Біомедична інженерія і технологія

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ 3D БІОДРУКУ ДЛЯ РЕГЕНЕРАТИВНОЇ ТЕРАПІЇ ПОШКОДЖЕНЬ ШКІРИ

2024-02-10T22:21:35+02:00

До недавнього часу швидка регенерація тканин, заміна пошкоджених органів і відновлення їх функцій були мріями лікарів і пацієнтів. Поява тканинної інженерії та регенеративної медицини робить це можливим. Основними завданнями тканинної інженерії є поєднання клітин у поживні каркаси для створення компонентів для відновлення пошкоджених країв і тканин. Регенеративна медицина, у свою чергу, поєднує методи тканинної інженерії та різні стратегії, такі як генна терапія, імуномодуляція, тканинна терапія для здійснення функціонального відновлення, реконструкції тканин і органів. Дефіцит органів і тканин для трансплантації є глобальною проблемою [1]. Крім тривалого очікування донорських органів, результати трансплантації непередбачувані, оскільки велика частина операцій закінчується невдачею відразу або протягом 10 років після трансплантації, крім того, реципієнт змушений довічно приймати імунодепресанти, які підвищують ризик інфікування. Розвиток технологій автоматизації та створення нових біоматеріалів прискорив дослідження виробництва доклінічних моделей та біоштучних органів. 3D-друк є однією з таких автоматизованих технологій, яка отримала широкий розвиток протягом останніх десятків років і не втратила інтересу вчених завдяки своїй простоті та можливості створювати складні конструкції з використанням широкого спектру біоматеріалів. У сфері трансплантології існує потреба не тільки в розробці нових стратегій відновлення функціонування внутрішніх органів, а й у розробці методів отримання шкірних покривів, оскільки у світі мільйони людей страждають від хронічні шкірні захворювання або мають пошкодження шкіри внаслідок травм або опіків.

Ключові слова: 3D біодрук, шкірні захворювання, біоматеріали, біоштучні органи, трансплантологія

НАПРЯМКИ ЗАСТОСУВАННЯ БІОІМПЕДАНСОМЕТРІЇ В МЕДИЦИНІ

2024-03-01T15:40:52+02:00

Постійне збільшення тривалості життя сприяє старінню населення та зростанню поширеності хронічних захворювань. Наслідком цього є вплив на соціально-економічну структуру суспільства з точки зору збільшення медичних витрат і потреб у сфері охорони здоров’я та соціального забезпечення. Ця проблема спонукала до нових технологічних досягнень (сенсорні пристрої, переносні системи, комунікаційні технології тощо) для покращення поточних систем охорони здоров’я та якості життя населення. Досліджуються та розробляються численні технології сенсоризації для їх застосування для моніторингу стану здоров’я, як у клінічному середовищі, так і в переносних пристроях для дистанційного моніторингу вдома користувачем: варіабельність серцевого ритму, рівень глюкози у крові, артеріальний тиск, температуру, фізичну активність тощо. Серед цих технологій провідне місце займає біоімпеданс, оскільки він дозволяє отримати уявлення про внутрішні процеси організму неінвазивним шляхом. Ця стаття має на меті провести ретельний огляд систем біоімпедансу для застосування в охороні здоров'я. Описано та проаналізовано такі застосування біоімпедансу, як оцінка складу тіла, імпедансна кардіографія, трансторакальна імпедансна пневмографія та електроімпедансна томографія. Також описано особливості застосування провідності шкіри для цілей біоімпедансометрії. Розглянуто проблему портативності систем для вимірювання біоімпедансу, необхідності взаємодії лікаря/медсестри з пацієнтом, питання оптимізації розміру апаратного забезпечення, надійності та точності, а також енергоспоживання, щоб максимізувати автономність пристроїв. Визначено необхідність покращення специфічності систем біоімпедансу, розробки стандартних протоколів калібрування, дослідження нових конфігурацій електродів і методів, щоб зменшити вплив анізотропних властивостей тканин.

Ключові слова: біологічні тканини, імпедансометрія, імпеданс біологічних тканин, біоімпеданс, діагностика, оцінка складу тіла, імпедансна кардіографія, трансторакальна імпедансна пневмографія, електроімпедансна томографія.

РОЗРОБКА СИСТЕМИ НАКОПИЧЕННЯ ТА ЗБЕРІГАННЯ МЕДИЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ЗА ДОПОМОГОЮ SALESFORCE

2023-12-21T21:34:31+02:00

У контексті охорони здоров'я існує нагальна потреба в оптимізації управління медичними даними, включаючи аспекти зберігання, обробки та обміну медичними зображеннями. Ця потреба стає все більш актуальною у зв'язку з підвищенням вимог до точності діагнозів та ефективності лікувальних процедур, що зумовлює необхідність вдосконалення існуючих систем у цій галузі. Водночас критично важливим стає питання забезпечення безпеки та конфіденційності даних пацієнтів. Впровадження передових технологій, в тому числі штучного інтелекту, має потенціал для значного підвищення точності діагностичних процедур. Метою цього дослідження є створення інноваційної системи для зберігання, обробки та обміну медичними зображеннями з акцентом на підвищення ефективності діагностики та забезпечення належного рівня безпеки даних пацієнтів. Проект включає розробку системи, інтегрованої з різними компонентами CRM-систем, такими як відстеження пацієнтів, планування, медична документація та звітність. Це сприятиме ефективній організації системи охорони здоров'я. Основним функціоналом розробленої системи є галерея для перегляду завантажених медичних зображень. Система оснащена сімома фільтрами, які дозволяють враховувати такі параметри, як тип сканування (включаючи ультразвукові зображення, отримані різними типами датчиків), тип зображення та інші ключові характеристики для аналізу медичних зображень. Це дає можливість користувачам системи ефективно фільтрувати, виявляти та завантажувати необхідні зображення для подальшого використання в діагностиці та лікуванні. Застосування цієї системи до реальних медичних зображень з різних медичних установ може зробити значний внесок у цифрову трансформацію сектору охорони здоров'я в Україні, відкриваючи можливості для інтеграції штучного інтелекту. Розроблену систему зберігання та обробки медичних зображень планується впровадити в структуру державної установи – Інституту ядерної медицини та променевої діагностики НАМН України.

Ключові слова: управління даними, медичні зображення, безпека даних, Salesforce, бази даних.

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЇ СЕРЕДОВИЩА З МАГНІТНИМИ НАНОЧАСТИНКАМИ

2024-02-12T01:28:49+02:00

Механолюмінесценція – це явище випромінювання світла біологічними об’єктами у відповідь на механічне подразнення. Відомі апарати для реєстрації механолюмінесценції достатньо обмежені у можливості проведення досліджень у біологічних об’єктах у рідкому стані під комбінованим магніто-механічним впливом магнітних наночастинок по відношенню до контрольних вимірів спонтанної хемілюмінесценції досліджуваних зразків. Актуальною є потреба у розробці технічного рішення для дослідження механолюмінесценції, що дозволяє використовувати більш широкий спектр аналізів для більш повного розуміння взаємозв’язку застосування магнітних і механічних сил магнітних наночастинок на злоякісні клітини. Тому, метою даної роботи було проаналізувати біофізичні основи та описати конструкцію запропонованого пристрою для реєстрації механолюмінесценції злоякісних клітин з використанням магнітних наночастинок. Розглянуто біофізичні аспекти механолюмінесценції при пружних, пластичних деформаціях та руйнуванні, а також ті, що можуть бути ініційовані хімічними вільнорадикальними реакціями, спричиненими механічним стресом. Наведено опис конструкції запропонованого пристрою для реєстрації механолюмінесценції клітин з магнітними наночастинками, принциповим технічним рішенням у якому є застосування ротаційного магнітного поля для механохімічного впливу та реєстрації фотонів механолюмінесценції клітин з магнітними наночастинками. Також, описано технологію підготовки проб та реєстрації механолюмінесценції злоякісних клітин з магнітними наночастинками. Оцінка випромінення механолюмінесценції може потенційно слугувати додатковим кількісним параметром магніто-механохімічного ефекту на злоякісні клітини при магнітній нанотераностиці для покращення точності медичної діагностики та оцінки відповіді пухлини на проведену терапію.

Ключові слова – механолюмінесценція, пристрій, магнітні наночастинки, ротаційне магнітне поле, злоякісні клітини, магніто-механохімічний ефект

СИНЕРГІЯ БІОМЕДИЦИНИ ТА ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ: РОЛЬ ЧАТ-БОТІВ У ТРАНСФОРМАЦІЇ МЕДИЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ ТА ДОГЛЯДУ ЗА ПАЦІЄНТАМИ

2024-03-26T18:17:19+02:00

З швидким розвитком цифрових технологій та збільшенні потоків медичної інформації існує потреба в поліпшенні ефективності опрацювання даних та пришвидшенні прийняття рішень. Можливість інтеграції штучного інтелекту (ШІ) в сферу охорони здоров’я є можливим шляхом вирішення цих проблем. Метою даної роботи є аналіз впливу штучного інтелекту на галузь медицини та його потенційні переваги та виклики. ШІ виявляє значний потенціал для автоматизації процесів діагностики, лікування та управління медичною інформацією, забезпечуючи прискорення та покращення якості медичних послуг. Однак існують ризики та виклики, такі як недостатня прозорість алгоритмів, етичні питання та обмежені можливості розуміння контексту. Існують серйозні проблеми щодо конфіденційності особистих даних, етичності вирішень та відповідальності за прийняття рішень, які виникають з використанням ШІ в медицині. Несприятливі впливи на автономію, невідповідність та конфіденційність особистих даних розглядаються як серйозні етичні виклики, які потребують уважного вирішення. Попри потенційні обмеження, ШІ може стати значущим інструментом для вдосконалення медичної практики, але досягнення повного потенціалу вимагає подальших зусиль у вирішенні етичних та безпекових питань.

Ключові слова: штучний інтелект, системи підтримки прийняття рішень, клініка, діагностика, машинне навчання, обробка природної мови