Удосконалено метод та апаратуру для радіотермометричних досліджень з метою підвищення ефективності неінвазивної медичної діагностики. Відзначено, що незважаючи на наявний досвід виміру глибинних температур, застосування радіотермометрії в практичній медицині має обмежений характер. Для оцінки можливості методу й формування вимог до апаратури розглянуто модель розподілу теплових полів. Удосконалено модель розподілу тепла в однорідному середовищі від точкового джерела. Показано, що зміна теплопровідності усередині пухлини впливає на температуру яскравості та не впливає на температуру шкіри. Розроблено аплікаторну методику проведення локальної радіотермометрії внутрішніх органів людини. Експериментально досліджено частотні залежності вхідного опору та КСХ апертурного аплікатора прямокутної форми, а також розподіл інтенсивності поля в даному середовищі. Розроблено дослідний зразок радіотермометра, що дозволяє проводити комплексну діагностику захворювань черевної порожнини та динамічний контроль метаболізму в м'язах і тканинах.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод контролю рівня периферичної мікроциркуляції на певній довжині хвилі зондуючого випромінювання, що полягає в реєстрації відбитого світлового потоку оптико-електронними засобами "око-процесорного" типу, що, на відміну від аналогів, підвищує достовірність на 10 % під час контролювання стану периферичних судин. Вперше одержано математичні моделі контролю гемодинамічних показників на базі нечітких множин. Показано можливість їх використання для аналізу окремих органів шляхом обробки фотоплетизмографічної інформації. Вперше одержано еталони маски на базі застосування методу вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, використання яких дозволяє підвищити достовірність результатів дослідження. Удосконалено оптико-електронні структури засобу контролю "око-процесорного" типу, які, на відміну від аналогів, підвищують інформативність обробки фотоплетизмографічної інформації.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблеми розробки біомедичних інформаційно-вимірювальних систем (IBC) та їх застосування. Запропоновано новий напрямок створення IBC на основі надчутливих надпровідникових кріогенних сенсорів - СКВІД-магнітометрів для неінвазивної реєстрації надслабких біомагнітних полів від людей чи тварин. Створено фізико-математичні моделі та методи розрахунків СКВІД-магнітометрів і біомагнітної вимірювальної техніки та дослідні зразки IBC. Запропоновано нові підходи до розпізнавання зображень на основі модифікації двовимірного перетворення Фур'є, а також до класифікації та нечіткого прийняття рішень з метою детальної стратифікації станів біооб'єктів. Розроблено прикладне забезпечення інформаційних технологій магнітокардіографічної діагностики, призначене для її впровадження у клінічну практику.

  Скачати повний текст

Досліджено зв'язки ехокардіографічних (ЕхоКГ) показників з особливостями будови тіла у практично здорових міських підлітків різних соматотипів, мешканців Подільського регіону України. Із використанням результатів аналізу одержаних кореляційних зв'язків побудовано регресійні моделі нормативних індивідуальних сонографічних параметрів серця. Вперше у практично здорових міських підлітків Поділля різних соматотипів визначено особливості кореляцій між ЕхоКГ параметрами й антропометричними, соматотипологічними параметрами та показниками компонентного складу маси тіла. Встановлено, що розподіл підлітків на різні соматотипи дозволяє визначити зростання сили та кількості достовірних кореляцій. Виявлено виражені статеві відмінності зв'язків за силою, кількістю та напрямком. З'ясовано, що у більшості випадків відсутня упорядкованість кореляцій між структурними та функціональними ЕхоКГ параметрами й окремими групами антропометричних і соматотипологічних показників. Вперше проаналізовано регресійні моделі ЕхоКГ параметрів у підлітків різних соматотипів, побудованих на підставі особливостей будови тіла. Встановлено, що кількість моделей, які мають практичне значення для медицини, найбільша у підлітків мезо- й ектомезоморфного соматотипу (з вищою точністю опису модельованої ознаки у дівчаток, ніж у хлопчиків).

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість підвищення достовірності обробки біомедичної інформації шляхом застосування новітніх методів аналізу біомедичних зображень і створення оптико-електронної системи аналізу реологічних властивостей крові. Удосконалено метод локального контурного препарування, в якому враховано взаємозв'язки між сусідніми пікселями біомедичних зображень. Одержано зразкові шаблони-маски реологічних показників крові шляхом застосування W-спектра зв'язності, що дозволяє підвищити достовірність обробки біомедичних зображень. Удосконалено архітектуру оптико-електронної системи аналізу біомедичних зображень шляхом введення блоків еталонів і визначення ЛРП, наведено приклади практичної реалізації оптико-електронної системи аналізу реологічних властивостей крові на підставі одержаних біомедичних зображень, запропоновано структуру й алгоритм апаратно-програмної реалізації оптико-електронної системи аналізу реологічних властивостей крові. Проведено апробацію експериментального макета та методики визначення достовірності діагностики та підтверджено теоретичне оцінювання вірогідності аналізу реологічних властивостей крові.

  Скачати повний текст

Розвинуто новий напрямок визначення індувідальної норми, який грунтується на тому, що у людини зовнішні параметри тіла пропорційно відповідають лінійним розмірам, об'ємам паренхіматозних органів черевної порожнини, тому об'єктивне дослідження показників внутрішніх органів необхідно проводити в комплексі з визначенням соматичних розмірів. Це дозволяє визначити відносні індивідуальні показники норми з невиликим діапазоном відхилення (3 - 6 %). Створено новий метод моделювання індивідуальних параметрів (лінійних розмірів, об'єму та денситометричних показників), індивідуальних моделей паренхіматозних органів черевної порожнини (печінки, підшлункової залози, селезінки, нирок) у нормі з прогностичністю до 85 - 95 %. Доведено, що сомато-вісцеряльні зв'язки у зрілому віці більш виражені у жінок, ніж у чоловіків. Зроблено висновок, що лише у зрілому віці остаточно формуються габаритні пропорційні форми тулуба і кінцівок.

  Скачати повний текст

Досліджено геометричні засади математичної залежності між багатьма біомедичними сигналами, а також виразу такої залежності у запропонованому альтернативному варіанті як геометричної моделі, з використанням якої дослідження й аналіз залежності формалізується геометричними діями над моделлю у фазовому просторі цих змінних. Досліджено багатопараметричні біомедичні залежності та їх деформацію як адаптацію до відповідних змін мов і кількісного значення змінних. Наведено специфічні багатовиди як геометричні моделі багатопараметричних залежностей, елементами яких є біомедичні сигнали електронних приладів та їх застосування для вирішення актуальних задач біомедицини. Установлено та досліджено геометричну суть відомих перетворень Фур'є та Лапласа, а також геометричні засади перетворення Wavelet, засади мультирезолюційного аналізу як складової Wavelet-перетворення. Вивчено геометричну суть медичних інформаційних систем у контексті засад багатовимірної геометрії. Запропоновано альтернативний апарат геометричного моделювання взаємозалежності між багатьма біосигналами та характеристиками стану пацієнта у вигляді специфічних багатовидів фазового простору всіх змінних, що дозволяє повною мірою формалізувати досліджений процес. Запропоновано модифікований епюр Радіщева, що розширює можливості розв'язання метричних задач нарисної геометрії багатовимірного простору як такий, що несе ортогонально доповняльні площини проекцій. Результати дослідження дають змогу опрацьовувати одержані залежності як математичний вираз в автоматичному інтерактивному режимі з паралельним супроводом візуального зображення на моніторі комп'ютера. Розв'язання всіх задач повністю формалізовано та зводиться до простих геометричних дій над моделлю дослідженої залежності як відповідного специфічного багатовиду в абстрактному фазовому просторі всіх змінних. Застосування запропонованого методу прискорює розв'язання задач та підвищує надійність і вірогідність результату.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення достовірності контролю пульсацій артеріального тиску (ПАТ). Створено нові прилади та методи обробки даних сигналів. Запропоновано модель руху елементів шкіряного покриву під дією ПАТ, на базі якої розглянуто динамічні характеристики приймачів ПАТ типу "воронка" та оклюзійну манжету. Проаналізовано динамічні характеристики пневмотракту передачі ПАТ, розроблено активний приймач та компенсаційний пневмотракт. Модифіковано коливальну систему з кварцовим резонатором, модульованим міжелектродним зазором і коригувальним елементом, здобуто аналітичні вирази, які визначають її параметри, оптимальне значення коригувальнго елемента, що лінеаризує характеристику перетворення. Вперше запропоновано спектральний метод визначення контурно-часових діагностичних параметрів і наведено модель ділянок артеріального русла у вигляді поліноміальних і цифрових фільтрів. Розроблено та практично реалізовано вимірювальний канал ПАТ і багатоканальну систему пульсометричних досліджень.

  Скачати повний текст

Розроблено методи побудови експертних систем з асоціативними моделями подання знань. Запропоновано формальні моделі подання асоціативних знань і досліджено механізм логічного виведення на них. Сформульовано та розв'язано задачу визначення поняття за деякими відомими асоціаціями за умов нечіткості. Введено та досліджено з використанням алгебричних методів поняття комплекту, що є узагальненням поняття реляції та доведено ряд співвідношень логіки реляцій. Побудовано спеціалізовану інформаційно-діагностичну систему ГОМЕОПАТ у середовищі Vsual FoxPro 6.0, яка забезпечує інформаційну підтримку процесів діагностики та пошуку даних довідкового характеру.

  Скачати повний текст

Розроблено флоуспірометричну апаратуру для діагностики стану вентиляційної функції дихання. Проведено теоретико-експериментальне дослідження функціональних характеристик флоуспірометричних перетворювачів змінного перепаду тиску, а також їх статичних і динамічних похибок. На базі аналогової моделі процесу форсованого видиху розроблено метод програмованого контролю функціональних характеристик флоуспірометрів та комп'ютерну програму для його реалізації. Нормовано перспективні медико-технічні вимоги за результатами аналізу стандартизованих вимог до флоуспірометрів, функціональних характеристик флоуспірометричних перетворювачів і можливостей їх підвищення. Запропоновано схему вибору раціональних конструктивних реалізацій флоуспірометрів у рамках сформованої багаторівневої системи побудови флоуспірометричної апаратури.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи забезпечення перешкодостійкості непрямих вимірювань осцилометричним способом, що здійснюється за несприятливих умов. Запропоновано вводити опорний канал реєстрації пульсового сигналу з подальшою спільною кореляційно-спектральною обробкою цього сигналу разом з основним сигналом, що реєструються на органі з манжетою. Наведено нові методики експериментальної оцінки точності та перешкодостійкості вимірювачів артеріального тиску без застосування прямого інвазивного методу.

  Скачати повний текст

На підставі фізико-хімічних досліджень обгрунтовано оптимальні умови синтезу та з використанням методу хімічної конденсації синтезовано високодисперсні порошки феритів, придатні для використання у медичній практиці. Вперше розроблено якісні характеристики синтезованих високодисперсних феритових матеріалів як магнітних наповнювачів магнітокерованих лікарських засобів, розроблено проект аналітично-нормативної документації на високодисперсний барій гексаферит. На підставі вивчення фізичних, фізико-хімічних і мікробіологічних властивостей барій гексафериту, самостійно та у складі суспензії, доведено можливість його використання як магнітного наповнювача магнітокерованого рентгеноконтрастного засобу. Вперше розроблено склад нового діагностичного засобу у формі суспензії на основі високодисперсного барій гексафериту, в якому досягнено оптимальне поєднання рентгеноконтрастних і магнітокерованих властивостей, наведено рекомендації щодо його застосування для рентгенологічного дослідження порожнистих органів шлунково-кишкового тракту.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання утворення нових і удосконалення існуючих методів розробки та дослідження спеціалізованих некогерентних випромінювачів з керованими актинічними оптичними потоками для фотомедичних приладів і технологій. Здійснено комплексне вивчення теоретичних, алгоритмічних, конструктивних і технологічних аспектів розв'язку задач забезпечення медико-технічних режимів, формування характеристик потоків випромінення, стабільності функціонування та якості компонентів випромінювачів. З використанням нових принципів розроблено методи моделювання, комплексну експериментальну базу та банк даних для створення наукових засад раціонального проектування випромінювальних тіл класу інтегрованих теплових випромінювачів. Сформульовано принципи та умови вибору параметрів променистих потоків, удосконалено математичні моделі, аналітичні вирази та алгоритм для оптимізації компонентів основних класів фотомедичних випромінювачів. Уточнено теоретичні принципи на виявлених закономірностях формування просторового розподілу променистих потоків для розробки моделей випромінювачів з динамічним променеутворенням та ефективних методів внутрішнього та зовнішнього керування. Запропоновано методи та аналітичні вирази, а також новий спосіб регулювання і стабілізації для автоемісійних катодолюмінесцентних мікроелектронних систем нового класу безртутних нетеплових випромінювачів. Визначено параметри елементів, що забезпечують часову стабільність і спектрокорекцію. Обгрунтовано методику вибору конструктивно-теоретичних базисів. Наведено результати розробки випромінювачів широкого класу фотомедичних об'єктів, зокрема світлопровідних діагностико-лікувальних, фотополімеризаційних, термоформувальних та стерилізаційних стоматологічних приладів. З використанням розроблених теоретичних положень і математичних моделей здійснено їх медичне та технічне випробування та підтверджено суттєве поліпшення показників функціонування даних об'єктів.

  Скачати повний текст

Вирішено задачу аналізу газорозрядних біомедичних зображень, що забезпечує оперативність, вірогідність і повноту врахування структурних особливостей рідиннофазних біооб'єктів. Визначено фрактальний спектр для описання кірліан-зображень шляхом застосування методу W-спектра зв'язності, що дало можливість створити на його базі нову класифікацію кірліан-зображень, визначити характерні параметри зображень кожної групи, спростити класичний метод розпізнавання кірліан-зображень і таким чином збільшити достовірність визначення їх стану. Удосконалено математичну модель взаємодії електричного поля з рідиннофазним біооб'єктом у процесі газорозрядної візуалізації шляхом врахування фізичних параметрів структури біооб'єкта, що дозволило теоретично обгрунтувати технічні параметри генераторів для газорозрядної візуалізації та реєстрації ефекту Кірліан і прогнозувати діапазони можливих значень ГРВ-характеристик піддослідних об'єктів. Удосконалено метод газорозрядної візуалізації на основі ефекту Кірліан шляхом введення у вимірювальний тракт ланки обробки форми зміни електричного струму розряду, що дозволило підвищити швидкодію та достовірність опрацювання газорозрядних біомедичних зображень. Реалізовано біотехнічну систему для якісного експрес-аналізу рідиннофазних об'єктів, яка може бути використана у біомедичній діагностиці.

  Скачати повний текст

Наведено результати досліджень взаємозв'язку між параметрами, пов'язаними з дією ЕЕГ-потенціалів (ППП), ритмів ЕЕГ і психологічними характеристиками особистості за умов виконання цілеспрямованих поведінкових актів і в стані спокою. Встановлено, що однією з кардинальних причин міжіндивідуальної варіативності амплітудних параметрів ППП і ЕПГ є психологічні характеристики випробуваних. Зареєстровано домінування лівої півкулі головного мозку під час здійснення задачі на час сенсомоторної реакції та правої півкулі у ході відліку часових інтервалів. Охарактеризовано кореляційні взаємовідносини біоелектричних ЕЕГ і психологічних показників з величиною часу реакції та продукованого часового інтервалу. Описано зміни динаміки ППП і ЕЕГ, зумовлені проведеним сеансом біозворотного зв'язку.

  Скачати повний текст

Розроблено алгоритми стиску зображень, реалізовані у програмно-апаратних засобах інформаційних систем медичної діагностики. Проаналізовано сучасні методи стиску зображень та можливості їх застосування. Розроблено універсальний рекурсивний алгоритм обчислення швидкого хвилькового перетворення (ШХП) для фільтрів Добеші довільного порядку та здійснено аналітичну оцінку його обчислювальних затрат. Доведено, що у порівнянні з відомими реалізаціями кількість множень скорочено вдвічі без збільшення загальної кількості арифметичних операцій. Запропоновано нові скорочені алгоритми обчислення прямого та оберненого ШХП типу CDF 9/7. Розроблено адаптивний алгоритм кодування, що враховує особливості медичних зображень, на підставі якогопобудовано медичну інформаційну систему збереження та передачі зображень, що підтверджує ефективність синтезованих алгоритмів.

  Скачати повний текст

Побудовано нову стохастичну, параметричну, конструктивну математичну модель електрокардіосигналу для задачі визначення зонної часової структури сигналу у вигляді циклічного з періодичними ймовірнісними характеристиками випадкового процесу. Базуючись на математичній моделі, розроблено метод виділення діагностичних зон електрокардіосигналу та наведено підхід до їх розпізнавання. Запропоновано нові класи діагностичних ознак у вигляді коефіцієнтів розкладу виділених діагностичних зон у ряд за ортогональними поліномами Чебишева для їх розпізнавання. Створено метод імітаційного моделювання електрокардіосигналів, який враховує зонну часову структуру для потреб тестування алгоритмів обробки й навчання систем розпізнавання біомедичних образів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано принципи побудови механізмів логічного висновку існуючих діагностичних експертних систем. Обгрунтовано використання комбінованого механізму логічного висновку. Розроблено математичне та програмне забезпечення реалізації цього механізму для експертних систем медичної діагностики, а також методику групування множини контрольованих параметрів та об'єктів аналізу. Запропоновано методику корекції бази знань експертної системи на підставі інформації про верифіковані стани контрольованого об'єкта.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод ієрархічної кластеризації діагностичних ознак на базі потокових моделей для одержання оптимального розв'язку та зведення задачі кластеризації до пошуку мінімального розрізу на кожному її етапі. Удосконалено метод розв'язання потокових задач - алгоритм "дефекту" для ієрархічної кластеризації діагностичних ознак на базі потокових моделей, що ліквідує обмеження на розмірність задачі кластеризації. Адаптовано параметри потокової моделі до задачі ієрархічної кластеризації діагностичних ознак і сформовано ієрархічну структуру зв'язків між показниками. Розроблено методику відбору діагностично цінних гемореологічних ознак на базі ієрархічної кластеризації, в якій враховано їх статистичну залежність, діагностичну цінність відносно заданої системи діагнозів та особливості вимірювань з метою забезпечення якісного діагностування захворювань.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод ідентифікації пізніх потенціалів шлуночків і підхід до аналізу тонкої структури електрокардіограм на базі вейвлет-технологій, що дозволяє виявляти пізні потенціали шлуночків кожного кардіоциклу без усереднення. Удосконалено метод компресії електрокардіосигналів, базуючись на вейвлет-технології, що дозволяє підвищити ступінь компресії кардіосигналу без втрат даних. Адаптовано метод фільтрації електрокардіосигналів шляхом введення елементів адаптації до методу вейвлет-фільтрації, що забезпечує збереження низькоамплітудних складових електрокардіограм. Розвинуто метод електрокардіографії високого підсилення в частині визначення пізніх потенціалів шлуночків шляхом формування нових рішень на базі вейвлет-технологій.

  Скачати повний текст