НОЦ биомедицинских интеллектуальных систем и технологий

ОПИСАНИЕ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА

1. Название центра: Научно-образовательный центр биомедицинских интеллектуальных систем и технологий (НОЦ БИСиТ).
2. Цель и задачи создания центра: НОЦ БИСиТ  структурное подразделение КурскГТУ, создаваемое в целях организации и проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по научному профилю Центра, создания новых видов высокотехнологичной и наукоемкой продукции, участия в подготовке научных, научно-педагогических и научно-производственных кадров высшей квалификации, участия в подготовке студентов по научному профилю Центра и повышения уровня подготовки специалистов для предприятия.
3. Руководитель центра

Кореневский Николай Алексеевич

Заведующий кафедрой биомедицинской инженерии КурскГТУ,
профессор, доктор технических наук,
президент регионального отделения международной
академии наук экологии и безопасности человека и природы (МАНЭБ),
академик МАНЭБ, академик академии информатизации образования, метрологической академии.

4. Структура центра:
5. Контактная информация: 305004, г. Курск, ул. Челюскинцев 19, корп. №2, к. 100а, КурскГТУ, кафедра "БМИ". Справки по телефону: 8 (4712) 58-70-98, Руководитель центра засл. деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Кореневский Николай Алексеевич.
6. Направление подготовки специалистов, реализуемые центром: Специальность «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» ориентирована на разработку и конструирование новой медицинской техники и программных продуктов биомедицинского назначения. Специальность «Инженерное дело в медико-биологической практике» ориентирована на обслуживание медицинских приборов, систем и комплексов, а так же на разработку методов исследований в биомедицинских приложениях и обработку информации в практическом здравоохранении и различных областях биомедицинских исследований. Направление подготовки «Биомедицинская инженерия» (бакалавр, магистр); направление подготовки «Системный анализ и управление (бакалавриат).
7. Конкурентные преимущества подготавливаемых специалистов: Инженеры, получившие образование по специальностям, в соответствии с фундаментальной и специальной паодготовками могут заниматься следующими видами деятельности: разработкой биотехнических систем и технологий, связанных c обеспечением человеческого фактора в быту и на производстве, включая разработку новых видом биомедицинской и экологической техники, приспособлений и инструментария c применением новых биологических и конструкционных материалов, приспособленных для решения биологических, медицинских, экологических и эргономических задач; выполнением проектных работ и организацией производства биотехнических систем различного назначения; обслуживанием медицинского оборудования, аппаратов, систем и комплексов, a также технических средств биологических, экологических и эргономических лабораторий; организацией проведения диагностических исследований и лечебных процедур с применением инструментальных и аппаратно-программных средств в условиях медицинских организаций и учреждений различного профиля; организацией проведения экологических исследований c применением инструментальных средств в условиях экологических станций и центров контроля состояния окружающей среды; обработкой биомедицинской и экологической информации, созданием и эксплуатацией биомедицинских и экологических баз данных и знаний с использованием современных пакетов прикладных программ информационной поддержки диагностического и лечебного процессов; эргономическими исследованиями c целью оптимизации рабочих условий и повышения качества выполнения технологических функций медицинским персоналом и человеком-оператором биотехнических систем различного назначения; разработкой мероприятий по охране окружающей среды, средств экологического контроля среды обитания биологических объектов и аппаратно-программных комплексов, предназначенных для контроля состояния и защиты биосферы.
8. Ключевые отраслевые проблемы, к которым подготовлены выпускники: Создание новых приборов биомедицинского назначения, предназначенных для диагностических исследований и терапевтических воздействий; создание новых интеллектуальных технологий для систем поддержки принятия решений медицинского и экологического профиля.
9. Основные и специальные изучаемые дисциплины
Измерительные преобразователи и электроды
Теория биотехнических систем
Конструирование и технология производства приборов и аппаратов
Узлы и элементы медицинской техники
Основы маркетинга на предприятиях медико-технического профиля
Поверка, безопасность и надежность медицинской техники
Основы теории биотехнических систем
Автоматизация обработки экспериментальных данных
Компьютерные технологии в медико-биологических исследованиях
Основы менеджмента в медицинских учреждениях
проектирование диагностической и терапевтической техники
Автоматизированные системы расчета и проектирования электронных схем
Основы проектирования экспертных систем
Основы томографических исследований
Основы эксплуатации и ремонт электронной и медицинской аппаратуры
Автоматизированные медико-технологические информационные системы
Информационно-измерительные системы и комплексы
Организация научных исследований
Автоматизированные базы данных
Фотометрическая медицинская техника
Язык Си
Нанобиотехнологии

Дисциплины подготовки магистра по направлению 200300 Биомедицинская инженерия:

Современные проблемы науки и производства (с учетом специфики направления)
История и методология науки и производства (с учетом специфики направления)
Компьютерные технологии в науке и производстве (с учетом специфики направления)
Основы теории распознавания образов
Информационно-измерительные системы и комплексы
Взаимодействие физических полей с биологическими объектами
Технологии производства и проведения испытаний медицинской техники
Системы поддержки принятия решений для врачей-специалистов
Теория анализа квазипериодических сигналов
Современные проблемы рефлексологии
Обработка, анализ и синтез речевых сигналов
10. Организация подготовки:
Занятия на кафедре ведут десять докторов технических, медицинских и биологических наук и шесть кандидатов наук. Получение полноценного и качественного образования в области медицинского приборостроения, кроме медико-технической ориентации, позволяет выпускникам высококвалифицированно решать задачи в области программирования, включая решение задач искусственного интеллекта, а так же технического взаимодействия со средствами вычислительной техники.
Кафедрой осуществляется подготовка кадров высшей квалификации (аспирантура и докторантура) по специальностям: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации в медицине и 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах.
Среди выпускающих кафедр по профилю биомедицинской инженерии кафедра является одной из ведущих в России. Изучение дисциплин медицинского профиля осуществляется на базе Областной клинической больницы №1 г. Курска и Больницы скорой медицинской помощи №1 г. Курска.
11. Направление научно-исследовательской работы: Теоретические основы управления экологической безопасностью на основе нечетких сетевых моделей. Руководитель работы проф. Кореневский Н.А.
Прогнозирование функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека на основе многомерного спектрального анализа данных мониторинга акустических и электрофизиологических процессов жизнедеятельности, осуществляемого посредством микроминиатюрных датчиков и мобильных средств связи. Руководитель работы доц. Кузьмин А.А.
Нечеткие нейросетевые структуры для прогнозирования сердечно-сосудистых рисков у больных сахарным диабетом на основе частотно-временного анализа вибрации сосудистых стенок в процессе окклюзионной пробы. Руководитель работы аспирант Жилин В.В.
Разработка методов и средств мониторинга состояния кожи при терапевтических и косметологических процедурах. Руководитель работы аспирант Алексенко В.А.
Нечеткая нейронная сеть для диагностики социально значимых заболеваний на основе контроля капиллярных кровотоков. Руководитель работы проф. Кореневский Н.А.
Совместно с коллегами из Иордании и Германии при финансировании от Немецкого научного сообщества (DFG) проводится НИР по теме:
Developing of a Generalised Mathematical Model for the Selection of the Acupuncture Points Towards an Optimized Design of Biomedical Equipment

12. Профессорско-преподавательский состав
Филист Сергей Алексеевич, доктор технических наук, профессор
Агарков Николай Михайлович, доктор медицинских наук. профессор
Снопков Владимир Николаевич, доктор медицинских наук, профессор
Бурмака Александр Александрович, доктор технических наук, профессор
Мишустин Владимир Николаевич, доктор медицинских наук, профессор
Серегин Станислав Петрович, доктор медицинских наук, профессор
Ключиков Игорь Алексеевич, доктор технических наук, профессор
Кузьмин Александр Алексеевич, кандидат технических наук, доцент
Солошенко Сергей Владимирович, кандидат технических наук, доцент
Артёменко Михаил Владимирович, кандидат биологических наук, доцент
Шаталова Ольга Владимировна, кандидат технических наук, старший преподаватель
Скопин Дмитрий Евгеньевич, кандидат технических наук
Научные школы
1. «Полифункциональные системы компьютерной поддержки принятия решений по контролю и управлением здоровья человека и окружающей среды»
(проф., доктор технических наук Кореневский Н.А.)
2. «Распределённый многомерный мониторинг социо-технических и биологических систем» (проф., доктор биологических наук Попов М. П., проф., доктор технических наук Филист С.А.).
3. «Энергоинформационные основы рефлексологии».
(проф., доктор технических наук Кореневский Н.А.).
4. Нечеткая логика принятия решений и нейросетевое моделирование
(проф., доктор технических наук Кореневский Н.А., проф., доктор технических наук Филист С.А.).
5. Многомерный спектральный анализ квазипериодических процессов (проф., доктор технических наук Филист С.А.)

13. Основные научные результаты работы центра
КОМПЛЕКС СУТОЧНОГО
КОНТРОЛЯ СИГНАЛА ЭКГ

Суть инновационного проекта:
Разработка и производство устройств
суточного мониторинга ЭКГ с автоматической
передачей по радиоканалу данных о
состоянии пациента.

Рынок: Непрерывная многочасовая запись электрокардиограммы (ЭКГ) с помощью портативной аппаратуры является очень ценным неинвазивным методом диагностики и динамического контроля сердечно-сосудистых больных в стационарных и амбулаторных условиях. В настоящее время на рынке России не заполнена ниша приборов, удовлетворяющих широкий круг потребителей по соотношению «технические характеристики/стоимость».
Потенциальный круг потребителей - все больные сердечно-сосудистыми заболеваниями (около 40% от всего взрослого населения), поликлиники, больницы, санатории, профилактории. Стоимость предлагаемого комплекса будет доступна широкому кругу потребителей. Доступность комплекса позволит сформировать спрос по всей России до тысяч комплексов в месяц.
Минимальная стоимость существующих решений фирм Кардиотехника (Россия), Нейрософт (Россия) доходит до $3000, что не позволяет существенно расширить их рынок. Подобную стоимость могут себе позволить только достаточно крупные лечебные учреждения, но из-за диагностической ценности метода существует устойчивый спрос. Предлагаемый продукт значительно превосходит по своим технико-экономическим характеристикам ассортимент аналогичной продукции конкурентов.
Преимущества: Существенно более низкая стоимость продукции (более чем на 50%) при расширенных функциональных и эксплуатационных характеристиках: наличия радиоканала, повышенной помехоустойчивости, расширенным диапазоном диагностируемых патологических отклонений, возможностью управления функциональным состоянием человека. Основные технические преимущества запатентованы (патенты РФ №2323681, №2220654, №2144735).

Приборы для терапевтических процедур
В современной медицине среди методов физического воздействия на различные органы стало популярным применение слабого переменного магнитного поля звуковой частоты, оказывающее выраженное противовоспалительное действие, стимулирующее общий и местный иммунитет, улучшающее микроциркуляцию в очаге воспаления, действующее на проницаемость сосудистой стенки, дающее анальгетический эффект. Магнитотерапия широко применяется для лечения воспалительных процессов в различных областях медицины: хирургии и анестезиологии, онкологии, гинекологии, офтальмологии, оториноларингологии, стоматологии, травматологии и т.д.

Внешний вид магнитотерапевтического аппарата

Преимущества
 1. Может быть использован как в условиях стационара так и в домашних условиях
 2. Эксплуатация прибора не требует специальной и медицинской подготовки
 3. Низкая цена прибора
 4. Возможность индивидуальной настройки терапевтического воздействия
 5. Используется для комплекса патологий

Программно-технический комплекс для рефлексодиагностики и рефлексотерапии
В зарубежной и отечественной медицине находят широкое применение методы рефлексотерапии. Например, в США доля рынка медицинских услуг у рефлексотерапевтов доходит до 20%.
Проблема. Подавляющее число рефлексотерапевтов работает по методикам древневосточных медиков, пользуясь их терминологией, крайне далекой от современных представлений о строении человеческого организма. Большинство рефлексотерапевтов объявляет свои приемы панацеей от почти всех известных болезней, что далеко не так. На самом деле существует достаточно четко определяемая область возможностей рефлексодиагностики и рефлексотерапии. Эти и другие особенности методов рефлексотерапии значительно «подрывают» интерес к их использованию в широкой медицинской практике.
Решение проблемы. Работами ученых кафедры биомедицинской инженерии разработаны теоретические основы биофизики акупунктуры, получившие признание в современной медицине и определившие пути построения нового поколения приборов, способных решать широкий круг задач по прогнозированию, ранней и дифференциальной диагностики, профилактики и лечению целого ряда социально-значимых заболеваний.
Новизна, апробация и преимущества
1. Метод и аппаратура защищены патентами №2195861; №2292864
2. Теоретические разработки финансируются фондом DFG (Германия)
3. Предлагаемый подход к рефлексодиагностике и рефлексотерапии апробирован на решении задач прогнозирования, ранней и дифференциальной диагностики и профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта, урологических и офтальмологических заболеваний; заболеваний кожи, заболеваний, вызываемых вредными экологическими факторами, характерными для Курской области и др. (защищено 2 докторские и 6 кандидатских диссертаций).
4. Аппаратная часть выполнена в виде автономного малогабаритного прибора стоимостью не превышающей стоимости мобильного телефона и в виде компьютерной приставки. В комплекте с компьютером создается система поддержки принятия решений, охватывающая весь спектр задач, решаемых врачом рефлексотерапевтом.
За счет использования теоретических разработок качество принимаемых решений возрастает на 15-20% по сравнению с качеством работы традиционного рефлексотерапевта.
Разработка программных комплексов. Основное направление – разработка программ для микроконтроллеров, разработка программ для обработки медицинских сигналов, разработка баз данных (БД). Основные результаты- разработано большое количество программ на базе различных СУБД, разработано большое количество программ для микроконтроллеров, разработан универсальный комплекс для ввода в ПЭВМ многоканальных медицинских сигналов на базе LCard 761, разработана программа для ввода, обработки медицинских сигналов, разработана программа для БОС-тренинга.

Программа для ввода, обработки медицинских сигналов SpWin

Интерфейс программы для ввода многоканальных медицинских сигналов с использованием аналогово-цифрового преобразователя LCard-761

Изобретения, сделанные в коллективе:
1.Патент Российской Федерации № 2187838. Способ анализа квазипериодических сигналов.
2.Патент Российской Федерации № 2144735. Зявл.29.12.1998//20.01.2000.БЮЛ. №2 Устройство передачи трех отведений кардиосигнала посредством радиоканала.
3.Патент Российской Федерации № 21195861. Зявл. 24.04.2000//10.01.2003.БЮЛ. №1. Способ диагностики состояния здоровья человека по групповым характеристикам энергетических зон.
4.Патент Российской Федерации № 2002105817 Устройство для оценки адаптивной возможности человека. Изобретения. Открытия. 10.01.2004. БЮЛ. №1
5.Патент Российской Федерации № 2002105585. Телеметрический регистратор биопотенциалов с гибкой маркируемой компенсацией дрейфа изолинии. Изобретения. Открытия. 10.01.2004. БЮЛ.№1
6. Патент РФ №2292864. Устройство для рефлексотерапии Опубл. 10.02.2007. Бюл.№4.
14. Материально-техническое обеспечение
Курским государственным университетом приобретен атомно-силовой микроскоп AIST-NT SMART SPM, который установлен в центре коллективного пользования «Наукоемкие технологии» Курского государственного технического университета.
За кафедрой биомедицинской инженерии закреплено следующее оборудование, используемое для выполнения НИР:
1. Персональные компьютеры техпаспорт №002434 (07.12.2007)- 9 шт.
2. Лазерный принтер 2 шт.
3. Осциллографы двухканальные 4 шт.
4. Генераторы синусоидальных сигналов 2 шт.
5. Устройство для пайки SR-979 Паяльная станция SOL 1 шт
6. Отладочный программно-аппаратный комплексDVI164007.MPLAB IN-Circuit Debugger 2Module 2 шт.

15. Стратегические партнеры
СКБ Авиаавтоматика, (г. Курск), АОО «Прибор» (г. Курск), Курский государственный медицинский университет (г. Курск); ФГУП «Курский НИИ Минобороны».
16. Стратегические клиенты: больницы, поликлиники и лечебно-реабилитационные центры г. Курска и Курской области.
17. НОЦ активно проводит международную деятельность. По данным на январь 2010 г в центре обучаются более 20 иностранных студентов. Сотрудники центра ведут совместную научную работу с ведущими учеными из Германии, «University of Applied Sciences Konstanz, HTWG» (Germany, Konstanz), из Иордании, «Al-Balqa' Applied University» (Jordan, Amman).
Совместно с коллегами из Иордании и Германии при финансировании от Немецкого научного сообщества (DFG) проводится НИР по теме:
Developing of a Generalised Mathematical Model for the Selection of the Acupuncture Points Towards an Optimized Design of Biomedical Equipment
Результаты работ докладывались на конференциях в Румынии, США:
«4th IAFA Intern. Conference Interdisciplinary Approaches in Fractal Analysis, Bucharest, Romania», «Proceedings of the IASTED International Conference Computational Intelligence (CI 2009) Honolulu, Hawaii, USA».