uprinmatusИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроениеProceedings of the Southwest State University. Series: IT Management, Computer Science, Computer Engineering. Medical Equipment Engineering2223-1536Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1536-2022-12-4-8-22uprinmatus-75Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫINFORMATION AND INTELLIGENT SYSTEMSПрограммное обеспечение для тромбоэластографа «НПТЭГ Меднорд»Software for Thromboelastograph "NPTEG Mednord"https://orcid.org/0000-0001-5053-1561СлизевичД. С.SlizevichD. S.

Дмитрий Сергеевич Слизевич, аспирант, Исследовательская школа химических и биомедицинских технологий, Национальный исследовательский ТПУ; помощник науч. рук., ООО «Меднорд-Техника»

ул. Усова 155, г. Томск 634050

ул. Белинского 38, г. Томск 634029

Dmitry S. Slizevich, Post-Graduate Student, National Research Tomsk Polytechnic University; Assistant of to the Scientific Supervisor, "Mednord-Technique" LLC

155 Usova Str., Tomsk 634050

38 Belinsky Str., Tomsk 364029

dmitry_slizevich@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7499-6109ГубаревФ. А.GubarevF. A.

Федор Александрович Губарев, д-р технических наук, проф. каф. паротурбинных установок Института ядерной энергии и промышленности

ул. Университетская 31, г. Севастополь 299053

Fedor A. Gubarev, Dr. of Sci. (Engineering), Professor Department of Steam Turbine Plants, Institute of Nuclear Energy and Industry

31 Universitetskaya Str., Sevastopol 299053

gubarevfa@tpu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3198-6306ЖуковЕ. Л.ZhukovE. L.

Жуков Егор Леонидович, аспирант, Исследовательская школа химических и биомедицинских технологий Национального исследовательского ТПУ; коммерческий директор,ООО «Меднорд-Техника»

ул. Усова 155, г. Томск 634050

ул. Белинского 38, г. Томск 634029

Egor L. Zhukov, Post-Graduate Student, Research School of Chemical and Biomedical Technologies, National Research Tomsk Polytechnic University; Commercial Director, LLC "Mednord-Technika"

155 Usova Str., Tomsk 634050

38 Belinsky Str., Tomsk 364029

zukentiy@mail.ruНациональный исследовательский Томский политехнический университет; ООО «Меднорд-Техника»РоссияTomsk Polytechnic University; Mednord-Tekhnika LLCRussian FederationСевастопольский государственный университетРоссияSevastopol State UniversityRussian Federation202209052023124822Copyright © Слизевич Д.С., Губарев Ф.А., Жуков Е.Л., 20232023Слизевич Д.С., Губарев Ф.А., Жуков Е.Л.Slizevich D.S., Gubarev F.A., Zhukov E.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://uprinmatus.elpub.ru/jour/article/view/75

Целью исследования явилась разработка программного обеспечения (ПО) для аппаратно-программного комплекса низкочастотной пьезотромбоэластографии «НПТЭГ Меднорд», предназначенного для прикроватной оценки функционального состояния системы гемостаза с использованием нативной крови пациента (исследования цельной крови в режиме Point-of-care test).

Методы

Методы. Разработка программного обеспечения (ПО) комплекса состояла из ПО для микроконтроллера аппарата и пользовательского ПО. В материалах статьи приводятся результаты разработки алгоритмов обработки данных и разработки программного обеспечения для аппаратно-программного комплекса низкочастотной пьезотромбоэластографии «НПТЭГ Меднорд». Рассматриваются основные программные решения по сбору и обработке данных с пьезоэлектрического датчика, регистрирующего изменение агрегатного состояния нативной венозной крови.

Результаты

Результаты. Приведен пример управляющей команды, предназначенный для связи аппаратной и программных частей комплекса. Основное внимание в статье уделено программному обеспечению для персонального компьютера, осуществляющему управление аппаратной частью, обработку первичных данных, отображение кривой процесса свертывания крови в режиме реального времени (изменение вязкости сгустка во времени), получение реперных точек, выбор расчётных параметров. Представлен интерфейс разработанного приложения с указанием основных вкладок, необходимых для работы врачей. Проведена оценка сосудисто- тромбоцитарного гемостаза у условно здоровых добровольцев сибирской популяции в режиме реального времени с использованием пьезотромбоэластографа «НПТЭГ Меднорд» с разработанным программным обеспечением. Выполнен корреляционный анализ выбранных параметров низкочастотной пьезотромбоэ- ластограммы с существующими методами исследования системы гемостаза.

Заключение

Заключение. Разработанное программное обеспечение «Гемо-5» предназначено для работы в составе аппаратно-программного комплекса «НПТЭГ Меднорд», зарегистрировано как медицинское изделие (№ РЗН 2020/12855). В состав ПО комплекса входят: ПО микроконтроллера, пользовательская часть, СУБД. ПО аппаратно-программного комплекса позволяет оценивать 21 параметр системы гемостаза, в том числе вести непрерывный мониторинг состояния системы гемостаза (on-line).

The purpose of research was to develop software for the hardware and software complex of low-frequency piezothromboelastography "NPTEG Mednord", designed for bedside assessment of the functional state of the hemostasis system using the patient's native blood (whole blood studies in Point-of-care test mode).

Methods

Methods. The software development of the complex consisted of software for the microcontroller of the device and user software. The article presents the results of the development of algorithms for data processing and software development for the hardware and software complex of low-frequency piezothromboelastography "NPTEG Mednord". The main software solutions for collecting and processing data from a piezoelectric sensor that registers changes in the aggregate state of native venous blood are considered.

Results

Results. An example of a control command designed to link the hardware and software parts of the complex is given. The main attention in the article is paid to the software for a personal computer that controls the hardware, processes primary data, displays the curve of the blood clotting process in real time (changes in the viscosity of the clot over time), obtaining reference points, and selecting design parameters. The interface of the developed application is presented, indicating the main tabs necessary for the work of doctors. Vascular-platelet hemostasis was assessed in conditionally healthy volunteers of the Siberian population in real time using a piezothromboelastograph "NPTEG Mednord" with the developed software. A correlation analysis of the selected parameters of a low-frequency piezothromboelastogram with existing methods of studying the hemostasis system was performed.

Conclusion

Conclusion. The developed software "Gemo-5" is designed to work as part of the hardware and software complex "NPTEG Mednord", registered as a medical device (No. RZN 2020/12855). The software of the complex includes: microcontroller software, user part, DBMS. The software of the hardware and software complex allows you to evaluate 21 parameters of the hemostasis system, including continuous monitoring of the state of the hemostasis system (on-line).

гемостазтромбоэластографияпрограммное обеспечениеавтоматизациямедицинское приборостроениеhemostasisthromboelastographysoftwareautomationmedical instrumentationReferencesБаркаган З. С., Момот А. П. Основы диагностики нарушений. М.: Ньюдиамед- АО, 1999. 217 с.Barkagan Z. S., Momot A. P. Osnovy diagnostiki narushenii [Fundamentals of diagnosing disorders of hemostasis]. Moscow, Nyudiamed-AO Publ., 1999. 217 p.Современные методы распознавания состояния тромботической готовности: монография / А. П. Момот, Л. П. Цывкина, И. А. Тараненко, А. Н. Мамаев, Г. В. Сердюк, И. И. Шахматов, И. В. Лыдина, Е. В. Григорьева, Д. Е. Белозеров, Д. А. Никитина, Л. А. Строзенко, О. В. Петрекова, О. В. Беспалова, И. С. Ломаев. Барнаул: Изд-во Алтайского государственного университета, 2011. 138 с.Momot A. P., Tsyvkina L. P., Taranenko I. A., Mamaev A. N., Serdyuk G. V., Shakhmatov I. I., Lydina I. V., Grigorieva E. V., Belozerov D. E., Nikitina D. A, Strozenko L. A., Petrekova O. V., Bespalova O. V., Lomaev I. S. Sovremennye metody raspoznavaniya sostoyaniya tromboticheskoi gotovnosti [Modern methods of recognizing the state of thrombotic readiness]. Barnaul, Altai State University Publ., 2011. 138 p.Явелов И. С., Драпкина О. М. COVID-19: состояние системы гемостаза и особенности антитромботической терапии // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2020. Т. 19, № 3. С. 310-318.Yavelov I. S., Drapkina O. M. COVID-19: sostoyanie sistemy gemostaza i osobennosti antitromboticheskoi terapii [COVID-19: state of the hemostasis system and features of antithrombotic therapy]. Kardiovaskulyarnaya terapiya iprofilaktika = Cardiovascular Therapy and Prevention, 2020, no. 19 (3), pp. 310-318.Влияние антикоагулянтной терапии на течение COVID-19 у коморбидных пациентов / Т. А. Руженцова, Д. А. Хавкина, П. В. Чухляев, А. А. Гарбузов, А. А. Плоскирева // Вопросы вирусологии. 2021. Т. 66, № 1. С. 40-46.Ruzhentsova T. A., Khavkina D. A., Chukhlyaev P. V., Garbuzov A. A., Ploski- reva A. A. Vliyanie antikoagulyantnoi terapii na techenie COVID-19 u komorbidnykh patsientov [Effect of anticoagulant therapy on the course of COVID-19 in comorbid patients]. Voprosy virusologii = Problems of Virology, 2021, vol. 66, no. 1, pp. 40-46.Лабораторные методы исследования системы гемостаза / В. П. Балуда, З. С. Бар- каган, Е. Д. Гольдберг, Б. И. Кузник, К. П. Лакин; под ред. Е. Д. Гольдберга. Томск: Из- во Томского медицинского университета, 1980. 314 с.Baluda V. P., Barkagan Z. S., Goldberg E. D., Kuznik B. I., Lakin K. P. Laboratornye metody issledovaniya sistemy gemostaza [Laboratory methods for studying the hemostasis system]; ed. by E. D. Gol'dberga. Tomsk, Tomsk Medical University Publ., 1980. 314 p.Медицинская лабораторная диагностика: программы и алгоритмы: руководство для врачей / А. И. Карпищенко, В. А. Андреев, В. Г. Антонов [и др.]; под ред. А. И. Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 696 с.Karpishchenko A. I., Andreev V. A., Antonov V. G., eds. Meditsinskaya laboratornaya diagnostika: programmy i algoritmy: rukovodstvo dlya vrachei [Medical laboratory diagnostics: programs and algorithms: a guide for doctors]. 3rd ed. Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2014. 696 p.Тютрин И. И., Удут В. В. Низкочастотная пьезотромбоэластография цельной крови: алгоритмы диагностики и коррекции гемостазиологических расстройств. Томск: Издательский дом Томского государственного университета, 2016. 170 с.Tyutrin I. I., Udut V. V. Nizkochastotnaya p'ezotromboelastografiya tsel'noi krovi: algoritmy diagnostiki i korrektsii gemostaziologicheskikh rasstroistv [Low-frequency piezothromboelastography of whole blood: algorithms for diagnosing and correcting hemostatic disorders]. Tomsk, Tomsk State University Publ., 2016. 170 p.Hartmann J., Murphy M., Dias J. Viscoelastic hemostatic assays: moving from the laboratory to the site of care - a review of established and emerging technologies // Diagnostics. 2020. Vol. 10, N 2. P. 118-122.Hartmann J., Murphy M., Dias J. Viscoelastic hemostatic assays: moving from the laboratory to the site of care - a review of established and emerging technologies. Diagnostics, 2020, vol. 10, no. 2, pp. 118-122.Референсные показатели ротационной тромбоэластометрии у беременных и рожениц: систематический обзор и метаанализ / А. М. Роненсон, Е. М. Шифман, А. В. Куликов, Ю. С. Распопин // Анестезиология и реаниматология. 2021. № 3. С. 28-40.Ronenson A. M., Shifman E. M., Kulikov A. V., Raspopin Yu. S. Referensnye pokazateli rotatsionnoi tromboelastometrii u beremennykh i rozhenits: sistematicheskii obzor i metaanaliz [Reference indicators of rotational thromboelastometry in pregnant women and women in childbirth: a systematic review and meta-analysis]. Anesteziologiya i reanimatologiya = Russian Journal of Anaesthesiology and Reanimatology, 2021, no. 3, pp. 28-40.Слизевич Д. С., Губарев Ф. А., Тютрин И. И. Прикроватный аппаратно-программный комплекс для оценки функционального состояния системы гемостаза // Медицинская техника. 2020. № 3. С. 10-13.Slizevich D. S., Gubarev F. A., Tyutrin I. I. Prikrovatnyi apparatno-programmnyi kompleks dlya otsenki funktsional'nogo sostoyaniya sistemy gemostaza [Bedside hardware and software complex for assessing the functional state of the hemostasis system]. Meditsinskaya tekhnika = Biomedical Engineering, 2020, no. 3, pp. 10-13.Arduino Hardware. Arduino Company; 2022. URL: https://www.arduino.cc/en/hard-ware#mkr-family (дата обращения: 10.08.2022)Arduino Hardware. Arduino Company; 2022. Available at: https://www.arduino.cc/en/hardware#mkr-family. (accessed 10.08.2022)Евстифеев А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Tiny и Mega фирмы Atmel: Руководство. М.: ДМК Пресс, 2015. 558 с.Evstifeev A. V. Mikrokontrollery AVR semeistva Tiny i Mega firmy Atmel: Rukovodstvo [AVR microcontrollers of the Tiny and Mega families from Atmel. Guide]. Moscow, DKM Press, 2015. 558 p.Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения. СПб.: Питер, 2004. 655 с.Braude E. Tekhnologiya razrabotki programmnogo obespecheniya [Technology of software development]. St. Petersburg, Piter Publ., 2004. 655 p.Кобринский Б. А., Зарубина Т. В. Медицинская информатика. М.: Академия, 2009. 192 с.Kobrinsky B. A., Zarubina T. V. Meditsinskaya informatika [Medical informatics]. Moscow, Academy Publ., 2009. 192 p.Аронов А. М., Пичугин В. Ф., Твердохлебов С. И. Разработка и внедрение новых медицинских изделий. Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2010. 238 с.Aronov A. M., Pichugin V. F., Tverdokhlebov S. I. Razrabotka i vnedrenie novykh meditsinskikh izdelii [Development and implementation of new medical products]. Tomsk, Tomsk Polytechnic University Publ., 2010. 238 p.А. с. 2019620555. База данных показателей, характеризующих состояние гемостатического потенциала, условно здоровых добровольцев сибирской популяции / И. И. Тютрин, Е. Л. Жуков, Д. С. Слизевич. Опубл. 01.04.19.Tyutrin I. I. e.a. Baza dannykh pokazatelei, kharakterizuyushchikh sostoyanie gemostaticheskogo potentsiala, uslovno zdorovykh dobrovol'tsev sibirskoi populyatsii [Database of indicators characterizing the state of hemostatic potential of conditionally healthy volunteers of the Siberian population]. Certificate RF, no. 2019620555, 2019.Коммерциализация и правовая защита результатов интеллектуальной деятельности / А. Н. Солдатов, С. Л. Миньков, В. П. Беличенко, Д. М. Хлопцов, Г. Г. Фомин, Н. К. Шумихина. Томск: Томский государственный университет, 2011. 334 с.Soldatov A. N., Minkov S. L., Belichenko D. M., Khlopzov G. G., Fomin G. G., Shumikhina N. K. Kommertsializatsiya i pravovaya zashchita rezul'tatov intellektual'noi deyatel'nosti [Commercialization and legal protection of the results of intellectual activity]. Tomsk, Tomsk State University Publ., 2011. 334 p.Разина И. С., Жукова И. В., Иванова С. Н. Регистрация медицинского программного обеспечения // Перспективы науки. 2022. № 7. С. 23-26.Razina I. S., Zhukova I. V., Ivanova S. N. Registratsiya meditsinskogo programmnogo obespecheniya [Registration of medical software]. Perspektivy nauki = Reports Scientific Society, 2022, no. 7, pp. 23-26.Кишкун А. А. Клиническая лабораторная диагностика. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. 976 с.Kishkun A. A. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika [Clinical laboratory diagnostics]. Moscow, GEOTAR-Media, 2010. 976 p.Применение ротационной тромбоэластометрии для диагностики дефицита факторов свертывания и контроля гемостатической терапии у больных наследственными коагулопатиями / Г. М. Галстян, О. А. Полеводова, Е. В. Яковлева, А. Е. Щекина // Гематология и трансфузиология. 2019. T. 64, № 3. С. 297-316.Galstyan G. M., Polevodova O. A., Yakovleva E. V., Shchekina A. E. Primenenie rotatsionnoi tromboelastometrii dlya diagnostiki defitsita faktorov svertyvaniya i kontrolya gemostaticheskoi terapii u bol'nykh nasled-stvennymi koagulopatiyami [Rotation thromboelastometry for the diagnosis of factor deficiency and management of the hemostatic therapy in patients with inherited coagulation disorders]. Gematologiya i transfuziologiya = Russian Journal of Hematology and Transfusiology, 2019, vol. 64, no. 3, pp. 297-316.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.