eng
Выпуск #1/2014
В. Привалов, В. Шеманин
Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии
Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии
Просмотры: 4918
XXI Международная конференция "Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии" подвела итоги своей работы. Основная тематика конференции охватывала лазерную физику, лазерные технологии в медицине, биологии и геоэкологии, вопросы обработки и анализа изображений и сигналов, методы и технологии геоэкологии.
Теги: laser diagnostics lidar tehnologies medical imaging лазерная диагностика лидарные технологии медицинская визуализация
С обзором новых лазерных технологий участники конференции встретились на заседаниях секции "Лазерная физика".
Дифракционные оптические элементы, используемые для преобразования формы волновых фронтов и для обработки информации и анализа оптических изображений в астрономии и медицине, были представлены в докладе А.Г.Полещука (ИАЭ СО РАН, Новосибирск) "Лазерные технологии синтеза компьютерно-синтезированных голограмм". Докладчик показал, как использование тонких фазовых пластинок с вариацией оптической толщины, лежащей в пределах длины волны излучения, дает эффект фазовой модуляции лазерного излучения. В докладе содержались результаты оригинальных исследований по разработке оборудования и технологий для изготовления компьютерно-синтезированных голограмм с бинарным, многоуровневым и непрерывным профилем для преобразования формы волновых фронтов.
Доклад авторов статьи "Уравнение лазерного зондирования для реального лидара" был посвящен решению задачи лидарного зондирования атмосферного аэрозоля. Рассмотрены случаи для моностатического аэрозольного лидара для зондирования атмосферного аэрозоля и лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекул йода в атмосфере выполнен учет конечной ширины линии генерации лазера, что позволяет уточненить решение такого лидарного уравнения, особенно для случая очень малых концентраций исследуемых частиц. С целью проверки полученных результатов рассчитано значение сечения поглощения молекул йода, которое оказалось в удовлетворительном согласии с данными других авторов.
Группа ученых: А.В.Овчинников, О.В.Чефонов и В.П.Петровский (ОИВТ РАН, Москва) представила доклад "Методика регистрации излучения ядер изотопа железа 57Fe, создаваемого фемтосекундными лазерными импульсами". Ими реализован новый подход к лазерному возбуждению изомерного уровня изотопа 57Fe с энергией 14,4 кэВ и регистрации излучения при его релаксации. Суть предложенной методики в том, что регистрация излучения ядер 57Fe осуществляется с временной задержкой, величина которой чуть меньше времени жизни изомера 57Fe в возбужденном состоянии. Авторы показали, что длительность задержки, необходимой для измерения спектров конверсионных электронов, образующихся при излучении ядер 57Fe, лежит в интервале времен от 20 до 100 нс.
Из докладов по твердотельным лазерам отметим доклад А.П.Погода, В.Ф.Лебедева, А.С.Борейшо (БалтГТУ "ВОЕНМЕХ", Санкт-Петербург) "Оптимизация геометрии многопетлевого резонатора голографического лазера". Авторы предлагают для обращения волнового фронта на четырехволновом смешении использовать схему многопетлевого резонатора с однократным или многократным пересечением пучков в активной среде. В работе рассмотрены альтернативные схемы такого резонатора и обсуждаются критерии их выбора.
Обсуждению вопроса, сводится ли действие лазера с оптической накачкой к преобразованию излучения накачки в излучение с высокой направленностью, был посвящен доклад А.В.Шепелева (РГНУ, Москва) "К термодинамическим условиям достижения высокой интенсивности излучения". Автор показал, что это утверждение спорное. В действительности преобразуемым параметром здесь можно считать яркость излучения, однозначно связанную с его температурой. В докладе показано, что процесс стимулированного излучения не является исключительным для повышения яркости. Анализируются термодинамические условия достижения высокой плотности мощности, связь понятия яркости с волновым и квантовым описанием электромагнитного излучения. В применении к излучению обсуждаются понятия термодинамической и статистической энтропии.
Результаты исследования рентгеновского излучения от лазерно-индуцированных вакуумных разрядов с относительно небольшими значениями амплитуды тока, напряжения и энергии накопителя (10 кA, 20 кV и 20 Дж соответственно) представили Ю.В.Коробкин и И.В.Романов (МИРЭА, Москва). Источники рентгеновского излучения – микропинчи, формирующиеся в катодной струе лазерно-индуцированного вакуумного разряда, условия их формирования и зависимость их параметров от амплитуды разрядного тока и энергии инициирующего лазерного импульса ‒ были представлены в докладе "О рентгеновском излучении вакуумного искрового разряда, инициируемого лазерным импульсом".
Метрологические особенности метода лазерной фазосдвигающей интерферометрии, положенного в основу методики исследования диффузионных процессов ряда органических и неорганических веществ в гидрогелях на основе полиакриламида, рассмотрены в докладе "Применение лазерной фазосдвигающей интерферометрии для исследования диффузионных процессов в гидрогелях". Авторы – А.Ю.Голяева, Е.В.Дорофеева, П.Ю.Лобанов, И.С.Мануйлович и О.Е.Сидорюк (НИИ "Полюс", Москва) рассмотрели границы применимости метода и источники возможных ошибок.
В докладе О.А.Семеновой, А.Д.Голубевой, Ю.П.Басовой, М.В.Барминой, А.В.Марченко и В.А.Золотухиной (КБ РЖД, Санкт-Петербург) "Особенности применения фотогемотерапии у больных псориазом в амбулаторных условиях" представлены результаты изменения программы стандартной терапии псориаза. Они коснулись включения курса лазерной фотомодификации крови, что способствует более быстрому наступлению ремиссии заболевания. Оказалось, что ее целесообразно проводить в осенне-зимний период.
На заседании секции "Нанотехнологии в медицине и биологии" особое внимание слушателей вызвали следующие выступления. Е.Э.Мамцев (НИИ "Полюс", Москва) в докладе "Статистический анализ прецизионных оптических поверхностей и лазерных зеркал" представил результаты анализа существующего уровня обработки прецизионных оптических поверхностей ситалловых подложек по параметру шероховатости RMS и по качеству нанесенных на них многослойных диэлектрических зеркальных покрытий с использованием метрологических методов оптической и механической профилометрии. Показано, что необходимость изготовления подложек зеркал с минимально возможной шероховатостью вызвана требованиями повысить точность изготовления конечного продукта – лазерного гироскопа.
А.Б.Аткарская, С.В.Карацупа, Ю.Д.Мирошниченко, Д.С.Прохоренков и И.Ш.Рахимбаев (БГТУ им. В.И.Шухова, Новороссийск и Белгород) представили результаты изучения диффузии диоксида кремния, оксидов натрия и кальция в композиты на основе флоат-стекла. Этой теме были посвящены два доклада: "Диффузия оксидов из стеклянной подложки в композиты с наноразмерными золь-гель пленками" и "Диффузии оксидов из подложки в одно- и двухслойные стеклянные композиты с наноразмерными пленками". Рабочие параметры технологии нанесения определяют плотность упаковки твердых частиц ПОР в слой покрытия и его толщину, что влияет на диффузию оксидов из подложки, а увеличение значения светопропускания золя коррелирует с интенсификацией диффузии оксида натрия в композит.
Для двухслойных покрытий составов TiO2 и TiO2+SiO2 барьерный слой очень хорошо защищает функциональную пленку такого двухслойного композита от проникновения низкопреломляюшего SiO2, а при проникновении "чужеродных" оксидов в покрытие их концентрация в композитах TiO2 изменяется. Это свидетельствует об эффективности барьерных свойств покрытий SiO2.
В докладе "Исследование оптических свойств и наноструктуры ИК-световодов на основе кристаллов твердых растворов галогенидов серебра и таллия" авторов А.С.Корсакова, Л.В.Жуковой, А.Д.Бревновой, Д.С.Врублевского и В.В.Жукова (УрФУ им. Первого президента РФ, Екатеринбург) представлены результаты технологии создания методом экструзии инфракрасных световодов на основе кристаллов твердых растворов галогенидов серебра и одновалентного таллия. Приведены спектральные характеристики их пропускания, измеренные на ИК-фурье-спектрометре Shimadzu IR Prestige-21, фотостойкость и оптические потери (до 0,1–0,4 дБ/м на длине волны CO2-лазера 10,6 мкм). Исследования излучения ИК-световодов на длине волны 10,6 мкм в дальнем поле с помощью CO2-лазера и CCD-камеры SPIRICON доказали их одномодовый режим работы.
В работе секции "Компьютерные технологии и системы обработки изображений и сигналов" прозвучали следующие наиболее интересные сообщения.
В докладе В.П.Бессмельцева, Д.Н.Катасонова, В.В.Морозова и В.А.Слуева (ИАиЭ СО РАН, Новосибирск) "Система мобильного мониторинга сердечной деятельности человека" представлен малогабаритный автономный переносной диагностический комплекс, регистрирующий основные показатели сердечной деятельности человека. Основные преимущества комплекса – миниатюрность, отсутствие проводных соединений датчиков с модулем обработки и хранения данных, встроенные средства распознавания критических ситуаций в реальном времени, интегрированные с серийным смартфоном, автоматически передающим данные в специализированные медицинские службы. Макетный образец системы содержит миниатюрные емкостные бесконтактные датчики ЭКГ (на основе микросхемы PS 25101 производства Plessey Semiconductors), сопряженные с микроконтроллером TI СС2540 со встроенным беспроводным интерфейсом стандарта Bluetooth 4.0. Коммуникатор обеспечивает отображение результатов мониторинга, изменение параметров системы, регулярную передачу данных непрерывного мониторирования на специальный медицинский сервер.
Доклад "Создание трехмерных моделей биологических объектов и оперативное изготовление тестового операционного поля" авторов Е.В.Ипполитова, С.В.Камаева, М.М.Новикова и Л.В.Новиковой (ИПЛИТ РАН, Шатура, Московская обл.) был посвящен созданию тестовых моделей для обучения медицинского персонала. По данным томографического обследования реального пациента были созданы трехмерные компьютерные модели головы человека с опухолью нижней челюсти, затем по ним был изготовлен макет операционного поля для выполнения и отработки хирургических вмешательств с помощью манипулятора при радиочастотной гипертермии опухолей головы и шеи. Авторы показали возможность создания подобных тестовых операционных полей для проведения испытаний и отработки применения многофункциональных манипуляторов для роботоаcсистенции в высокоточной хирургии.
Наибольшее число специалистов оказалось на заседаниях секции "Геотехнологии и геоэкологический мониторинг". Среди докладов отметим следующие.
И.В.Самохвалов, С.В.Насонов, И.Д.Брюханов, А.Г.Боровой, Б.В.Кауль, Н.В.Кустова и А.В.Коношонкин (ТГУ, Томск) в докладе "Оценка параметров микроструктуры перистых облаков с аномальным обратным рассеянием поляризационным лидаром" сообщили, что на протяжении 2011–2013 годов в Томском государственном университете с помощью уникального поляризационного лидара велись наблюдения за перистыми облаками с аномально высоким отражением. Полученные в ходе экспериментов оценки микроструктуры облаков были сопоставлены с теоретическими. Для этого использовали базу данных ИОА СО РАН, в которой сведены параметры облаков в зависимости от размеров присутствующих в них кристаллических частиц и от угла наклона нормали частиц относительно зенитного направления.
В докладе К.М.Фирсова, Е.В.Боброва и И.И.Клиточенко (ВолГУ, Волгоград) "Фотометрические измерения аэрозольной оптической толщи и общего влагосодержания в регионе Нижнего Поволжья" освещены результаты измерений аэрозольной оптической толщи и общего влагосодержания в регионе Волгограда. Систематические наблюдения начались смомента появления мобильных солнечных фотометров SPM, разработанных в ИОА СО РАН. По результатам были рассчитаны первые и вторые моменты распределения значений аэрозольной оптической толщи для периода наблюдений, оценены среднедневные и среднемесячные оптические характеристики аэрозоля, которые затем были сопоставлены с данными спутниковых наблюдений, а также с данными аэрологического зондирования влажности.
Несколько докладов представили сотрудники НПИ КубГТУ (Новороссийск). В.А.Вавилов, С.В.Половченко, П.В.Чартий и В.Г.Шеманин в докладе "Восстановление спектров размеров частиц индустриального аэрозоля в потоке по их среднему поверхностно-объемному размеру" сделали попытку восстановить функцию распределения частиц индустриального аэрозоля, используя априорную информацию о распределении частиц на разных стадиях технологического процесса. По результатам значений, полученных методами лазерного зондирования и по существующим функциональным связям возможно с достаточной степенью достоверности восстанавливать спектр размеров частиц индустриальных аэрозолей.
В докладе В.А.Вавилова, Е.И.Веденина, П.В.Чартия и В.Г.Шеманина "Лазерная система предупреждения аварийных аэрозольных выбросов в атмосферу" показана возможность управления технологическим процессом при угрозе возникновения аварийного выброса с использованием лазерной системы контроля аэрозоля после очистки в реальном времени. Рассмотрен вариант, когда наиболее вероятной причиной аварии может стать отказ второй ступени очистки. В этом случае спектр размеров частиц становится бимодальным и в нем появляется мода, характерная для спектра размеров частиц на входе соответствующей установки оборудования. Поэтому определение спектров размеров частиц на его выходе позволяет судить о его состоянии и наличии аварийного выброса. Предлагаемая система предупреждения позволит определить не только концентрацию взвешенных частиц методом спектральной прозрачности, но и спектр размеров частиц на выходе модифицированным методом спектральной прозрачности на трех длинах волн лазерного излучения.
В.В.Дьяченко, С.В.Половченко, В.В.Роговский, О.В.Роговский и П.В.Чартий в докладе "Лазерный мониторинг эффективности систем пылеулавливания модифицированным методом спектральной прозрачности" предложили использовать модифицированный метод спектральной прозрачности для контроля исправности рукавных фильтров. На базе пылевого стенда разработана принципиальная схема и аппаратурное оформление лабораторной установки, позволяющей моделировать и проводить измерения запыленного потока модифицированным методом спектральной прозрачности на трех длинах волн с погрешностью не более 10%.
В заключении прозвучал доклад И.В.Комарова, К.В.Епишина и Л.Л.Мякиньковой (РИНКЦЭ, Москва) "Формирование тематики НИР по приоритетному направлению "Науки о жизни" с участием экспертного сообщества". Было принято решение начать процедуру формирования экспертных групп по двум тематическим панелям ‒ "Биотехнология" и "Медицина и здравоохранение", которые вписываются в рамки приоритетного направления развития науки, техники и технологий "Науки о жизни". Уже сейчас эксперты ведут отбор и проводят анализ работ по критериям научной новизны, практической значимости, актуальности, охраноспособности и другим параметрам. Большое внимание уделялось потенциальным возможностям реализации предлагаемых исследований на имеющейся научной базе. Немаловажная роль принадлежит научному статусу тех организаций, от которых подавались предложения. В результате был отобран ряд предложений, которые представляются наиболее перспективными для первоочередного рассмотрения в Минобрнауки при формировании группы научно-исследовательских работ, поддерживаемых государством.
Огромный интерес участников вызвали заседания Стендовой секции, на которых были представлены стендовые доклады по всей тематике конференции. Был отмечен возросший за последние годы интерес к конференции, рост числа молодых докладчиков.
В конце состоялся круглый стол, посвященный перспективам развития лазерной физики, лазерных технологий и их приложениям в медицине, биологии и геоэкологии и итогам конференции.
По итогам конференции, учитывая растущий интерес участников к задачам исследования аэрозолей, имеющих различную природу, биожидкостей и новых материалов, было принято решение – поддержать работу организационного комитета конференции по расширению круга тем докладов по применению лазерных и информационных технологий в различных областях науки и технологии. Следующая, XXII Международная конференция "Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии" пройдет с 8 по 12 сентября 2014 года в Государственном морском университете имени адмирала Ф.Ф.Ушакова в Новороссийске. Всю информацию можно найти на сайте: www.abrauconf.novtelecom.net. С предложениями и за справками обращаться к профессору В.Е.Привалову в Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, (195251, Санкт-Петербург, СПбГПУ, ИФНиТ), электронная почта: vaevpriv@yandex.ru.
Дифракционные оптические элементы, используемые для преобразования формы волновых фронтов и для обработки информации и анализа оптических изображений в астрономии и медицине, были представлены в докладе А.Г.Полещука (ИАЭ СО РАН, Новосибирск) "Лазерные технологии синтеза компьютерно-синтезированных голограмм". Докладчик показал, как использование тонких фазовых пластинок с вариацией оптической толщины, лежащей в пределах длины волны излучения, дает эффект фазовой модуляции лазерного излучения. В докладе содержались результаты оригинальных исследований по разработке оборудования и технологий для изготовления компьютерно-синтезированных голограмм с бинарным, многоуровневым и непрерывным профилем для преобразования формы волновых фронтов.
Доклад авторов статьи "Уравнение лазерного зондирования для реального лидара" был посвящен решению задачи лидарного зондирования атмосферного аэрозоля. Рассмотрены случаи для моностатического аэрозольного лидара для зондирования атмосферного аэрозоля и лидара дифференциального поглощения и рассеяния для зондирования молекул йода в атмосфере выполнен учет конечной ширины линии генерации лазера, что позволяет уточненить решение такого лидарного уравнения, особенно для случая очень малых концентраций исследуемых частиц. С целью проверки полученных результатов рассчитано значение сечения поглощения молекул йода, которое оказалось в удовлетворительном согласии с данными других авторов.
Группа ученых: А.В.Овчинников, О.В.Чефонов и В.П.Петровский (ОИВТ РАН, Москва) представила доклад "Методика регистрации излучения ядер изотопа железа 57Fe, создаваемого фемтосекундными лазерными импульсами". Ими реализован новый подход к лазерному возбуждению изомерного уровня изотопа 57Fe с энергией 14,4 кэВ и регистрации излучения при его релаксации. Суть предложенной методики в том, что регистрация излучения ядер 57Fe осуществляется с временной задержкой, величина которой чуть меньше времени жизни изомера 57Fe в возбужденном состоянии. Авторы показали, что длительность задержки, необходимой для измерения спектров конверсионных электронов, образующихся при излучении ядер 57Fe, лежит в интервале времен от 20 до 100 нс.
Из докладов по твердотельным лазерам отметим доклад А.П.Погода, В.Ф.Лебедева, А.С.Борейшо (БалтГТУ "ВОЕНМЕХ", Санкт-Петербург) "Оптимизация геометрии многопетлевого резонатора голографического лазера". Авторы предлагают для обращения волнового фронта на четырехволновом смешении использовать схему многопетлевого резонатора с однократным или многократным пересечением пучков в активной среде. В работе рассмотрены альтернативные схемы такого резонатора и обсуждаются критерии их выбора.
Обсуждению вопроса, сводится ли действие лазера с оптической накачкой к преобразованию излучения накачки в излучение с высокой направленностью, был посвящен доклад А.В.Шепелева (РГНУ, Москва) "К термодинамическим условиям достижения высокой интенсивности излучения". Автор показал, что это утверждение спорное. В действительности преобразуемым параметром здесь можно считать яркость излучения, однозначно связанную с его температурой. В докладе показано, что процесс стимулированного излучения не является исключительным для повышения яркости. Анализируются термодинамические условия достижения высокой плотности мощности, связь понятия яркости с волновым и квантовым описанием электромагнитного излучения. В применении к излучению обсуждаются понятия термодинамической и статистической энтропии.
Результаты исследования рентгеновского излучения от лазерно-индуцированных вакуумных разрядов с относительно небольшими значениями амплитуды тока, напряжения и энергии накопителя (10 кA, 20 кV и 20 Дж соответственно) представили Ю.В.Коробкин и И.В.Романов (МИРЭА, Москва). Источники рентгеновского излучения – микропинчи, формирующиеся в катодной струе лазерно-индуцированного вакуумного разряда, условия их формирования и зависимость их параметров от амплитуды разрядного тока и энергии инициирующего лазерного импульса ‒ были представлены в докладе "О рентгеновском излучении вакуумного искрового разряда, инициируемого лазерным импульсом".
Метрологические особенности метода лазерной фазосдвигающей интерферометрии, положенного в основу методики исследования диффузионных процессов ряда органических и неорганических веществ в гидрогелях на основе полиакриламида, рассмотрены в докладе "Применение лазерной фазосдвигающей интерферометрии для исследования диффузионных процессов в гидрогелях". Авторы – А.Ю.Голяева, Е.В.Дорофеева, П.Ю.Лобанов, И.С.Мануйлович и О.Е.Сидорюк (НИИ "Полюс", Москва) рассмотрели границы применимости метода и источники возможных ошибок.
В докладе О.А.Семеновой, А.Д.Голубевой, Ю.П.Басовой, М.В.Барминой, А.В.Марченко и В.А.Золотухиной (КБ РЖД, Санкт-Петербург) "Особенности применения фотогемотерапии у больных псориазом в амбулаторных условиях" представлены результаты изменения программы стандартной терапии псориаза. Они коснулись включения курса лазерной фотомодификации крови, что способствует более быстрому наступлению ремиссии заболевания. Оказалось, что ее целесообразно проводить в осенне-зимний период.
На заседании секции "Нанотехнологии в медицине и биологии" особое внимание слушателей вызвали следующие выступления. Е.Э.Мамцев (НИИ "Полюс", Москва) в докладе "Статистический анализ прецизионных оптических поверхностей и лазерных зеркал" представил результаты анализа существующего уровня обработки прецизионных оптических поверхностей ситалловых подложек по параметру шероховатости RMS и по качеству нанесенных на них многослойных диэлектрических зеркальных покрытий с использованием метрологических методов оптической и механической профилометрии. Показано, что необходимость изготовления подложек зеркал с минимально возможной шероховатостью вызвана требованиями повысить точность изготовления конечного продукта – лазерного гироскопа.
А.Б.Аткарская, С.В.Карацупа, Ю.Д.Мирошниченко, Д.С.Прохоренков и И.Ш.Рахимбаев (БГТУ им. В.И.Шухова, Новороссийск и Белгород) представили результаты изучения диффузии диоксида кремния, оксидов натрия и кальция в композиты на основе флоат-стекла. Этой теме были посвящены два доклада: "Диффузия оксидов из стеклянной подложки в композиты с наноразмерными золь-гель пленками" и "Диффузии оксидов из подложки в одно- и двухслойные стеклянные композиты с наноразмерными пленками". Рабочие параметры технологии нанесения определяют плотность упаковки твердых частиц ПОР в слой покрытия и его толщину, что влияет на диффузию оксидов из подложки, а увеличение значения светопропускания золя коррелирует с интенсификацией диффузии оксида натрия в композит.
Для двухслойных покрытий составов TiO2 и TiO2+SiO2 барьерный слой очень хорошо защищает функциональную пленку такого двухслойного композита от проникновения низкопреломляюшего SiO2, а при проникновении "чужеродных" оксидов в покрытие их концентрация в композитах TiO2 изменяется. Это свидетельствует об эффективности барьерных свойств покрытий SiO2.
В докладе "Исследование оптических свойств и наноструктуры ИК-световодов на основе кристаллов твердых растворов галогенидов серебра и таллия" авторов А.С.Корсакова, Л.В.Жуковой, А.Д.Бревновой, Д.С.Врублевского и В.В.Жукова (УрФУ им. Первого президента РФ, Екатеринбург) представлены результаты технологии создания методом экструзии инфракрасных световодов на основе кристаллов твердых растворов галогенидов серебра и одновалентного таллия. Приведены спектральные характеристики их пропускания, измеренные на ИК-фурье-спектрометре Shimadzu IR Prestige-21, фотостойкость и оптические потери (до 0,1–0,4 дБ/м на длине волны CO2-лазера 10,6 мкм). Исследования излучения ИК-световодов на длине волны 10,6 мкм в дальнем поле с помощью CO2-лазера и CCD-камеры SPIRICON доказали их одномодовый режим работы.
В работе секции "Компьютерные технологии и системы обработки изображений и сигналов" прозвучали следующие наиболее интересные сообщения.
В докладе В.П.Бессмельцева, Д.Н.Катасонова, В.В.Морозова и В.А.Слуева (ИАиЭ СО РАН, Новосибирск) "Система мобильного мониторинга сердечной деятельности человека" представлен малогабаритный автономный переносной диагностический комплекс, регистрирующий основные показатели сердечной деятельности человека. Основные преимущества комплекса – миниатюрность, отсутствие проводных соединений датчиков с модулем обработки и хранения данных, встроенные средства распознавания критических ситуаций в реальном времени, интегрированные с серийным смартфоном, автоматически передающим данные в специализированные медицинские службы. Макетный образец системы содержит миниатюрные емкостные бесконтактные датчики ЭКГ (на основе микросхемы PS 25101 производства Plessey Semiconductors), сопряженные с микроконтроллером TI СС2540 со встроенным беспроводным интерфейсом стандарта Bluetooth 4.0. Коммуникатор обеспечивает отображение результатов мониторинга, изменение параметров системы, регулярную передачу данных непрерывного мониторирования на специальный медицинский сервер.
Доклад "Создание трехмерных моделей биологических объектов и оперативное изготовление тестового операционного поля" авторов Е.В.Ипполитова, С.В.Камаева, М.М.Новикова и Л.В.Новиковой (ИПЛИТ РАН, Шатура, Московская обл.) был посвящен созданию тестовых моделей для обучения медицинского персонала. По данным томографического обследования реального пациента были созданы трехмерные компьютерные модели головы человека с опухолью нижней челюсти, затем по ним был изготовлен макет операционного поля для выполнения и отработки хирургических вмешательств с помощью манипулятора при радиочастотной гипертермии опухолей головы и шеи. Авторы показали возможность создания подобных тестовых операционных полей для проведения испытаний и отработки применения многофункциональных манипуляторов для роботоаcсистенции в высокоточной хирургии.
Наибольшее число специалистов оказалось на заседаниях секции "Геотехнологии и геоэкологический мониторинг". Среди докладов отметим следующие.
И.В.Самохвалов, С.В.Насонов, И.Д.Брюханов, А.Г.Боровой, Б.В.Кауль, Н.В.Кустова и А.В.Коношонкин (ТГУ, Томск) в докладе "Оценка параметров микроструктуры перистых облаков с аномальным обратным рассеянием поляризационным лидаром" сообщили, что на протяжении 2011–2013 годов в Томском государственном университете с помощью уникального поляризационного лидара велись наблюдения за перистыми облаками с аномально высоким отражением. Полученные в ходе экспериментов оценки микроструктуры облаков были сопоставлены с теоретическими. Для этого использовали базу данных ИОА СО РАН, в которой сведены параметры облаков в зависимости от размеров присутствующих в них кристаллических частиц и от угла наклона нормали частиц относительно зенитного направления.
В докладе К.М.Фирсова, Е.В.Боброва и И.И.Клиточенко (ВолГУ, Волгоград) "Фотометрические измерения аэрозольной оптической толщи и общего влагосодержания в регионе Нижнего Поволжья" освещены результаты измерений аэрозольной оптической толщи и общего влагосодержания в регионе Волгограда. Систематические наблюдения начались смомента появления мобильных солнечных фотометров SPM, разработанных в ИОА СО РАН. По результатам были рассчитаны первые и вторые моменты распределения значений аэрозольной оптической толщи для периода наблюдений, оценены среднедневные и среднемесячные оптические характеристики аэрозоля, которые затем были сопоставлены с данными спутниковых наблюдений, а также с данными аэрологического зондирования влажности.
Несколько докладов представили сотрудники НПИ КубГТУ (Новороссийск). В.А.Вавилов, С.В.Половченко, П.В.Чартий и В.Г.Шеманин в докладе "Восстановление спектров размеров частиц индустриального аэрозоля в потоке по их среднему поверхностно-объемному размеру" сделали попытку восстановить функцию распределения частиц индустриального аэрозоля, используя априорную информацию о распределении частиц на разных стадиях технологического процесса. По результатам значений, полученных методами лазерного зондирования и по существующим функциональным связям возможно с достаточной степенью достоверности восстанавливать спектр размеров частиц индустриальных аэрозолей.
В докладе В.А.Вавилова, Е.И.Веденина, П.В.Чартия и В.Г.Шеманина "Лазерная система предупреждения аварийных аэрозольных выбросов в атмосферу" показана возможность управления технологическим процессом при угрозе возникновения аварийного выброса с использованием лазерной системы контроля аэрозоля после очистки в реальном времени. Рассмотрен вариант, когда наиболее вероятной причиной аварии может стать отказ второй ступени очистки. В этом случае спектр размеров частиц становится бимодальным и в нем появляется мода, характерная для спектра размеров частиц на входе соответствующей установки оборудования. Поэтому определение спектров размеров частиц на его выходе позволяет судить о его состоянии и наличии аварийного выброса. Предлагаемая система предупреждения позволит определить не только концентрацию взвешенных частиц методом спектральной прозрачности, но и спектр размеров частиц на выходе модифицированным методом спектральной прозрачности на трех длинах волн лазерного излучения.
В.В.Дьяченко, С.В.Половченко, В.В.Роговский, О.В.Роговский и П.В.Чартий в докладе "Лазерный мониторинг эффективности систем пылеулавливания модифицированным методом спектральной прозрачности" предложили использовать модифицированный метод спектральной прозрачности для контроля исправности рукавных фильтров. На базе пылевого стенда разработана принципиальная схема и аппаратурное оформление лабораторной установки, позволяющей моделировать и проводить измерения запыленного потока модифицированным методом спектральной прозрачности на трех длинах волн с погрешностью не более 10%.
В заключении прозвучал доклад И.В.Комарова, К.В.Епишина и Л.Л.Мякиньковой (РИНКЦЭ, Москва) "Формирование тематики НИР по приоритетному направлению "Науки о жизни" с участием экспертного сообщества". Было принято решение начать процедуру формирования экспертных групп по двум тематическим панелям ‒ "Биотехнология" и "Медицина и здравоохранение", которые вписываются в рамки приоритетного направления развития науки, техники и технологий "Науки о жизни". Уже сейчас эксперты ведут отбор и проводят анализ работ по критериям научной новизны, практической значимости, актуальности, охраноспособности и другим параметрам. Большое внимание уделялось потенциальным возможностям реализации предлагаемых исследований на имеющейся научной базе. Немаловажная роль принадлежит научному статусу тех организаций, от которых подавались предложения. В результате был отобран ряд предложений, которые представляются наиболее перспективными для первоочередного рассмотрения в Минобрнауки при формировании группы научно-исследовательских работ, поддерживаемых государством.
Огромный интерес участников вызвали заседания Стендовой секции, на которых были представлены стендовые доклады по всей тематике конференции. Был отмечен возросший за последние годы интерес к конференции, рост числа молодых докладчиков.
В конце состоялся круглый стол, посвященный перспективам развития лазерной физики, лазерных технологий и их приложениям в медицине, биологии и геоэкологии и итогам конференции.
По итогам конференции, учитывая растущий интерес участников к задачам исследования аэрозолей, имеющих различную природу, биожидкостей и новых материалов, было принято решение – поддержать работу организационного комитета конференции по расширению круга тем докладов по применению лазерных и информационных технологий в различных областях науки и технологии. Следующая, XXII Международная конференция "Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии" пройдет с 8 по 12 сентября 2014 года в Государственном морском университете имени адмирала Ф.Ф.Ушакова в Новороссийске. Всю информацию можно найти на сайте: www.abrauconf.novtelecom.net. С предложениями и за справками обращаться к профессору В.Е.Привалову в Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, (195251, Санкт-Петербург, СПбГПУ, ИФНиТ), электронная почта: vaevpriv@yandex.ru.
Отзывы читателей
