Розробка біотехнічних систем лабораторного аналізу в ветеренарії

Abstract

Дипломна робота: «Розробка біотехнічних систем лабораторного аналізу в ветеренарії» виконанна студенткою кафедри автоматизації та робототехнічних систем ННІ енергетики, автоматики та енергозбереження Білоусовою Ольгою Олегівною зі спеціальності 163 «Біомедична інженерія» та складається зі: вступу, 5 розділів, 90 сторінок, рисунків 23, 20 використаних джерел Робота присвячена створенню біотехнічних систем для лабораторного аналізу у ветеринарії, що має величезне значення та є надзвичайно актуальною для забезпечення здоров’я тварин, добробуту населення та продовольчої безпеки країни. У сучасному світі, де спостерігається інтенсивне зростання сільського господарства, підвищення мобільності тварин та розповсюдження зоонозних хвороб, ефективна та швидка діагностика набуває вирішального значення. Завданням даної роботи є дослідження та розробка ефективних та сучасних методів лабораторної діагностики у ветеринарній медицині, здатних задовольнити ці потреби, що постійно зростають. У процесі дослідження було здійснено комплексний та всебічний аналіз сучасного стану проблем діагностики у ветеринарії. Цей аналіз включає в себе глибоке вивчення існуючих методів лабораторного аналізу, які використовуються у ветеринарній практиці, їхніх переваг, обмежень та недоліків. Значна увага приділяється аналізу чутливості, специфічності, швидкості та вартості кожного методу, а також їх відповідності для різних видів тварин та типів захворювань. Крім того, розглядаються сучасні тренди розвитку ветеринарної діагностики, такі як запровадження молекулярних методів, автоматизація лабораторних процесів та використання інформаційних технологій. Обґрунтовано необхідність розробки нових біотехнічних систем, з огляду на нагальну потребу у швидкій, точній, економічно вигідній та доступній діагностиці. У роботі детально розглядаються чинники, що зумовлюють необхідність розробки нових систем, такі як: • Потреба у скороченні часу отримання результатів аналізів для прийняття оперативних рішень щодо лікування та профілактики захворювань. • Необхідність підвищення точності та специфічності діагностичних методів для зменшення кількості хибнопозитивних та хибнонегативних результатів. • Прагнення до зниження вартості лабораторних досліджень для забезпечення їхньої доступності для широкого кола ветеринарних клінік та господарств. • Важливість розробки портативних та простих у використанні систем для проведення діагностики безпосередньо в місцях утримання тварин. На основі проведеного дослідження було визначено та відібрано найбільш оптимальні технічні рішення для поставлених задач. Сюди належить обґрунтування вибору конкретних методів виявлення, типів датчиків, матеріалів і технологій, які будуть задіяні під час створення біотехнічної системи. При цьому враховувалися такі аспекти, як ціна, надійність, простота застосування та можливість масштабування. Робота включає в себе докладний розгляд принципів проектування пристроїв та систем для лабораторного аналізу. Аналізуються різні архітектури систем, методи обробки сигналу, способи взаємодії з користувачем та інші технічні нюанси. Здійснено вибір і обґрунтування структурної (функціональної) схеми розроблюваної системи, що ілюструє взаємозв’язок між її складовими частинами та їх функціями. Також розглядається питання підбору необхідних технічних засобів автоматизації, включаючи вибір контролерів, сенсорів, приводів та іншого обладнання. Значна увага в роботі приділяється розробці електричної схеми блоків системи. Це охоплює розробку принципової електричної схеми, яка показує з’єднання між електронними компонентами, а також фізичне або математичне моделювання функціонування окремих блоків системи. Моделювання дає змогу оптимізувати параметри блоків, передбачити їх поведінку в різних умовах та забезпечити їх надійну роботу. Окрім того, робота містить обґрунтування вибору та розробку елементів конструкції та технології виготовлення блоку, враховуючи вибір матеріалів, методів обробки та з’єднання компонентів. Розглянуто питання мінімізації похибок вимірювань і забезпечення стабільності роботи системи загалом. Важливою складовою роботи є детальна розробка конкретного вузла медичного апарату, біотехнічної системи чи алгоритму управління. Цей етап передбачає практичну реалізацію та тестування розроблених рішень для оцінки їх ефективності, надійності та відповідності поставленим вимогам. Описуються методи та результати тестування, а також аналізуються можливі недоліки та шляхи їх усунення. Окремий розділ роботи присвячено розробці питань охорони праці, що є вкрай важливим аспектом під час роботи з лабораторним обладнанням та біологічними матеріалами. Розглядаються потенційні небезпеки, пов’язані з використанням хімічних реагентів, біологічних агентів, електричного обладнання та інших факторів. Розроблені та описані заходи для їх уникнення, включаючи використання засобів індивідуального захисту, правила роботи з обладнанням та процедури утилізації відходів. Метою цього розділу є забезпечення безпечних умов праці для персоналу лабораторії та мінімізація ризиків для їх ризикі