Встановлення та інтерпретація статистичних властивостей сигналу, отриманого від біологічних об"єктів методами магніторезонансної томографії та ультразвукової інтроскопії. Дослідження фізичних властивостей біологічних тканин. Аналіз формування сигналу.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук.Робота виконана на кафедрі медичної радіофізики радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Адміністрація Президента України. Наукові керівники: доктор фізико-математичних наук, професор, академік НАН України Находкін Микола Григорович, професор кафедри кріогенної і мікроелектроніки Київського національного університету імені Тараса Шевченка; кандидат фізико-математичних наук, доцент Новоселець Михайло Кирилович, завідувач кафедри медичної радіофізики Київського національного університету імені Тараса Шевченка. кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Баранник Євген Олександрович, доцент кафедри біологічної та медичної фізики фізико-технічного та радіофізичного факультетів Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Захист відбудеться "24 ”лютого 2003 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.31 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка, радіофізичний факультет за адресою м.Саме до таких методів відноситься реконструкція зображень в магнітно-резонансній та ультразвуковій інтроскопії. Таким чином, необхідна розробка фізичних моделей формування відгуку та на їх основі методів реконструкції зображень в магнітно-резонансній і ультразвуковій інтроскопії, які дозволяли б отримувати додаткову інформацію про обєкти дослідження із врахуванням статистичних оцінок характеристик просторових розподілів їх параметрів. Робота виконана в рамках науково-дослідних робіт лабораторії оптичної і мікрохвильової обробки інформації та теорії середовищ, які виконувалися на кафедрі медичної радіофізики і кафедрі кріогенної та мікроелектроніки радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка за період часу з 1993 року по 2002 рік: НДР "Розробка нових радіофізичних методів для діагностики та лікування людей" (№ 01БФ052-05 Київського національного університету імені Тараса Шевченка, 2001-2002 рр. комплексного тематичного плану науково-дослідних робіт, які фінансуються за рахунок коштів загального фонду Державного бюджету на 2001-2005 рр., затвердженого наказом ректора № 557-32 від 29.12.2000). Метою роботи є встановлення та інтерпретація статистичних властивостей сигналу, отриманого від біологічних обєктів методами магнітно-резонансної томографії та ультразвукової інтроскопії, побудова моделей процесів релаксації та розсіяння, що формують випадкову складову сигналу відгуку середовища і визначають її характеристики, розробка нових методів неінвазивного вимірювання фізичних параметрів тканин внутрішніх органів людини на основі використання статистичних оцінок випадкової складової сигналу при розвязанні зворотної задачі, а також оптимізація умов проведення діагностичного експерименту, що дозволила б отримати додаткову інформацію про обєкт дослідження і розширити діагностичні можливості магнітно-резонансної та ультразвукової інтроскопії. Задачі дослідження: Дослідження фізичних властивостей біологічних тканин, зокрема, аналіз впливу просторового розподілу неоднорідностей фізичних характеристик на процеси збудження, релаксації та розсіяння, що протікають в біологічних тканинах при формуванні сигналу.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі досліджень, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, коротко викладено відомості про апробацію результатів, публікації, зміст і структуру дисертації.Для магнітно-резонансного експерименту, в якому для збудження середовища та збору даних використовується імпульсна послідовність спінового відлуння, при наближенні нормального розподілу значень сталої часу спін-спінової релаксації в тканинах, методом усереднення точного розвязку теоретично отримано залежність між моментами розподілу сталої часу спін-спінової релаксації і моментами розподілу яскравості реконструйованих томографічних зображень. Залежності для середнього значення та дисперсії яскравості реконструйованих зображень (1), отримані на основі використання загальної теорії відгуку та рівнянь Блоха, що включають функції з випадковими параметрами, де , - середнє і дисперсія розподілу сталої часу спін-спінової релаксації. В якості математичного сподівання та дисперсії використані їх статистичні оцінки, локальне значення сталої часу спін-спінової релаксації тканин набряку визначали регресійним методом з критерієм мінімізації середньоквадратичної помилки за серією зображень, отриманих при різних значення часу відлуння (84 мс, 126 мс, 168 мс, 210 мс). Запропоновано метод вимірювання протонної густини, сталої часу спін-граткової та спін-спінової релаксації тканин, оснований на використанні залежності яскравості реконструйованих магнітнорезонансних зображень від фізичних характеристик тканин та параметрів імпульсних послідовностей.