкция трансформаторов должна соответствовать ограничениям на мощность от 0,5 кВА до 10 кВА при напряжении 230 В на первичной обмотке и 230 В на вторичной. Фактически ограничения по силовой нагрузке дают следующее: – уменьшение размеров системы; – меньшее количество пользователей; – меньшая вероятность неисправности; – упрощение обслуживания; – лучшее резервирование схемы; – длительная непрерывность работы. Кроме того, следует соблюдать все указания ТКП454.04-86-2007 – от наличия устройства контроля изоляции до установки в постоянно наблюдаемом месте, а также от подключения экрана изолирующего трансформатора к шине уравнивания потенциалов в медицинских помещениях групп 1 и 2. Медицинская система электрического питания подключается параллельно по отношению к питающей линии электроснабжения с использованием медицинского разделительного трансформатора. Это позволяет гальванически отделить обычные цепи от специальных 50
№6-2016
ТКП45-4.04-86-2007 для медицинских разделительных трансформаторов определено следующее: – трансформаторы должны устанавливаться внутри медицинских помещений или в непосредственной близости от них; – номинальное напряжение вторичной обмотки не должно превышать 250 В переменного тока; – трансформаторы должны соответствовать стандарту МЭК 61588-2-15. Кроме того, они должны отвечать следующим требованиям: – ток утечки на землю выходных проводников и защитной оболочки (кожуха), измеренный при отсутствии нагрузки при номинальном напряжении и номинальной частоте, не должен превышать 0,5мА; – номинальная мощность однофазных трансформаторов, используемых в медицинских системах IT для переносного и стационарного оборудования, должна быть не менее 0,5 и не более 10 кВА; – если в медицинских помещениях имеется оборудование с трехфазной системой питания, требующее установки медицинской системы IT, то следует использовать отдельный трехфазный трансформатор с выходным линейным напряжением, не превышающим 250 В. Прочие требования к трансформаторам: – естественное воздушное охлаждение; – двойная или усиленная изоляция между обмотками, а также между обмотками и проводящей частью оборудования; – между обмотками может быть установлен металлический экран, который требуется заземлить; – напряжение короткого замыкания не выше 3 %; – ток холостого хода первичной обмотки не более 3 %; – пиковый ток должен быть не более, чем в 12 раз выше номинального; – маркировка трансформатора должна содержать символ, изображенный на рисунке 3. Среди дополнительных особенностей трансформаторов компании АББ можно выделить следующие: – они соответствуют стандарту и обеспечивают Рисунок 3 – Обозначение медицинского раздели- максимальные полезные тельного трансформатора характеристики при миниelectronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо мальных размерах. Благодаря малым размерам существенно снижаются затраты на распределительные щиты, где устанавливаются эти трансформаторы; – линейка продуктов включает в себя трансформаторы с номинальной мощностью 3, 5, 7,5 и 10кВА, с возможностью заказа с установленными температурными датчиками на первичной и вторичной обмотках. Датчики РТ100, не обладая положительным температурным коэффициентом, являются настоящими датчиками температуры, а не просто сигнализаторами перегрева, которые срабатывают при превышении заданных пределов для температуры. Датчики РТ100 обеспечивают постоянный и точный контроль температуры, которая отображается с помощью прибора ISOLTESTER. Кроме того, такие датчики позволяют компенсировать ошибки от внутреннего сопротивления кабеля самого датчика, что весьма полезно, так как используемые кабели имеют большую длину, а область применения требует соблюдения большой точности; – важный параметр, который следует учитывать при выборе разделительного трансформатора – класс тепловой изоляции, то есть насколько изделие может нагреться при нагрузке, оставаясь при этом безопасным. В трансформаторах АББ используется особая система пропитки, которая благодаря технологии вакуумного давления обеспечивает максимальное рассеяние тепла при естественной воздушной вентиляции; – изолирующий трансформатор имеет металлический экран между двумя обмотками, который подавляет сетевых помех и гармонические составляющие от источника питания.
Рисунок 4 – Разделительный трансформатор TI
Устройство контроля изоляции В соответствии с ТКП45-4.04-86-2007 питание на медицинскую IT систему должно подаваться от разделительного трансформатора для медицинского применения, при этом необходимо устройство для постоянного контроля состояния изоляции. Устройство контроля изоляции должно соответствовать следующим требованиям: – внутреннее сопротивление переменному току должно быть не менее 100 кОм; – измерительное напряжение не должно превышать 25В постоянного тока; electronica.by
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА – максимальное значение измерительного тока даже при повреждении изоляции не должно превышать 1мА; – система должна иметь устройство для проверки сопротивления изоляции и устройства индикации снижения сопротивления изоляции до 50 кОм. Особое внимание следует уделить тому, что устройство контроля изоляции не должно отключаться от IT-системы.
Рисунок 5 – Распределительный щит QSO.
В условиях медицинских учреждений даже небольшие токи утечки в электрических сетях могут привести к серьезным проблемам. Так, во время проведения операций достаточно тока всего в несколько десятков микроампер, чтобы вызвать фибрилляцию желудочков сердца. Ток утечки можно разделить на три следующих типа: – ток утечки на землю (защитного проводника); – контактный ток – ток утечки на землю через человека, то есть ток, проходящий через человека при контакте с корпусом устройства, который находится под напряжением по причине пробоя изоляции; – ток утечки через катетеризованного пациента на землю. Постоянный контроль первого короткого замыкания на землю должен выполняться с помощью соответствующего устройства контроля изоляции, установленного между вторичной обмоткой разделительного трансформатора и защитным проводом. Каждый разделительный трансформатор для медицинского применения должен иметь устройство контроля изоляции для немедленной сигнализации о первом пробое на землю. Когда сопротивление изоляции заземления падает ниже 50 кОм, устройство должно выдать сигнал о неисправности. Не требуется устанавливать устройство контроля изоляции, если трансформатор запитывает только одно медицинское электроустройство. В этом случае вероятность непрямого контакта (а тем более второго непрямого контакта) невелика. Кроме того, при коротком замыкании вследствие второго непрямого контакта не создадутся опасные напряжения на проводящих частях других устройств. Рекомендуется устанавливать сигнализационные панели сразу в нескольких помещениях. Это позволит увеличить вероятность того, что персонал быстро среагирует на сигнал об аварии. Продолжение следует. www.abb.by №6-2016
51
НАУКА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
КАЛЬМАР ПОМОЖЕТ СВЯЗАТЬ КОМПЬЮТЕРЫ С МОЗГОМ И НЕРВНОЙ СИСТЕМОЙ Давно никого не удивишь подключением современного высокотехнологичного протеза напрямую к нервной системе человека. Для этого придуманы специализированные импланты в виде электродов, передающих сверхслабые электрические импульсы микроэлектронике, управляющей протезами. Но обеспечить полную передачу сигнала, со всеми нюансами, ученые научились сравнительно недавно. Обеспечить высококачественный контакт между живой тканью и электронным чипом не так-то просто. Электроника работает с сигналами, передающимися при помощи электрического тока, а в живых тканях все происходит намного сложнее. Кроме электронов, сигнал передается при помощи переноса положительного электрического заряда ионами калия, натрия, кальция и даже отдельными протонами. В силу трудностей технического плана разработчики высокотехнологичных имплантатов и протезов используют в качестве управляющих сигналов только электрические сигналы от нервных тканей, сознательно жертвуя той частью информации, которая переносится при помощи положительно заряженных частиц. Однако группе ученых из Калифорнийского университета в Ирвине удалось обнаружить то, что сможет стать решением вышеупомянутой проблемы. Оказывается, что белок под названием рефлектин (reflectin), белок с чрезвычайно сложной структурой, который позволяет кальмарам менять цвет своей кожи, служит еще и превосходным проводником положительного электрического заряда. Благодаря тому, что метод синтеза искусственного рефлектина уже был разработан
некоторое время назад, этот белок может послужить тем мостом, который свяжет информационным коммуникационным каналом живые клетки и электронику протезов, имплантатов и компьютерных систем. Исследователи начали работать с рефлектином, изучая то, что позволяет кальмарам изменять свой цвет и отражать падающий на их кожу свет. Получив рефлектин при помощи специальных модифицированных на генном уровне бактерий, ученые нанесли тонкий слой белка на кремниевое основание. Металлические электроды, находящиеся в контакте с белковой пленкой, служили для контроля электрического тока и напряжения, текущего через пленку при различных условиях. Результаты этих экспериментов показали, что рефлектин отлично переносит при помощи протонов положительный электрический заряд, делая это более эффективно, нежели многие из искусственно созданных для этого материалов. Способность рефлектина к передаче положительных электрических зарядов и его биологическое происхождение определяют возможность применения этого белка в конструкции новых имплантатов, протезов и устройств интерфейса между компьютером и мозгом, которые будут способны передавать и принимать весь спектр информации, курсирующей по нервным тканям. Биологическая природа белка существенно снижает вероятность отторжения имплантата телом человека как инородного тела, и дает возможность осуществления внешнего воздействия на некоторые функции имплантата без необходимости проведения хирургического вмешательства. dailytechinfo.org
НА РОССИЙСКОМ БИОПРИНТЕРЕ ВПЕРВЫЕ НАПЕЧАТАЛИ РАБОТАЮЩИЙ ОРГАН В России впервые напечатали на биопринтере работающий орган, который успешно прижился у мыши. Об этом в Новосибирске рассказал директор кластера биологических и медицинских технологий Фонда «Сколково» Кирилл Каем. «Наш резидент — одна из пяти компаний в мире, которая научилась делать биопринтер. Напечатала ра-
52
№6-2016
ботающий орган, пересадила мыши, у мыши щитовидная железа работает, выдает гормоны», — сказал он. Орган был распечатан на российском трехмерном принтере. В перспективе резидент кластера намерен наладить производство и продажу биопринтеров, в том числе с целью создания (в ближайшие 15 лет) человеческих органов. «Они собираются печатать и другие органы, про почку речь идет, про печень. Пока все это лабораторный уровень, но это позволит и саму машину (биопринтер — прим. «Ленты.ру») развивать», — отметил исполнительный директор кластера биомедицинских технологий. Технология печати органов впервые появилась в 2003 году в США. Соответствующий патент был получен в 2006 году. Технология предполагает размещение клеток на биосовместимой основе и использование послойного метода генерации трехмерных структур тканей. Lenta.ru electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
НАУКА
РАМОЧНАЯ АНТЕННА С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ УДК 621.396.67 Аннотация Описана новая конструкция рамочной антенны, в которой реализована возможность управления поляризацией путем возбуждения антенны по двум развязанным входам. Антенна разработана для радара подповерхностного зондирования снежно-ледяного покрова в полярных районах. Достоинства конструкции: широкополосность (по уровню КСВ = 2 имеет относительную полосу пропускания не менее 11 %), малые габариты, высокий КНД (не менее 8 дБ) и низкий уровень излучения с кросс-поляризацией (не более -40 дБ). С использованием численного моделирования, решена задача оптимизации геометрических параметров антенны по минимуму КСВ, в диапазоне 400-440 МГц в фидерной линии с волновым сопротивлением 50, 100, 200 Ом. На основе полученных результатов сделаны выводы о влиянии геометрических параметров антенны на ее электрические параметры и характеристики. Полученные в работе данные должны облегчить процесс оптимизации геометрических параметров антенны разработчиками, желающими использовать описанную конструкцию. Введение Применение антенн с управляемой поляризацией в радиолокационной технике позволяет повысить помехозащищенность и возможности радиолокационных систем [1, 2]. В сантиметровом диапазоне (для управления поляризацией) нашли применение антенны в виде ортогонально расположенных вибраторов [3] или щелей [4] с развязанными входами, либо квадратная патч-антенна с переключаемыми входами [4]. Однако названные типы антенн не подходят для использования в радиолокаторах метрового и дециметрового диапазонов волн, работающих в относительной полосе частот более 10 %. Одним из вариантов решения данной проблемы является использование рамочных антенн. Рамочные антенны превосходят вибраторные по своим диапазонным свойствам и КНД. В статьях [5, 6] описаны рамочные антенны, в которых управление поляризацией осуществляется путем переключения их входов, однако не рассмотрена возможность управления их поляризацией путем возбуждения антенны по двум развязанным входам. Кроме того, в указанных антеннах присутствует заметное паразитное излучение с кросс-поляризацией, обусловленное несимметричной конструкцией согласующих элементов относительно H-плоскости. Управление поляризацией путем возбуждения антенны по двум развязанным входам возможно в шунтовой рамочной антенне [7, 8], однако такая антенна electronica.by
В.В. Кеда, А.В. Рубаник, Г.П. Турук, БГУИР, г. Минск имеет высокое входное сопротивление, что затрудняет ее согласование. Целью исследования является разработка новой конструкции рамочной антенны с управляемой поляризацией (управление производится путем возбуждения антенны по двум развязанным входам), лишенной недостатков, присущих описанным в литературе техническим решениям, а также получение закономерностей во влиянии геометрических параметров на ее характеристики и параметры. Результаты должны облегчить процесс оптимизации геометрических параметров антенны разработчиками, желающими использовать описанную конструкцию. Для достижения заданной цели разработана новая конструкция рамочной антенны и математическая модель для ее исследования. В математической модели использовано уравнение Поклингтона для тока в тонких проводниках [9]. Интегральное уравнение решается методом Галеркина при использовании в качестве базисных и весовых функций – импульсных функций подобластей. На основе математической модели разработана программа численного моделирования, позволяющая рассчитывать характеристики и параметры антенны. Проверка адекватности математической модели проводилась путем сравнения результатов, полученных в разработанной программе с результатами, полученными в программе MMANA, и результатами, полученными в ходе эксперимента. Сравнение данных, полученных с помощью разработанной программы, программы MMANA, и результатов эксперимента не выявило расхождений результатов, превышающих погрешность эксперимента. С помощью разработанной программы получены зависимости входного сопротивления от параметров геометрии антенны, исследовано влияние параметров геометрии антенны на диапазонные и направленные свойства антенны. На основании результатов моделирования решена задача оптимизации геометрических параметров антенны по минимуму КСВ в диапазоне 400-440 МГц в фидерной линии с волновым сопротивлением 50, 100, 200 Ом. По результатам моделирования сделаны выводы. Конструкция антенны Конструкция антенны показана на рисунке 1. Антенна представляет собой модификацию шунтовой рамочной антенны [7, 8], в которой посредством согласующих элементов (рисунок 1 а) достигается понижение ее входного сопротивления и снижение его реактивной составляющей. Управление поляризацией осуществляется путем возбуждения антенны по двум №6-2016
53
НАУКА развязанным входам В1 и В2 (рисунок 1 а). По входу В1 возбуждается излучение с горизонтальной поляризацией, по входу В2 – с вертикальной. Для получения однонаправленного излучения антенна дополнена рефлектором (рисунок 1 б). Из рисунка 1 видно, что антенна симметрична относительно плоскости H, благодаря чему подавление излучения с кроссполяризацией в главном направлении излучения стремится к бесконечности и определяется лишь точностью изготовления антенны и точностью ее симметрирования. Результаты численного моделирования Антенна разработана для использования в радаре подповерхностного зондирования, работающего в диапазоне частот 400-440 МГц с горизонтальной (плоскость XZ) и вертикальной (плоскость YZ) поляризацией, предназначенного для изучения строения снежно-ледяного покрова Антарктиды. Входное сопротивление антенны составляет 100 Ом (антенна запитана двумя противофазно возбужденными коаксиальными кабелями с волновым сопротивлением 50 Ом). Характеристики антенны для случаев возбуждения горизонтальной и вертикальной поляризации одинаковы. Различия заключаются в том, что при смене поляризации плоскости Е и Н меняются местами. Поэтому далее будет рассмотрен только случай возбуждения поля с горизонтальной поляризацией. В этом случае плоскостью Е является плоскость XZ, плоскостью H – плоскость YZ.
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Было разработано два варианта конструкции антенны, в одном случае стойки СТ (рисунок 1 б) выполнены из металла, во втором – из диэлектрика. На рисунках 2-4 показаны результаты моделирования для первого варианта антенны, на рисунках 5-7 – для второго. Здесь и далее графики ДН по кросс-поляризации пронормированы к максимальному уровню излучения с основной поляризацией. В ходе оптимизации геометрических параметров антенны были получены размеры для первого варианта антенны: L = 129 мм, Le = 117 мм, Ye = 75 мм, а = 66 град., Dw = 30 мм, Dr = 500 мм, Dz = 110 мм; второго – L = 100 мм, Le = 105 мм, Ye = 40 мм, a = 55 град., Dw = 30 мм, Dr = 500 мм, Dz = 75 мм; диаметр элементов обоих вариантов равен 8 мм.
Рисунок 2 – Зависимость входного сопротивления от частоты
Рисунок 3 – Зависимость КСВ от частоты
а) Конструкция рамки
б) Конструкция антенны с рефлектором Рисунок 1 – Конструкция антенны 54
№6-2016
а б Рисунок 4 – ДН по основной (а) и кросс-поляризации (б) на частоте 420 МГц electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
Рисунок 5 – Зависимость входного сопротивления от частоты
Рисунок 6 – Зависимость КСВ от частоты
а б Рисунок 7 – ДН по основной (а) и кросс-поляризации (б) на частоте 420 МГц
Рисунок 8 – Зависимость входного сопротивления от частоты electronica.by
НАУКА
Рисунок 9 – Зависимость КСВ от частоты
а б Рисунок 10 – ДН по основной (а) и кросс-поляризации (б) на частоте 420 МГц
Рисунок 11 – Зависимость входного сопротивления от частоты
Рисунок 12 – Зависимость КСВ от частоты №6-2016
55
НАУКА Для выявления закономерностей во влиянии размеров антенны на ее характеристики были оптимизированы размеры под различное входное сопротивление. На рисунках 8-10 показаны результаты моделирования варианта антенны с металлическими стойками, оптимизированного под входное сопротивление 50 Ом, на рисунках 11-13 – для антенны без металлических стоек, оптимизированного под такое же входное сопротивление. Размеры первого варианта: L = 129 мм, Le = 123 мм, Ye = 55 мм, а = 57 град., Dw = 30 мм, Dr = 500 мм, Dz = 90 мм; второго – L = 100 мм, Le = 120 мм, Ye = 25 мм, a = 51 град., Dw = 30 мм, Dr = 500 мм, Dz = 50 мм. На рисунках 14-16 показаны результаты моделирования варианта антенны с металлическими стойками, оптимизированного под входное сопротивление 200 Ом, на рисунках 17-19 – для антенны без металлических стоек, оптимизированного под волновое сопротивление 200 Ом. Размеры первого варианта: L = 129 мм, Le = 110 мм, Ye = 105 мм, а = 79 град., Dw = 30 мм, Dr = 500 мм, Dz = 110 мм; второго – L = 100 мм, Le = 85 мм, Ye = 75 мм, a = 75 град., Dw = 30 мм, Dr = 500 мм, Dz = 110 мм. Диаметр элементов у перечисленных выше антенн равен 8 мм.
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
Рисунок 15 – Зависимость КСВ от частоты
а б Рисунок 16 – ДН по основной (а) и кросс-поляризации (б) на частоте 420 МГц
а б Рисунок 13 – ДН по основной (а) и кросс-поляризации (б) на частоте 420 МГц
Рисунок 17 – Зависимость входного сопротивления от частоты
Рисунок 14 – Зависимость входного сопротивления от частоты
Для удобства анализа влияния геометрических параметров на входное сопротивление Rвх, КНД и относительную полосу частот Δf (по уровню КСВ <2) результаты расчета электрических параметров представлены в виде таблиц 1 и 2. 56
№6-2016
Рисунок 18 – Зависимость КСВ от частоты electronica.by
НАУКА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Таблица 1 – Параметры антенн с металлическими стойками Rвх, Ом 50 100 200
L, мм 129 129 129
Le, мм 123 117 110
Ye, мм 55 75 105
а, град. 57 66 79
Dw, мм 30 30 30
Dr, мм 500 500 500
Dz, мм 90 110 110
КНД, дБ 8.5 8.6 8.6
Δf, % 11 15 22
Dw, мм 30 30 30
Dr, мм 500 500 500
Dz, мм 50 75 110
КНД, дБ 8.3 8.5 8.4
Δf, % 13 16 33
Таблица 2 – Параметры антенн с диэлектрическими стойками Rвх, Ом 50 100 200
L, мм 100 100 100
Le, мм 120 105 85
Ye, мм 25 40 75
а, град. 51 55 75
а б Рисунок 19 – ДН по основной (а) и кросс-поляризации (б) на частоте 420 МГц
Рисунок 20 – Результаты измерения КСВ
Из результатов моделирования видно, что вариант с металлическими стойками обладает большим боковым излучением, чем вариант с диэлектрическими стойками. Это обусловлено тем, что по стойкам протекает ток. Поэтому при использовании антенны в качестве отдельного излучателя вариант с диэлектрическими стойками предпочтительнее, по этой причине в качестве антенны радара подповерхностного зондирования был выбран вариант на диэлектрических стойках. Кроме того, чем ближе согласующие элементы расположены к центру антенны (параметр Ye), тем ниже входное сопротивление; чем ниже входное сопротивление антенны, тем она узкополоснее. КНД антенны практически не зависит от входного сопротивления, под которое разработана антенна, и при electronica.by
указанных в статье размерах L и Dr составляет не менее 8 дБ. Кроме того, моделирование показало, что в диапазоне частот 400 - 440 МГц (при указанных выше размерах) форма диаграммы направленности почти не зависит от частоты, а уровень излучения с кроссполяризацией не превышает -40 дБ; с уменьшением размеров рефлектора рабочий диапазон антенны сужается. Предварительное макетирование антенны показало: диапазон частот, в котором достигается КСВ <2 (рисунок 20), практически совпадает с расчетным (рисунок 6), различия в значениях КСВ некритичны и вызваны погрешностями расчета и измерения характеристик антенны. Заключение Проведенное исследование показывает, что разработанная антенна довольно широкополосна (по уровню КСВ < 2 имеет относительную полосу пропускания более 11 %), обладает малыми размерами, высоким КНД и низким уровнем излучения с кроссполяризацией (не более –40 дБ). Полученные зависимости электрических параметров и характеристик антенны от параметров геометрии антенны могут быть использованы разработчиками при конструировании антенн описанной конструкции. Решена задача оптимизации геометрических параметров антенны по минимуму КСВ, в диапазоне 400-440 МГц в фидерной линии с волновым сопротивлением 50, 100, 200 Ом. Разработанная антенна может быть использована в качестве самостоятельной антенны в системах радиолокации и радиосвязи, а также в качестве излучателя в антенных решетках. Литература: 1. Канарейкин, Д.Б. Поляризация радиолокационных сигналов / Д.Б. Канарейкин, Н.Ф. Павлов, В.А. Потехин. – М.: – Сов. Радио. – 1966. – 439 с. 2. Справочник по радиолокации: в 4 т. / Под ред. М. Сколника – М.: – Сов. Радио. – 1976. 3. Mailloux, Robert J. Phased Array Antenna Handbook / Robert J. Mailloux. – Artech house. – 2005. Р. 515. 4. Debatosh, Guha. Microstrip and Printed Antennas: new trends, techniques, and applications / Debatosh Guha, Yahia M.M. Antar. – John Wiley & Sons, Inc. – 2011. – Р. 959. №6-2016
57
НАУКА 5. Yurtsev, О., Sadovsky, I. and Ptashinsky, G. Frame Loop with Switchable Polarization // IX International Conference on Antenna Theory and Techniques. Proceedings. Odessa, Ukraine, 2013. Р. 361-363. 6. Кеда, В.В. Рамочная антенна с переключаемой поляризацией / В.В. Кеда, Ю.Ю. Бобков, О.А. Юрцев // Физика и технические приложения волновых процессов: материалы XIII междунар. науч.-техн. конф., Казань, 21 – 25 сентября 2015 г. / Под общей редакцией В.А. Неганова и Г.А. Морозова. – Казань: OOO «Новое знание». – С. 60 7. Ротхаммель, К. Антенны (11-е издание): в 2 т. / К. Ротхаммель, А. Кришке. – M.: Данвел, 2007. 8. Григоров, И.Н. Практические конструкции антенн / И.Н. Григоров. – M.: ДМК Пресс, 2005. – 352 с. 9. Вычислительные методы в электродинамике // Под ред. Р. Митры. М. 1977. – С. 494.
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Abstract The new construction of the loop antenna in which possibility of control of polarization by excitement of the antenna on two isolated inputs is realized is described. The antenna is developed for radar of subsurface sounding of a snow-ice cover in polar areas. Design advantages: a broadbandness (on the SWR = 2 level not less than 11 %), small dimensions, high directive gain (not less than 8 dB) and low level of radiation with cross-polarization (no more than –40 dB). Using numerical modeling, the problem of optimization of geometrical parameters of the antenna of SWR minimum, in the range of 400 - 440 MHz in the feeding line with a wave resistance of 50, 100, 200 Ohms is solved. The results received in work have to facilitate process of optimization of geometrical parameters of the antenna by the developers wishing to use the described design. Поступила в редакцию 1.02.2016 г.
ТРЕБОВАНИЯ К НАУЧНЫМ СТАТЬЯМ, ПУБЛИКУЕМЫМ В РАЗДЕЛЕ «РЕЦЕНЗИРУЕМЫЕ СТАТЬИ» 1. Научная статья – законченное и логически цельное произведение по раскрываемой теме – должна соответствовать одному из следующих научных направлений: информационные технологии и системы, оптоэлектроника, микро- и наноэлектроника, приборостроение. 2. Объем научной статьи не должен превышать 0,35 авторского листа (14 тысяч печатных знаков, включая пробелы между словами, знаки препинания, цифры и другие), что соответствует 8 страницам текста, напечатанного через 2 интервала между строками (5,5 страницы в случае печати через 1,5 интервала). 3. Статьи в редакцию представляются в двух экземплярах на бумаге формата А4 (220092, г. Минск, проспект Пушкина, 33, помещ. 612), а также в электронном виде (e-mail: sadov@bsu.by). К статье прилагаются сопроводительное письмо организации за подписью руководителя и акт экспертизы. Статья должна быть подписана всеми авторами. Статьи принимаются в формате doc, rtf, набранные в текстовом редакторе Word, включая символы латинского и греческого алфавитов вместе с индексами. Каждая иллюстрация (фотографии, рисунки, графики, таблицы и др.) должна быть представлена отдельным файлом и названа таким образом, чтобы была понятна последовательность ее размещения. Фотографии принимаются в форматах tif или jpg (300 dpi). Рисунки, графики, диаграммы принимаются в форматах tif, cdr, eps или jpg (300 dpi, текст в кривых). Таблицы принимаются в форматах doc, rtf или Excel. 4. Научные статьи должны включать следующие элементы: аннотацию; фамилию и инициалы автора (авторов) статьи, ее название; введение; основную часть, включающую графики и другой иллюстративный материал (при их наличии); заключение; список цитированных источников; индекс УДК; аннотацию на английском языке. 58
№6-2016
5. Название статьи должно отражать основную идею выполненного исследования, быть по возможности кратким, содержать ключевые слова, позволяющие индексировать данную статью. 6. Аннотация (100–150 слов) должна ясно излагать содержание статьи и быть пригодной для опубликования в аннотациях к журналам отдельно от статьи. В разделе «Введение» должен быть дан краткий обзор литературы по данной проблеме, указаны не решенные ранее вопросы, сформулирована и обоснована цель работы. Основная часть статьи должна содержать описание методики, аппаратуры, объектов исследования и подробно освещать содержание исследований. Полученные результаты должны быть обсуждены с точки зрения их научной новизны и сопоставлены с соответствующими известными данными. Основная часть статьи может делиться на подразделы (с разъяснительными заголовками). Иллюстрации, формулы, уравнения и сноски, встречающиеся в статье, должны быть пронумерованы в соответствии с порядком цитирования в тексте. В разделе «Заключение» должны быть в сжатом виде сформулированы основные полученные результаты с указанием их новизны, преимуществ и возможностей применения. Список цитированных источников располагается в конце текста, ссылки нумеруются согласно порядку цитирования в тексте. Порядковые номера ссылок должны быть написаны внутри квадратных скобок (например: [1], [2]). В соответствии с рекомендациями ВАК Республики Беларусь от 29.12.2007 г. №29/13/15 научные статьи аспирантов последнего года обучения публикуются вне очереди при условии их полного соответствия требованиям, предъявляемым к рецензируемым научным публикациям. electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
НАУКА
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАССЕЯНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ СИСТЕМОЙ ДИПОЛЕЙ УДК 621.396.96 Аннотация Приводятся результаты численного анализа изменения спектра и формы огибающей широкополосного радиосигнала в пространственно-временной области при его рассеянии системами дипольных отражателей со случайным и задаваемым в пространстве расположением проводников. Используется спектральный метод и метод моментов. Облучающая электромагнитная волна задается во временной области в виде радиоимпульса с различной формой огибающей и частотой заполнения. Задача решается с использованием интегрального уравнения Поклингтона в пространственно-частотной области [1], прямого и обратного дискретного преобразования Фурье. Амплитудно-частотная характеристика дипольного отражателя сильно зависит от его резонансной частоты. Поэтому в использованной математической модели, разработанной авторами статьи [2], и в отличие от известных коммерческих программ электродинамического моделирования (CST, FEKO, HFSS), рассматривается рассеяние не видеоимпульса, а радиоимпульса с задаваемыми несущей частотой и формой огибающей. Введение Дипольные отражатели используются для создания пассивных помех радиолокационным станциям (РЛС). Они применяются для маскировки радиолокационного объекта, движущегося по баллистической траектории. В этом случае они движутся с одной и той же скоростью, что и объект радиолокации. В такой ситуации возникает задача идентификации сигналов, отраженных от объекта и дипольных отражателей, и поиска признаков идентификации. Определенные признаки могут быть получены путем облучения облака пассивных диполей (системы пассивных диполей со случайным расположением диполей в пространстве) и объекта сверхкоротким радиоимпульсом и дальнейшего анализа рассеянного диполями импульса. Изменение спектра и формы огибающей широкополосного сигнала при его рассеянии объектом радиолокации может быть использовано для распознавания этого объекта. Подобная задача в известных работах решается с использованием уравнений Максвелла в пространственно-временной форме записи [3]. При этом используется метод конечных разностей во временной области (КРВО). Задача решается также с использованием интегральных уравнений электродинамики, записанных в пространственно-временной форме [1]. Возбуждающее воздействие задается в виде сверхкороткого видеоимпульса. При таком возбуждении максимум энергии сигнала расположен вблизи нулевой частоты. В диапазоне частот работы реального радиолокатора максимум энергии сигнала расположен electronica.by
П.В. Сухачевский, БГУИР, г. Минск на заданной несущей частоте. Поэтому необходимо знать признаки в рассеянном сигнале с заданной несущей частотой. В настоящей работе используется метод, описанный в работе [2]. Заданный радиосигнал раскладывается в дискретный ряд Фурье. Определяется отклик объекта радиолокации на каждую гармонику радиосигнала, то есть спектр рассеянного сигнала. По этому спектру с помощью обратного дискретного преобразования Фурье определяется рассеянный сигнал (его огибающая). Информация о признаках, характерных для конкретного объекта, содержится в спектре рассеянного сигнала и в форме его огибающей. В настоящей работе этот метод иллюстрируется на задаче рассеяния широкополосного сигнала системой тонких металлических диполей, расположенных в пространстве по случайному закону. В материале такая система диполей имеет название «Облако диполей». Эта задача также имеет прикладное значение: система металлических диполей в виде облака используется для радиомаскировки объектов на баллистической траектории. Во многих современных коммерческих программах электродинамического моделирования, как уже отмечалось во введении, при решении задачи рассеивания в качестве облучающего импульса используется видеоимпульс. Так, например, решается задача рассеяния сверхкоротких видеоимпульсов в известной программе FEKO [4]. В этом случае максимум спектра расположен на нулевой частоте. В настоящей работе рассматривается задача рассеяния радиоимпульса с заданной формой огибающей и заданной частотой заполнения. В такой постановке можно получить решение задачи более информативное по признакам распознавания и по критерию использования энергии зондирующего импульса. Применение численного метода для изучения характеристик рассеяния различных объектов позволило расширить приложение теории рассеяния на объекты произвольных форм. Но вместе с тем имеется ряд неизученных вопросов. Настоящая статья вносит вклад в теорию рассеяния. Верификация результатов численного моделирования Проверка используемой математической модели проведена путем сравнения результатов расчета с результатами, полученными в коммерческой программе электродинамического моделирования FEKO, и с результатами, приведенными в литературе [6,7]. Рассмотрим систему из двух диполей, длины 150 мм и радиуса 2 мм каждый, показанную на рисунке 1, при нормальном падении волны и облучении монохроматическими волнами в диапазоне частот [5001500] МГц. №6-2016
59
НАУКА
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
Рисунок 1 – Система из двух диполей
Сравним результаты расчета ЭПР данной системы, полученные с использованием разработанной математической модели, с результатами анализа, полученными в коммерческой программе электродинамического моделирования FEKO. На рисунке 2 представлены результаты моделирования в FEKO (слева) и результаты моделирования в разработанной математической модели (справа).
Рисунок 2 – Зависимости ЭПР [кв. м] от частоты [МГц], полученные в FEKO (слева), и с использованием настоящей разработанной математической модели (справа)
Как видно из рисунка 2, результаты моделирования в FEKO (максимальный уровень ЭПР на графике равен 0,36 кв. м) совпадают с результатами моделирования в настоящей разработанной математической модели (максимальный уровень ЭПР на графике равен 0,36 кв. м).
Рисунок 3 – Зависимость ЭПР по полному полю от частоты при [кв. м] от частоты [МГц], при AlfaZ1 = 30о, AlfaZ2 = 20о, AlfaZ3 = 20о
№6-2016
Случайное расположение диполей в пространстве. Рассеяние при постоянном размере облака дипольных отражателей, но разном количестве диполей в облаке Пусть максимальные размеры облака по осям X, Y, Z равны MDx = 10 м, MDy = 0.3 м, MDz = 10 м. Рассмотрим характеристики рассеяния для систем из 4 и 7 диполей при длительности зондирующего импульса t0 = 5 нс. Характеристики рассеяния системы, состоящей из четырех пассивных дипольных отражателей, представлены на рисунках 5, 6. Максимальный уровень ЭПР на рисунке 5 составляет 0,12 кв. м. По рисунку 6 можно сделать вывод о том, что система состоит минимум из трех дипольных отражателей, пространственная задержка между 1-м и 2-м радиоимпульсами приблизительно ΔZ 12 = 4,8 м, что соответствует расстоянию между диполями DZ 12 = 2,4 м, а между 2-м 3-м радиоимпульсами ΔZ 23 = 5,9 м, что соответствует DZ 23 = 2,95 м. Рассмотрим ту же систему, с тем же расположением центров диполей в пространстве, что и в предыдущем случае, но с нулевыми углами поворота диполей вокруг осей координат (AlfaXn = AlfaYn = AlfaZn = 0 град). Координаты центров диполей прежние, но теперь они параллельны оси Х и плоскости XZ. Проанализируем, как случайные углы поворота диполей влияют на характеристики рассеяния. Результаты представлены на рисунках 7, 8.
Рисунок 4 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов при AlfaZ1 = 30о, AlfaZ2 = 20о, AlfaZ3 = 20о
Рассеяние при различных углах поворота диполей в системе пассивных дипольных отражателей с задаваемым расположением диполей в пространстве Рассмотрим характеристики рассеяния системы пассивных диполей, у которой резонансная частота диполей fv = 1000 МГц, DZ 12 = 3 м, DZ 23 = 7 м, угол поворота первого диполя вокруг оси Z AlfaZ1 = 30 о, второго – AlfaZ2 = 20 о третьего – AlfaZ3 = 20 о. Результаты представлены на рисунках 3, 4. 60
Как видно по рисунку 3, данный случай существенно отличается от случая, когда в системе присутствует один либо два диполя. Поэтому можно сделать вывод, что при наличии базы данных графиков зависимостей ЭПР от частоты можно будет определять типы радиолокационных объектов. В перспективе используемая математическая модель позволит создать такую базу данных. По рисунку 4 можно сделать вывод, что пространственная задержка между 1-м и 2-м импульсами – 6 м, между 2-м и 3-м – 14 м. Это соответствует заданным расстояниям между диполями. Как видно из рисунка 4, угол поворота диполя влияет на уровень напряжения рассеянного радиоимпульса.
Рисунок 5 – Зависимость ЭПР [кв. м] от частоты [МГц]
Рисунок 6 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов electronica.by
ЭЛЕКТРОНИКА инфо Как видно из рисунков 6, 8, рассеянным радиоимпульсам 1, 2, 4 рисунка 6, соответствуют рассеянные импульсы 1’, 2’, 4’ рисунка 8. Огибающая рассеянного радиоимпульса 3 на рисунке 6 отсутствует, так как третий диполь был повернут перпендикулярно вектору напряженности поля падающей волны. Как видно из рисунка 8, в системе присутствуют 4 диполя, расстояния между которыми поочередно равны 1 м, 5 м и 2 м.
НАУКА ветствует положению рассеянных радиоимпульсов 1, 2, 5, 6 на рисунке 12. Максимальный размер системы в этом случае также 10 м. По графику рисунка 12 можно определить расстояния между диполями в системе.
Рисунок 11 – Зависимость ЭПР [кв. м] от частоты [МГц] Рисунок 7 – Зависимость ЭПР [кв. м] от частоты [МГц]
Рисунок 12 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов Рисунок 8 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов
Исходя из этого можно определить размер объекта, который в данном случае равен 8 м, при заданном максимальном размере облака 10 м по оси Z. Далее рассмотрим систему при тех же размерах облака, но при количестве диполей в системе равном 7. Длительности зондирующего импульса t0 = 1 нс. Результаты представлены на рисунках 9, 10.
Рисунок 9 – Зависимость ЭПР [кв. м] от частоты [МГц]
Рисунок 10 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов
Как видно из рисунка 10, в системе присутствуют минимум 4 диполя. Максимальный размер системы в этом случае 10 м. По графику рисунка 10 можно определить расстояния между диполями. Рассмотрим ту же систему, с тем же расположением диполей в пространстве, что и в предыдущем случае, но с нулевыми углами поворота диполей вокруг осей координат (AlfaXn = AlfaYn = AlfaZn = 0 град). Результаты представлены на рисунках 11, 12. Как видно, положение рассеянных радиоимпульсов 1, 2, 3, 4, представленных на рисунке 10, соотelectronica.by
Как видно из полученных результатов (рисунки 5-8 и 9-12), случайные углы поворота диполей существенно влияют на характеристики рассеяния. Данный вывод необходимо учитывать при электродинамическом моделировании. Из полученных результатов можно сделать вывод, что используемая в настоящей работе методика позволяет оценить количество элементов в облаке дипольных отражателей, а также размеры облака. Уровень ЭПР на каждой из дискретных частот анализа возрастает с увеличением числа диполей в системе (рисунки 5 и 9), при увеличении количества диполей в ней. Чем больше количество диполей в системе, тем меньшей должна быть длительность зондирующего импульса. Случайное расположение диполей в пространстве. Рассеяние при постоянном количестве диполей, но разных размерах облака пассивных дипольных отражателей Рассмотрим систему пассивных дипольных отражателей, с постоянным числом и случайным расположением диполей в облаке, при резонансной частоте составляющих систему диполей fv = 1000 МГц, со случайными углами поворота диполей друг относительно друга при возрастании размеров облака. Длительность зондирующего радиоимпульса t 0 равна 1 нс. Рассмотрим систему из пяти дипольных отражателей, при возрастании размеров облака в горизонтальной плоскости, при размерах облака: 1. MDx = 10 м, MDy = 0,3 м, MDz = 10 м; 2. MDx = 15 м, MDy = 0,3 м, MDz = 15 м. Результаты для первого случая представлены на рисунках 13, 14. Как видно из рисунка 14, в системе присутствуют минимум три диполя. Результаты для второго случая представлены на рисунках 16, 17. №6-2016
61
НАУКА
Рисунок 13 – Зависимость ЭПР [кв. м] от частоты [МГц]
Рисунок 14 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов
Рисунок 15 – Зависимость ЭПР [кв. м] от частоты [МГц]
Рисунок 16 – Огибающие рассеянных радиоимпульсов
Из рисунка 15 видно, что частотное расстояние между локальными максимумами ЭПР уменьшилось, а из рисунка 16 следует, что в системе присутствуют также минимум три диполя. По графикам рисунков 14 и 16 можно заметить, что изменились только уровни рассеянных радиосигналов. Как изменились размеры системы, определить по данным рисункам невозможно. Но если анализировать характеристики системы также и в частотной области, то по рисункам 13 и 15 можно заметить, что графики зависимостей ЭПР от частоты изменились существенно: характерной особенностью возрастания размеров облака дипольных отражателей является то, что на графике зависимости ЭПР от частоты уменьшается расстояние между локальными максимумами и их становится больше. Поэтому для более полного понимания закономерностей рассеяния радиолокационных объектов нужно проводить анализ как во временной области, так и в частотной. Заключение Проведено численное моделирование систем пассивных диполей как с задаваемым расположением в пространстве, так и со случайным. Рассмотрены графики зависимости ЭПР от частоты и графики рассеянных радиоимпульсов, описывающие рассеивающие свойства радиолокационных объектов. Выявлены закономерности рассеяния систем дипольных отражателей различных конфигураций. Анализ характеристик 62
№6-2016
ЭЛЕКТРОНИКА инфо рассеяния радиолокационных объектов нужно проводить как во временной области, так и в частотной. При применении рассмотренной в настоящей работе методики анализа характеристик рассеяния объектов радиолокации возможно непосредственное определение не только размеров радиолокационных объектов, но и расстояний между их элементами. Полученные с помощью использованной в настоящей работе математической модели результаты сравнивались с результатами коммерческой программы электродинамического моделирования FEKO. Показано, что результаты отличаются незначительно. Результаты работы математической модели согласуются с литературными данными [5, 6, 7]. Полученные результаты могут быть применены не только для создания базы данных для распознавания объектов, движущихся по баллистической траектории, но и для непосредственного определения параметров радиолокационных портретов неизвестных объектов. Литература: 1. Митра, Р. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Р. Митры; пер. с англ. под ред. Э.Л. Бурштейна. – М.: Мир, 1977. 2. Юрцев, О.А. Рассеяние радиоимпульса линейным диполем / О.А. Юрцев, П. В. Сухачевский // III Всероссийская научно-технической конференция «Электроника и Микроэлектроника СВЧ», СанктПетербург: СПбГЭТУ, 2 - 5 июня 2014. 3 Time-Domen Mhetod for Microwave Structures. Analysis and Design / Editor by Tatsuo Itoh. – IEEE Press. – 1998. P. 517. 4. Банков, С.Е. Расчет излучающих структур с помощью FEKO / C.Е. Банков, А.А. Курушин // – М. ЗАО «НПП «Родник». – 2008. – 246 с. 5. Сколник, М. Справочник по радиолокации. Том 1 / Под ред. М. Сколник. − М:. Сов. Радио, 1976. − 295 с. 6. Максимов, М.В. Защита от радиопомех / М.В. Максимов, М.П. Бобиев, Б.Х. Кривицкий // Москва, Сов. Радио, 1976. 7. Атражев, М.П. Борьба с радиоэлектронными средствами / М.П. Атражев, В.А. Ильин, Н.П. Марьин // Москва, Воениздат, 1972. Abstract The results of numerical analysis of changes in the range and shape of the envelope of broadband radio signal in the space-time domain with its scattering of chaff systems with random and intent location of conductors in the space are presented. Spectral method and the method of moments are used. Irradiating an electromagnetic wave is given in the time domain in the form with various shape of the envelope of radio pulse and various carrier frequency. The problem is solved using the Pocklington’s integral equation in the space-frequency domain [1], the direct and inverse discrete Fourier transform. The frequency response of the dipole reflector is strongly dependent on its resonant frequency. Therefore, the used mathematical model developed by the authors [2], and in contrast to the wellknown commercial applications programs of electrodynamic simulation (CST, FEKO, HFSS), is considering the scattering not of a video, but of a radio pulse with predefined carrier frequency and the shape of the envelope. Поступила в редакцию 3.02.2016 г. electronica.by
ВЫСТАВКИ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
ВЫСТАВКИ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОНИКА. КОМПОНЕНТЫ». ИЮЛЬ 2016 ExpoLux 2016 Международная выставка освещения в Бразилии 28-06-2016 – 02-07-2016 Бразилия, Сан-Пауло
Intersolar North America 2016 Международная выставкаконференция солнечной энергии 11-07-2016 – 14-07-2016 США, Сан-Франциско
MediTech – OdontoTech 2016 Международная медицинская ярмарка 28-06-2016 – 01-07-2016 Колумбия, Богота
ees North America 2016 Международная выставка батарей и аккумуляторов 12-07-2016 – 14-07-2016 США, Сан-Франциско
Shanghai Digital Information Fair Международная выставка электронной потребительской информации 29-06-2016 – 01-07-2016 Китай, Шанхай
CEF 2016 West Международная выставка электроники 14-07-2016 – 16-07-2016 Китай, Чэнду
CDEE 2016 Международная выставка и саммит по технологиям и оборудованию распределения и сохранения энергии 29-06-2016 – 01-07-2016 Китай, Пекин
DISTRIBU TECH AFRICA 2016 Международная конференция и выставка технологий и оборудования для распределения и передачи электроэнергии 19-07-2016 – 21-07-2016 ЮАР, Кейптаун
CIGEE (CHINA) 2016 TRADE Интеллектуальные строительные технологии и оборудование. Всемирный саммит по интеллектуальным сетям 29-06-2016 – 01-07-2016 Китай, Пекин LED Today 2016 Bangalore Международная выставка светодиодных (LED) осветительных технологий 01-07-2016 – 03-07-2016 Индия, Бангалор Photo Today 2016 Bangalore Международная выставка фотографии, видеографии и цифрового отображения 01-07-2016 – 03-07-2016 Индия, Бангалор BEST 2016 Международная выставка энергосберегающих «умных» технологий в строительстве 05-07-2016 – 07-07-2016 Китай, Шанхай
POWER-GEN AFRICA 2016 Международная выставка и конференция по энергетике 19-07-2016 – 21-07-2016 ЮАР, Кейптаун VIETNAM ETE 2016 Вьетнамская международная выставка электрического оборудования и технологий 20-07-2016 – 23-07-2016 Вьетнам, Хошимин Security Exhibition & Conference 2016 Международная выставка и конференция технологий безопасности 20-07-2016 – 22-07-2016 Австралия, Мельбурн Indo Renergy Expo & Forum 2016 Международная выставка-конференция альтернативных и возобновляемых источников энергии 20-07-2016 – 22-07-2016 Индонезия, Джакарта
ASHE 2016 Международная выставкаконференция здравоохранения 10-07-2016 – 13-07-2016 США, Бостон
Enertec Expo 2016 Международная выставка продуктов и технологий энергосохранения и зеленой энергетики 20-07-2016 – 23-07-2016 Вьетнам, Хошимин
IGARSS 2016 Международная конференция по дистанционному зондированию и наукам о Земле 10-07-2016 – 15-07-2016 Китай, Пекин
Vietnam ETE 2016 Международная выставка промышленного электротехнического оборудования и технологий 20-07-2016 – 23-07-2016 Вьетнам, Хошимин
electronica.by
DICTAP 2016 Международная конференция по цифровой информации и коммуникационным технологиям 21-07-2016 – 23-07-2016 Турция, Конья PHOTO & IMAGING SHANGHAI 2016 Китайская международная выставка фотографии и технологий обработки цифровых изображений 21-07-2016 – 24-07-2016 Китай, Шанхай SigGraph 2016 Международная выставка компьютерной графики и интерактивных технологий 24-07-2016 – 28-07-2016 США, Анахайм YOUTH NUCLEAR CONGRESS (IYNC) 2016 Международная молодежная конференция по ядерной энергетике 24-07-2016 – 30-07-2016 Китай, Чанджой QME 2016 Queensland Mining & Engineering Exhibition Международная выставка горнодобывающей и энергетической промышленности 26-07-2016 – 28-07-2016 Австралия, Брисбен Meditex Sri Lanka 2016 International Expo Международная выставка медицинских товаров и оснащения медицинских объектов 27-07-2016 – 29-07-2016 Шри Ланка, Коломбо EAST CHINA ELECTRONICS EXPO 2016 Международная выставка электронной промышленности 28-07-2016 – 30-07-2016 Китай, Кингдао TICA 2016 Taipei Computer Applications Show Международная выставка информационно-компьютерных приложений 30-07-2016 – 03-08-2016 Тайвань, Тайбэй №6-2016
63
ПРАЙС-ЛИСТ
ЭЛЕКТРОНИКА инфо
НАИМЕНОВАНИЕ ТОВАРА
ЦЕНА
НАЗВАНИЕ КОМПАНИИ
АДРЕС, ТЕЛЕФОН
ООО «ФЭК»
Тел. +375 17 210-21-89, +375 29 370-90-92. E-mail: info@fek.by www.fek.by
Договор
ТУП «Альфачип Лимитед»
Тел./ф.: +375 17 366-76-16. E-mail: analog@alfa-chip.com www.alfa-chip.com
Договор
Группа компаний «Альфалидер»
Тел./ф.: +375 17 391-02-22, тел.: +375 17 391-03-33. www.alider.by
Договор
ООО «СветЛед решения»
Договор
ООО «Автоматикацентр»
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ
Датчики и средства автоматики производства фирмы TURCK (Германия) и Banner Engineering (США)
Договор
Индукционные лампы фирмы LVD 40, 80, 120, 150, 200, 300 W
Договор
Комплексная поставка электронных компонентов Датчики, сенсоры и средства автоматизации Светодиодные индикаторы, TFT, OLED и ЖК-дисплеи и компоненты для светодиодного освещения Дроссели, ЭПРА, ИЗУ, пусковые конденсаторы, патроны и ламподержатели для люминесцентных ламп АС/DC источники тока, LED-драйвера, источники напряжения для светодиодного освещения и мощных светодиодов Мощные светодиоды (EMITTER, STAR), сборки и модули мощных светодиодов, линзы ARLIGHT Управление светом: RGB-контроллеры, усилители, диммеры и декодеры Источники тока AC/DC для мощных светодиодов (350/700/100-1400 мА) мощностью от 1 W до 100 W ARLIGHT Источники тока DC/DC для мощных светодиодов (вход 12-24V) ARLIGHT Источники напряжения AC/DC (5-12-24-48V/ от 5 до 300 W) в металлическом кожухе, пластиковом, герметичном корпусе ARLIGHT, HAITAIK Светодиодные ленты, линейки открытые и герметичные, ленты бокового свечения, светодиоды выводные ARLIGHT Светодиодные лампы E27, E14, GU 5.3, GU 10 и др. Светодиодные светильники, прожектора, алюминиевый профиль для светодиодных изделий Индуктивные, емкостные, оптоэлектронные, магнитные, ультразвуковые, механические датчики фирмы Balluff (Германия) Блоки питания, датчики давления, разъемы, промышленная идентификация RFID, комплектующие фирмы Balluff (Германия) Магнитострикционные, индуктивные, магнитные измерители пути, лазерные дальномеры, индуктивные сенсоры с аналоговым выходом, инклинометры фирмы Balluff (Германия) Инкрементальные, абсолютные, круговые магнитные энкодеры фирмы Lika Electronic (Италия) Абсолютные и инкрементальные магнитные измерители пути, УЦИ (устройство цифровой индикации), тросиковые блоки, муфты, угловые актуаторы фирмы Lika Electronic (Италия) Преобразователи частоты, устройства плавного пуска, сервопривода, ПЛК, интеллектуальные реле, сенсорные панели, линейные и шаговые приводы фирмы Schneider Electric (Франция) Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы, УЗИП, выключатели нагрузки фирмы Schneider Electric (Франция) Контакторы, промежуточные реле, тепловые реле перегрузки, реле защиты, автоматические выключатели защиты двигателя фирмы Schneider Electric (Франция) Кнопки, переключатели, сигнальные лампы, посты управления, джойстики, выключатели безопасности, источники питания, световые колонны фирмы Schneider Electric (Франция) Универсальные шкафы, автоматические выключатели, устройства управления и сигнализации, УЗО и дифавтоматы, промежуточные реле, выключатели нагрузки, контакторы, предохранители, реле фирмы DEKraft
Тел./ф.: +375 17 214-73-27, +375 17 214-73-55. E-mail: info@belaist.by www.belaist.by
Тел./ф.: +375 17 218-17-98, тел.: +375 17 218-17-13. Е-mail: sos@electric.by www.electric.by
КВАРЦЕВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ, ГЕНЕРАТОРЫ, ФИЛЬТРЫ, ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЕ И ПАВ ИЗДЕЛИЯ
Любые кварцевые резонаторы, генераторы, фильтры (отечественные и импортные) Кварцевые резонаторы Jauch под установку в отверстия и SMD-монтаж Кварцевые генераторы Jauch под установку в отверстия и SMD-монтаж Термокомпенсированные кварцевые генераторы Резонаторы и фильтры на ПАВ Пьезокерамические резонаторы, фильтры, звонки, сирены
Договор
УП «Алнар»
Тел./ф.: +375 17 227-69-97, тел.: +375 17 227-28-10, тел.: +375 17 227-28-11, тел.: +375 29 644-44-09. E-mail: alnar@tut.by www.alnar.net
СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЕ
Большой выбор электронных компонентов со склада и под заказ. Микросхемы производства Xilinx, Samsung, Maxim, Atmel, Altera, Infineon и пр. Термоусаживаемая трубка, диоды, резисторы, конденсаторы, паялная паста, кварцевые резонаторы и генераторы, разъемы, коммутация и др.
Договор
ЧТУП «Чип электроникс»
Тел./ф.: +375 17 269-92-36. E-mail: chipelectronics@mail.ru www.chipelectronics.by
Широчайший выбор электронных компонентов (микросхемы, диоды, тиристоры, конденсаторы, резисторы, разъемы в ассортименте и др.)
Договор
Группа компаний «Альфалидер»
Тел./ф.: +375 17 391-02-22, тел.: +375 17 391-03-33. www.alider.by
Мультиметры, осциллографы, вольтметры, клещи, частотомеры, генераторы отечественные и АКИП, АРРА, GW, LeCroy, Tektronix, Agillent
1-й поставщик
ООО «Приборостроительная компания»
Тел./ф.: +375 17 284-11-18, тел.: +375 17 284-11-16. E-mail: 4805@tut.by
Поставка электронных компонентов и отладочных средств (микросхемы, реле, герконы, батарейки, кварцевые резонаторы) по проектным ценам: Texas Instruments, Intersil, Cypress, MXIC, Huawei, EM-Marin, COTO, Gruner, COMUS, Micro Crystal, RENATA, PKCELL, XENO, SAURIS и др.
От дистрибьютора
ЧНПУП «БелСКАНТИ»
Тел./ф.: +375 17 256-08-67, тел.: +375 17 398-21-62. E-mail: nab@scanti.ru www.scanti.ru
64
№6-2016
electronica.by
Новые возможности ваших идей
220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 www.alfa-chip.com УНП 192525135 www.alfacomponent.com
УНН 192441299