Розробка біомедичних інформаційно-вимірювальних систем на основі сквід-магнітометрів та технології їх застосування - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРобота виконана в Інституті кібернетики імені В.М. Науковий консультант: доктор технічних наук, професор, академік НАН України Войтович Ігор Данилович, Інститут кібернетики імені В.М. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Довбиш Анатолій Степанович, Сумський державний університет, факультет електроніки та інформаційних технологій, завідувач кафедри інформатики, доктор технічних наук, доцент, старший науковий співробітник Лисенко Олександр Миколайович, Національний технічний університет України «КПІ», факультет електроніки, завідувач кафедри конструювання електронно-обчислювальної апаратури, доктор технічних наук, доцент, старший науковий співробітник Петрухін Володимир Олексійович, нститут кібернетики імені В.М. Захист відбудеться «4» листопада 2009 р. о (об) 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.194.03 у малому конференц-залі Інститута кібернетики імені В.М.Наприклад, широко відомі переваги неінвазивного методу магнітокардіографії (МКГ), серед яких автор вважає головними три: інструментальна - метод не тільки неінвазивний, а й безконтактний; створення математичного (методи обробки, аналізу даних та розпізнавання зображень електромагнітного походження), методичного та інформаційного забезпечення ІВС, які реалізують оптимальні методи пошуку діагностичних критеріїв та класифікації пацієнтів, для підготовки до їх впровадження у клінічну практику (на прикладі технології магнітокардіографії). При розробці нових методів обробки біомедичних даних використано методи: дискримінації груп пацієнтів на основі емпіричних статистичних функцій розподілу, ROC-аналізу, Фурє-аналізу зображень, пошуку узагальнених діагностичних критеріїв, класифікації в нечітких просторах ознак, синтезу багатозначних правил. 3. а) Розроблені порядок та методики, що враховують специфіку СКВІД-магнітометрів, дозволяють підвищити продуктивність праці розробників і скоротити час на розробку та підготовку до виробництва ІВС біомедичного призначення; В основних роботах, опублікованих у співавторстві у фахових виданнях, дисертантові належить: [1] - формулювання методики вимірювань та обробки даних, участь в експериментах та аналіз результатів; [4] - фізико-математична модель рівноважної динаміки 3-контактного НКІ у R-стані; [7] - методи розрахунку параметрів СКВІД-магнітометричних систем для виявлення провідних обєктів під водою; [8] - розробка технології МКГ як інструментального методу клінічної діагностики; [9] - алгоритм аналізу карт РГС у серці на основі 2D перетворення Фурє з визначенням координат гармонік; [10] - встановлення оптимальної конструкції магнітокардіографа на основі максимуму відношення «ефект/витрати», участь у його створенні (4 сигнальних і 3 референтных канали), вдосконалення конструкції СКВІД-сенсора та способу балансування антен; [11] - алгоритм аналізу відмінностей між МКГ картами на основі 6-ти метрик; [12] - метод синтезу кумулятивного діагностичного показника з оптимальною кількістю компонент, яка максимізує достовірність діагностики та вирівнює силу їх дії; [13] - розробка загальної структури МКГ комплексу та вироблення вимог до нього; розробка технічної та експлуатаційної документації, методики виконання вимірювань, повірка міри магнітної індукції та калібрування сигнальних каналів, проведення лабораторних та попередніх випробувань; [14] - МКГ обстеження пацієнтів, відпрацювання методик реєстрації карт, обстежень, обробки, картування, розробка алгоритму відбору діагностичних показників; [18, 19] - методи ортогональної декомпозиції магнітних карт та контрастування карт псевдострумів на основі 2D ПФ; [22] - конструкція макетів градієнтометрів; [23] - структура СКВІД-магнітометричної системи для дослідження МНЧ, вимоги до її компонент, оптимізація конструкції біосасептометра, участь в експериментах, у тому числі з тваринами, інтерпретація даних.Розроблено рівноважну динаміку 3-контактного НКІ (3КІ) та показано, що він описується системою 3-х нелінійних рівнянь. Інтерферометр 3КІ описується системою рівнянь Кірхгофа (1-3), де іі - струм через гілку з індуктивністю li, jei, ji, jshi - зовнішній, внутрішній та екрануючий магнітні потоки (МП) у і-му кільці, IB, IBI - транспортний струм (ТС) через 3КІ та і-е кільце. Рівняння (13) описує сумарне кільце 3КІ, у яке крім зовнішнього МП je вводиться різницевий МП інжекції DJM, а екрануючий МП має 3 компоненти: квантування jq, асиметрії JAS та інтерференції JIN. Показано, що квазісиметричний 3КІ за відсутності інжекції еквівалентний квазісиметричному 2КІ з отвором, площа якого рівна сумі площ обох кілець 3КІ: ІВ = JC siny v bvt , je = j jq .

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ