Учащиеся СУНЦ НГУ разработали программное обеспечение для фундаментальных биомедицинских исследований
Учащиеся СУНЦ НГУ провели цикл экспериментальных исследований биофизических характеристик организма человека и разработали программное обеспечение (ПО) для эффективной обработки этих данных. Работа школьников получила высокую оценку на прошедшей Международной научной студенческой конференции (МНСК).
Учащиеся 11 класса СУНЦ НГУ Никита Миронов и Александр Сныткин представили в подсекции «Общая физика» школьной секции МНСК три доклада по результатам работы, выполненной в Институте физики полупроводников им. А.В.Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН).
Исследования проводились по программе реализации научного проекта, посвященного изучению скрытых резервов организма жителей Западной Сибири. Проект выполняется при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и правительства Новосибирской области, рассказывает научный руководитель ребят, ведущий научный сотрудник ИФП СО РАН, профессор СУНЦ НГУ, доктор физико-математических наук Борис Григорьевич Вайнер. Никита Миронов был занят в основном тепловизионным и электрофизическим обследованием волонтеров. Александр Сныткин, в свою очередь, создал программное обеспечение на языке Python 3.5 для математической обработки полученных экспериментальных данных. Измерения заключались в синхронном определении порядка десяти физиологических параметров человека, таких как скорость пульсовой волны в лучевой артерии, частота сердечных сокращений, температура конечностей, динамика дыхания, артериальное давление и др.
– Применив современные методы биофизических исследований, разработанные нашей научной группой в ИФП СО РАН, учащиеся помимо ряда других характеристик организма наблюдали вариацию скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) в лучевой артерии при изменении давления воздуха в манжете тонометра. После математической обработки этих данных у некоторых волонтеров были выявлены немонотонные тренды СРПВ при увеличении давления. Полученные результаты являются пилотными. Для статистического подтверждения и дальнейшего уточнения обнаруженных особенностей требуются дополнительные эксперименты, но это уже – задача дальнейших исследований, – продолжает Борис Григорьевич.
ПО, которое Александр Сныткин создал для обработки экспериментальных данных Никиты Миронова, позволяет проводить количественный анализ цифровых сигналов, возбужденных пульсовой волной, пробегающей по лучевой артерии, уточнять на шкале времени положение пиковых значений ЭКГ, характеристик дыхания и других зависимостей с применением аппроксимации кривых и метода наименьших квадратов, осуществлять иные операции. По мнению научного руководителя, программное обеспечение эксперимента разработано на очень хорошем уровне.
С такой оценкой согласилось и жюри МНСК. Доклад, посвященный программному обеспечению, получил диплом первой степени. Еще один доклад Никиты Миронова и Александра Сныткина, посвященный близкой по тематике научной проблеме, удостоен диплома третьей степени.
– В течение многих лет мои подопечные периодически завоевывают на МНСК дипломы разного уровня. Но чтобы на одной конференции сразу два – такого даже не припомню. Получается, мы вместе неплохо поработали! – не скрывая своих чувств, говорит научный руководитель.
Программу, составленную Александром Сныткиным, планируется применять в ИФП СО РАН и в дальнейшем.
– Я думаю, что с Сашиной программой вести работу будет легче и проще. Я уже попросил его создать с этой целью интерфейс для ее более интенсивного использования, – добавил Борис Григорьевич.
Отметим, что участниками исследований ребята стали благодаря спецкурсу кафедры физики «Современное тепловидение». Этот спецкурс с некоторой вариацией его названия Борис Григорьевич Вайнер ведет для ФМШат уже более 15 лет.
МНСК – крупнейшая в Сибири ежегодная конференция для талантливых и целеустремленных студентов, аспирантов, молодых ученых и школьников. В 2020 году конференция проходит в 58-й раз. Одна из ее основных целей – привлечь молодежь к решению актуальных исследовательских задач, способствовать интеграции высшего образования и фундаментальной науки.
