Засоби контролю рівня периферичної мікроциркуляції
Переваги неінвазивних методів дослідження і контролю гемодинамічних показників периферичного кровонаповнення. Підвищення достовірності контролю показників периферичної мікроциркуляції шляхом використання оптико-електронних засобів "око-процесорного типу".
| Рубрика | Медицина |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.08.2014 |
| Размер файла | 103,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Засоби контролю рівня периферичної мікроциркуляції
Спеціальність: 05.11.13 - Прилади і методи контролю та
визначення складу речовин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Ахмад АБДУЛ РАХМАН Мох-д АВАД
Вінниця - 2007
Дисертацією є рукопис.
Роботу виконано у Вінницькому національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник:
кандидат технічних наук, доцент Павлов Сергій Володимирович, Вінницький національний технічний університет, доцент кафедри лазерної та оптоелектронної техніки
Офіційні опоненти:
доктор технічних наук, профессор Порєв Володимир Андрійович,
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут”, професор кафедри наукових, аналітичних та екологічних приладів та систем
доктор технічних наук, професор Стенцель Йосип Іванович, Сєвєродонецький технологічний інститут Східноукраїнського національного університету ім. Володимира Даля, завідувач кафедри автоматизації технологічних процесів
Провідна установа: Національний університет "Львівська політехніка”, кафедра "Електронні прилади”, Міністерство освіти і науки України (м. Львів)
Захист відбудеться "11” 05 2007 р. о 12-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 05.052.02 у Вінницькому національному технічному університеті за адресою: 21021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, 210 ГУК.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького національного технічного університету за адресою: 21021, м. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95.
Автореферат розісланий "10” квітня 2007 р.
В. о. вченого секретаря спеціалізованої вченої радиЗлепко С.М.
Загальна характеристика дисертаційної роботи
Актуальність роботи. Останнім часом значно зріс інтерес до неінвазивних методів дослідження і контролю гемодинамічних показників периферичного кровонаповнення, таким як сфігмографія, імпедансна реоплетизмографія, фотоплетизмографія, тахоосциллографія та інші.
Одним з перспективних методів контролю периферичного кровонаповнення є фотоплетизмографический (ФПГ) метод, який використовується головним чином при судинних захворюваннях для об'єктивної оцінки стану і ступеня порушень регіонарного кровотоку, тонусу судин, для диференціальної діагностики органічних і функціональних захворювань судин, а також для контролю ефективності лікування, вживаного з метою відновлення функції судин. Особливо цінну інформацію дають симетричні дослідження уражених і неуражених судин у одного і того ж хворого, а також динаміка ФПГ під впливом функціональних навантажень і при проведенні фармакологічних проб.
В даний час значне число провідних науково-дослідних і промислових організацій (фірм) займаються розробкою і виробництвом медичної техніки. Найбільш відомі з них: philips, medic (medizinische messtechnik gmbh), nonin, cas medical system, micromed, criticare, ютас (україна) і т.ін.
Серед відомих наукових шкіл, які працюють у напрямі оптичних методів контролю і вимірювання показників неоднорідних біологічних середовищ, в першу чергу слід виділити вітчизняні і зарубіжні школи: П. Бугера, Г.В. Розен-берга, С. Чандарасекара, Ж.Ж. Стокса, В.В. Соболєва, В.А. Амбарцумяна, В.В. Тучина, А.Х. Тейлора, М.М. Гуревіча, М.Ю. Сахновського, а також П.П. Ор-натського, Ю.М. Туза, Ю.О. Скрипника, В.Д. Ціделка, Є.Т. Володарського, І.В. Кузьміна, В.Т. Малікова, А.Д. Азарова, В.П. Кожем'яка, В.Г. Петрука, В.О. Под-жаренка, В.В. Кухарчука, З.Ю. Готри, С.М. Злепка, С.М. Маєвського та інш.
У пошуках оптимального рішення за останні кілька років широкого розвитку набули неінвазивні методи контролю стану периферійних судин з оптичною реєстрацією і перетворенням біомедичної інформації, особливо у випадках їхньої безальтернативності.
Таким чином, очевидно, що найбільш перспективним напрямком реєстрації фізіологічних параметрів є використання неінвазивних методів діагностики, серед яких широкого розвитку отримали оптичні методи реєстрації і перетворення та контролю біомедичної інформації.
Розробка медичних методик, алгоритмів, програмного забезпечення та технічних засобів контролю мікроциркуляції серцево-судинної системи на базi сучасних оптико-електронних та лазерних технологій, що забезпечують високу оперативність, точність та неiнвазивнiсть досліджень є досить перспективною задачею.
У цьому аспекті перспективними є роботи, що проводяться на кафедрі лазерної й оптоелектронної техніки по створенню оптико-електронних засобів контролю "око-процесорного" типу як ефективних універсальних засобів експрес-контролю периферичного кровонаповнення, що дозволяє проводити моніторинг за станом периферичних судин і окремих органів, видавати оперативну інформацію про їх функціональний стан.
Тому тема дисертаційної роботи є актуальною та своєчасною і націлена на вирішення сучасної задачі створенню засобів контролю периферійного кровонаповнення на базі сучасних оптико-електронних технологій.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основний зміст роботи складають результати досліджень, що проводилися протягом 2003-2006 років. Науково-дослідна робота виконувалася згідно з планом наукових досліджень Вінницького національного технічного університету та Міністерства освіти і науки України за держбюджетними темами "Лазерні та оптико-електронні технології в діагностиці, терапії та прогнозуванні стану серцево-судинної системи" (№ держ. реєстрації 0102U002272), "Створення оптоелектронних та лазерних технологій для нетрадиційних методів діагностики і терапії серцево-судинної системи людини” (№ держ. реєстрації 0205U006580), "Створення автоматизованих діагностичних систем для оцінювання функціонального стану людини” (№ держ. реєстрації 0105U002421).
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення достовірності контролю показників периферичної мікроциркуляції шляхом використання оптико-електронних засобів "око-процесорного типу”.
Для досягнення цієї мети необхідно вирішити такі завдання:
1. Виконати аналіз методів і засобів контролю фотоплетизмографічних показників і існуючих методик їх реєстрації, провести класифікацію.
2. Удосконалити метод контролю рівня периферичної мікроциркуляції на певній довжині хвилі зондуючого випромінювання.
3. Сформулювати вимоги для реалізації методів і побудови засобів контролю "око-процесорного” типу для аналізу фотоплетизмографічної інформації.
4. Розробити математичні моделі на основі нечітких множин для виявлення рівня патологій гемодинамічних показників шляхом диференціального аналізу фотоплетизмографічної інформації для комплексного контролю периферичної мікроциркуляції.
5. Отримати еталони-маски на основі застосування апарату вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, що підвищує достовірність при дослідженні.
6. Провести параметричний синтез оптико-електронного засобу контролю "око-процесорного" типу для аналізу фотоплетизмографічної інформації.
7. Провести дослідження конструктивно-технічних варіантів, схемотехнічної реалізації і ефективності оптико-електронних засобів контролю фотоплетизмографічної інформації.
Об'єктом дослідження є процес реєстрації і контролю рівня периферичної мікроциркуляції на основі оптико-електронних засобів "око-процесорного" типу.
Предметом дослідження є оптико-електронні засоби контролю "око-процесорного" типу для оцінювання рівня периферичного кровонаповнення.
Методи дослідження базуються на основних положеннях системного аналізу і теорії біомедичних засобів, математичного моделювання, аналізу і синтезу, математичної статистики і комп'ютерної обробки інформації, теорії алгоритмів і оптико-електронних ланцюгів.
Наукова новизна одержаних результатів. У роботі отримано такі наукові результати:
1. 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 % при контролі стану периферичних судин.
2. Вперше отримано математичні моделі контролю гемодинамічних показників на основі нечітких множин, що дозволяє проводити аналіз стану окремих органів шляхом обробляння фотоплетизмографічної інформації.
3. Вперше отримано еталони маски на основі застосування методу вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, що дозволяє підвищити достовірність при дослідженнях.
4. Удосконалено оптико-електронні структури засобу контролю "око-процесорного” типу, які, на відміну від аналогів, дозволяють підвищити інформативність обробляння фотоплетизмографічної інформації.
Практичне значення одержаних результатів. Практична цінність роботи полягає в тому, що запропоновано технічні рішення реалізації оптико-електронного засобу контролю периферичної мікроциркуляції шляхом обробляння фотоплетизмографічної інформації для підвищення достовірності та функціональних можливостей.
Практичні дослідження, які викладені в дисертації, дозволили:
· запропонувати схемотехнічні рішення реалізації оптико-електронних засобів контролю для реєстрації, обробляння фотоплетизмографічної інформації;
· розробити уніфіковані оптико-електронні перетворювачі світлових потоків для реєстрації фотоплетизмографічних даних;
· сформулювати вимоги і привести приклади практичної реалізації оптико-електронного засобу контролю периферичного кровонаповнення судин;
· здійснити апаратно-програмну реалізацію методу для оцінювання біомедичних сигналів на основі отриманих фотоплетизмограм.
Запропоновані в роботі оптико-електронні засоби контролю з оптичним перетворенням біомедичної інформації для оцінювання периферичної мікроциркуляції є комфортними та орієнтовані на модифікацію найбільш ефективних сучасних програмно-апаратних засобів з використанням сучасних баз знань.
Окремі розробки дисертаційної роботи впроваджено на базі таких закладів: Волинський обласний санаторій матері та дитини "Пролісок”; Український науково-дослідний інститут реабілітації інвалідів (м. Вінниця).
Також теоретичні результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі на кафедрі ЛОТ ВНТУ у рамках спеціалізації "Лазерна та оптоелектронна техніка в біомедичних системах і апаратах" при викладі таких дисциплін, як: "Лазерна медична технологія”, "Схемотехніка біомедичних оптико-електронних апаратів", "Системотехніка оптико-електронних і лазерних систем", "Методи обробки і розпізнавання біомедичних зображень", "Обробка біомедичних зображень".
Особистий внесок здобувача. В роботі наведено результати досліджень, проведених автором особисто, а також у співпраці зі співробітниками кафедри лазерної та оптоелектронної техніки ВНТУ. Дисертант брав активну участь у постановці задач та проведенні наукових досліджень, узагальненні та аналізі отриманих результатів.
У публікаціях, написаних у співавторстві, здобувачем виконано: удосконалено архітектуру засобу контролю "око-процесорного" типу для контролю периферичного кровонаповнення, при цьому підвищується точність, вірогідність і функціональні можливості засобів контролю периферичного кровонаповнення судин [1], застосовано кореляційний аналіз позитивних змін показників мікроциркуляції та оцінено ступінь достовірності [2,10], запропо-новано використання методу вейвлет-перетворення для формування норми та рівня патології фотоплетизмографічних даних [3,9], запропоновано підходи щодо фільтрації фотоплетизмографічних сигналів при реалізації засобу контролю периферичної мікроциркуляції [4,11,12], розроблено структуру засобу контролю "око-процесорного” типу для аналізу мікроциркуляторних порушень [5], розглянуто особливості використання математичних моделей взаємодії оптичного випромінювання з біотканиною [6,8], розглянуто особливості використання принципу взаємодії оптичного випромінювання з біотканиною при контролі периферичного кровонаповнення у хворих на СЧВ [6,7].
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на таких Міжнародних науково-технічних конференціях: ІІI Міжнародній науково-технічній конференції "Оптоелектронні інформаційні технології "Фотоніка ОДС-2005” (Вінниця, 2005 р.); ХХІV Міжнародній науково-практичній конференції "Применение лазеров в медицине и биологии” (Ялта, 2005 р.); ХХV Міжнародній науково-практичній конференції "Применение лазеров в медицине и биологии” (Луцьк, 2006 р.); ІІ Міжнародній науково-технічній конференціі "Сучасні проблеми мікроелектроніки, радіоелектроніки, телекомунікацій та приладобудування (СПМРТП) ” (Вінниця, 2006 р.).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 12 друкованих праць. З них 4 статті у фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України, 8 ? у матеріалах конференцій і симпозіумів.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, чотири розділи, висновок, список використаних джерел та чотири додатки. Загальний обсяг дисертації ? 185 сторінки, з яких основний зміст викладений на 145 сторінках, містить 47 рисунків. Список використаних джерел складається з 129 найменувань. Додатки містять програми розв'язання задач на комп'ютері, результати розрахунків та акти впровадження результатів роботи.
Основний зміст роботи
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, зазначено зв'язок з науковими програмами, планами та темами, сформульовано мету та задачі досліджень. Також охарактеризовано наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, наведено інформацію про впровадження результатів роботи, їх апробацію та публікації.
У першому розділі проаналізовано сучасний стан питання аналізу задач контролю біомедичних сигналів і запропоновано системне обґрунтування функціональних особливостей побудови засобів контролю шляхом застосування оптико-електронних технологій. Приведено огляд і аналіз засобів контролю рівня периферичної мікроциркуляції. Сформульовано вимоги щодо концепції побудови засобу контролю "око-процесорного” типу, задач аналізу біомедичних сигналів.
Показано високу ефективність засобів контролю, які базуються на принципі часової дискретизації і математичному апараті ЛЧФ за рахунок багатофункціональності, паралельності і самоуправління.
Проведений аналіз оптико-електронної елементної бази показує її високу ефективність при побудові засобів контролю, перетворення й обробки біомедичних сигналів за рахунок багатофункціональності, паралельного процесу обробки фотоплетизмографічної інформації.
Отримані результати дозволили визначити подальший напрямок досліджень. Для підвищення чутливості та вірогідності контролю рівня периферичної мікроциркуляції доцільним є подальше дослідження даних засобів контролю "око-процесорного” типу.
У другому розділі розроблено та удосконалено теоретичні основи вимірювального перетворення ФПГ інформації та запропоновано математичні моделі та еталони-маски для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції.
Проведено математичний опис взаємодії оптичного випромінювання в біологічних об'єктах.
Взаємодія випромінювання, зокрема інфрачервоного та прилеглих до нього діапазонів, з поверхнею біотканини та трансформацією його усередині функціонуючої системи є надто складним процесом. Цей процес розповсюдження оптичного випромінювання можна описати за допомогою стаціонарної теорії передачі випромінювання (ТПВ), а саме інтегрально-диференціальним рівнянням:
(1)
де I (r,s) - вiдбиття вiд точки r у напрямку s, t=a+s - абсолютний коефiцiєнт послаблення, a - коефiцiєнт поглинання, s - коефiцiєнт розсiювання, f (s,s') - функцiя розсіювання фази, ' - тiлесний кут.
При цьому світлове поле в неоднорідному середовищі (рис.1) може бути представлено як сукупність світлових пучків різного напрямку, кожен з яких характеризується чотири-компонентним вектор-параметром Стокса , де , де S1 - параметр, що відповідає певній інтенсивності пучка.
При цьому вектор-параметр Si визначається
(2)
де S1 - параметр, що відповідає повній інтенсивності пучка; S2, S3 - інтенсивності пучків, що орієнтовані під кутами 0о і 45о до площини опромінювання відповідно; S4 - інтенсивність правоциркулярних пучків; де - 16-ти - параметрична матриця розсіювання і записується як
(3)
У 16-ти параметрах містить всю доступну оптичним методам інформацію про оптичні характеристики даного біологічного об'єкту досліджень.
Позначимо I1=f (I0,R,) як функцію інтенсивності проміння, що є складовою і визначається першократним відбиванням r1 (залежить від вмісту меланіну, показників пігментації шкіри та інш.) виключно від поверхневої межі епідермісу біотканини, що залежить від першопочаткової інтенсивності падаючого випромінювання I0=f (л), а також кута його падіння и при умові, коли здійснюється закон Ламберта Iи= I0 cos (и). I2=f (I0, P, л, ?, и') - вклад у сумарну інтенсивність відбитого проміння, що зумовлений верхньою півсферою джерела розсіювання і залежить від тілесної індикатриси (альбедо) f (и, и'), інтенсивності розсіювання I0 (, и'), що здіймається у верхній тілесний кут 2р та глибини проникнення фотона. При цьому інтенсивність відбитого променю на глибині, що досліджується, можна визначити як
Ii = I i-1 - I1 = f (I0', P, л, ?, и') - f (I0'',R,). (4)
Це рівняння дає можливість контролю рівня периферичної мікроциркуляції на певній довжині хвилі зондуючого випромінювання та підвищує достовірність до 10 % при контролі стану периферичних судин.
При цьому коефіцієнт дифузного відбивання в біотканині можна записати у вигляді
(5)
де , - показання значень приладу для об'єкта вимірювання та зразкового засобу відповідно, - коефіцієнт дифузного відбивання від стінок біотканини.
Проводилося оцінювання фотоплетизмографічної інформації для визначення ступеня патології печінки на основі отриманих ФПГ показників периферичної мікроциркуляції. Застосування математичного апарату нечіткої логіки може бути важливим у випадках необхідності визначення ймовірності взаємозв'язку патологічних станів, які мають різні клінічні характеристики.
Рівень патології окремих внутрішніх органів (печінка) визначається за значеннями коефіцієнта асиметрії в ХРС
, (6)
де , - значення коефіцієнта асиметрії у відповідних ХРС.
За допомогою засобу контролю визначаються рівні мікроциркуляції ХРС і визначаються коефіцієнти асиметрії:
Кас. (л) =; (7)
при Ах, у ;
Кас. (пр) =; (8)
при Ах, у ;
Кас. =, (9)
де Ах,y - рівень мікроциркуляції сегментів, що досліджуються.
Математичні рівняння для контролю функціонального стану печінки на основі отриманих ФПГ записано у вигляді:
Норма
(10)
патологія 1 рівня
(11)
патологія 2 рівня
(12)
патологія 3 рівня
(13)
патологія 4 рівня
(14)
патологія 5 рівня
(15)
Визначається рішення d0, для якого
. (16)
В роботі отримано еталони маски на основі застосування методу вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, що дозволяє підвищити достовірність при дослідженнях. ФПГ сигнал складається із набору точок . Значення можуть бути замінені середнім значенням a і на піврізницею d:
(17)
Якщо різниця достатньо мала, ми можемо замінити усе вихідне зображення , зображенням, що складається із однієї точки . Подивимось чим же являється ця :
(17)
Згідно описаного методу формуються еталони-маски, які визначають ступень відхилення від норми ФПГ
У третьому розділі подано структурну схему засобу контролю периферичної мікроциркуляції "око-процесорного” типу та розроблено алгоритмічну та програмну частину.
Засіб контролю дозволяє реєструвати інформацію, подану у формі зорового середовища, виділяти певні ознаки біооб'єкта і відшукує вирішення автоматично або за участю оператора.
Загальна структурна схема засобу контролю "око-процесорного" типу рівня периферичної мікроциркуляції має блок сенсорів (ОВ), блок вимірювальних фотоплетизмографічних перетворювачів (ФП), блок підсилювачів (П), мікроконтролер з вбудованим АЦП, блок гальванічної розв'язки (БГР), інтерфейс (ПІ), мікрокомп'ютер (ПК).
Запропоновано алгоритм роботи засобу контролю "око-процесорного” типу (рис.4). Розроблено рекомендації щодо технічної реалізації оптико-електронного засобу контролю гемодинамічних показників для обробляння фотоплетизмографічної шляхом використання уніфікованих оптико-електронних перетворювачів світлових потоків для реєстрації рівня периферичної мікроциркуляції, виготовлено макетний зразок засобу контролю.
В роботі для фільтрації ФПГ використано нерекурсивний фільтр нижніх частот шляхом апроксимації значень відліків у вхідній послідовності за допомогою параболічного степеневого ряду по методу найменших квадратів. Результати обробляння представлено на рис.6, де а) ФПГ до обробки; б) ФПГ після обробки. При опрацюванні ФПГ для кожної точки будемо використовувати апроксимацію до цієї точки з урахуванням попередніх 2-х точок і наступних 2-х точок (тому першою точкою обробки є 3-тя точка). У випадку параболічної апроксимації маємо поліном виду:
, (18)
де p (nT + kT) - значення параболи для кожного з п'яти значень k (-2,-1,0,1,2). Змінні s0 (nT), s1 (nT) та s2 (nT) треба визначити для наближення параболою кожної з п'яти вхідних точок даних.
У четвертому розділі проведено аналіз похибок та оцінювання достовірності контролю, а також наведено експериментальні дослідження визначення рівня периферичної мікроциркуляції.
В засобі контролю сумарна похибка дорівнює:
(19)
де - динамічна похибка, що викликана зміною вхідної величини за час перетворення; - методична похибка квантування (шуми квантування). До методичних похибок відносяться: похибка просторової дискретизації (похибки відповідно по осі Х і по осі В), похибка часової дискретизації і похибка квантування ; - інструментальна похибка, що виникає внаслідок впливу випадкових факторів, які пов'язані з фізичною природою і технічною реалізацією компонентів системи і залежать від неідеальності їхніх характеристик (технологічного розкиду).
Розроблено узагальнену структуру вимірювального каналу засобу контролю "око-процесорного" типу. Структура вимірювального каналу відноситься до типу схем прямого перетворення та показано вплив різних похибок на результат вимірювання, які виникають в різних частинах|частках| вимірювального каналу.
Коефіцієнти перетворення окремих ланок не залежать від значення амплітуди сигналу, коефіцієнт передачі визначається як множення|добуток| коефіцієнтів передачі окремих вузлів вимірювального каналу. В цьому випадку рівняння перетворення має вигляд|вид|
, (20)
де K - коефіцієнт передачі вимірювального каналу.
В таблиці 1 наведено основні технічні та метрологічні характеристики засобу контролю "око-процесорного” типу.
Таблиця 1
Основні технічні та метрологічні характеристики засобу контролю "око-процесорного” типу
|
№ |
Параметр |
Значение |
|
|
1. |
Діапазон довжини хвилі |
640, 805 (нм) |
|
|
2. |
Тактова частота АЦП |
400 Гц |
|
|
3. |
Абсолютна похибка по яскравості |
До 0,04 (срм2) |
|
|
4. |
Методична похибка: оптичного сенсора оптичних первинних перетворювачів |
до 3,5 % до 2,5 % |
|
|
5. |
Інструментальна похибка |
1.8 % |
|
|
6. |
Загальна похибка засобу контролю |
До 4, 5 % |
Проаналізовано вплив похибок використаного вимірювального перетворювача можна звести до виду аналітичної функції (рис.8)
. (21)
В роботі за допомогою засобу контролю досліджено мозковий кровообіг. За допомогою застосування засобу контролю рівня периферичної мікроциркуляції було обстежено 105 пацієнтів, які мали клінічні ознаки, що свідчили про порушення мозкового кровотоку (головокружіння, підвищення артеріального тиску, головний біль, порушення зору). Результати обстежень зведені в таблиці 2.
Таблиця 2
Рівень периферичної мікроциркуляції мозкової гемодинаміки до і після лікування
|
Показники |
До лікування |
Після лікування |
р (t) |
||
|
n |
M--±?m |
M?±?m |
|||
|
А1 |
105 |
0.052 ± 0.003 |
0.077 ± 0.003 |
<0.001 |
|
|
А2 |
105 |
0.085 ± 0.008 |
0.121 ± 0.004 |
<0.001 |
|
|
А4 |
105 |
0.061 ± 0.003 |
0.111 ±--0.038 |
>0.05 |
|
|
А2/А4 |
105 |
1.307 ± 0.030 |
2.036 ± 0.060 |
<0.001 |
|
|
Т1 (с) |
105 |
0.052 ± 0.001 |
0.025 ± 0.003 |
>0.05 |
|
|
Т2 (с) |
105 |
0.192 ± 0.011 |
0.061 ± 0.005 |
<0.001 |
|
|
Vмакс. |
105 |
1.057 ± 0.084 |
3.712 ± 1.379 |
>0.05 |
|
|
Vсер. |
105 |
0.157 ± 0.009 |
0.992 ± 0.057 |
<0.001 |
Після вертебрологічного лікування відмічено достовірне збільшення (p<0,001) амплітуди артеріального притоку (А2), зростання (p<0,001) співвідношення артеріального притоку та венозного відтоку (А2/А4) на користь першого, дещо збільшувалась максимальна швидкість (Vмакс) артеріального кровонаповнення (p>0,05), значно зростала середня швидкість (Vсер.) повільного кровонаповнення (p<0,001). Останнє свідчить про покращення мікрогемодинаміки в тканинах головного мозку. Показники, одержані після лікування, практично не відрізнялись від контрольних (р>0,05).
Підтверджено взаємозв'язок біомедичних факторів, які стосуються змін гемодинамічних показників. Коефіцієнт кореляції складає до терапії rxy = 0.627, після терапії rxy = 0.657, середня помилка коефіцієнта кореляції , достовірність коефіцієнта кореляції , що показує на об'єктивність отриманих даних при дослідженнях.
Основні результати роботи та висновки
У дисертаційній роботі вирішено актуальну задачу, яка полягає у вдосконаленні фотоплетизмографічних методів та розробленні засобів контролю "око-процесорного” типу периферичної мікроциркуляції, що забезпечує підвищення вірогідності контролю гемодинамічних показників.
Отримано такі основні наукові та практичні результати:
1. Удосконалено архітектуру засобів контролю "око-процесорного” типу для оцінювання периферичної мікроциркуляції, що дозволяє підвищити вірогідність і функціональні можливості засобу контролю при комплексному діагностуванні судинної системи.
2. 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 % при контролі стану периферичних судин.
3. Вперше отримано математичні моделі контролю гемодинамічних показників на основі нечітких множин, що дозволяє проводити аналіз стану окремих органів шляхом обробляння фотоплетизмографічної інформації.
4. Вперше отримано еталони-маски на основі застосування методу вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, що, на відміну від аналогів, підвищує достовірність при дослідженнях.
5. Удосконалено оптико-електронні структури "око-процесорного” типу, які, на відміну від аналогів, дозволяють підвищити інформативність обробляння фотоплетизмографічної інформації.
6. Запропоновано алгоритм обробки фотоплетизмографічних даних при контролі судинних захворювань, що| дозволяє більш ретельно оцінити глибину патологічного процесу.
7. Проаналізовано похибки засобу контролю та наведено шляхи їх зменшення, а також оцінено достовірність при контролі геодинамічних показників, при цьому коефіцієнт кореляції складає rxy = 0,627, середня помилка коефіцієнта кореляції , достовірність коефіцієнта кореляції , що показує на об'єктивність отриманих даних при дослідженнях.
8. Наведено рекомендації щодо технічної реалізації оптико-електронного засобу контролю гемодинамічних показників для обробляння фотоплетизмографічної інформації шляхом використання уніфікованих оптико-електронних перетворювачів світлових потоків для реєстрації рівня периферичної мікроциркуляції.
9. Здійснено апаратно-програмну реалізацію засобу контролю для оцінювання біомедичних сигналів на основі отриманих фотоплетизмограм.
10. Проведено експериментальні дослідження при контролі рівня мікроциркуляції у хворих на базі Волинського обласного санаторію матері та дитини "Пролісок”; Українського науково-дослідного інституту реабілітації інвалідів (м. Вінниця), а результати роботи впроваджено у навчальному процесі кафедри лазерної та оптоелектронної техніки Вінницького національного технічного університету.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Павлов С.В., Станіславчук М.А., Хоменко В.М., Ахмед А. Авад. Оптико-електронні технології при аналізі кровопостачання чутливих точок у хворих на фіброміалгію // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. - 2005. - № 1 (9). - С.125-129.
2. Павлов С.В., Ахмед Авад, Колісник П.Ф., Хомовський В.В. Кореляційний аналіз позитивних змін показників гемодинаміки та мікроциркуляції шляхом застосування фотоплетизмографічних технологій // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 2005. - № 2. - С.147 - 151.
3. Павлов С.В., Ахмед А. Авад, Василініч Т.М. Застосування вейвлет-перетворення для аналізу фотоплетизмографічних даних // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. - 2006. - 1 (11). - С.151 - 155.
4. Павлов С.В., Колісник П.Ф., Семенец О.М., Ахмед Авад, Хомовський В.В. Оптико-електронні інформаційні технології контролю фотоплетизмо-графічних сигналів // Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія. - 2006. - 3 (7). - С.85-91.
5. Хіміч С.Д., Каштелян О.В., Ахмед Авад. Фотоплетизмографічні методи при вивченні особливостей кровопостачання органів та тканин у людей з ожирінням // Матеріали ІІI Міжнародної науково-технічної конференції "Оптоелектронні інформаційні технології "Фотоніка ОДС-2005”. - Вінниця. - 2005. - С.172-173.
6. Станіславчук М.А., Павлов С.В., Шевчук С.В., Ахмед Авад. Застосування лазерного випромінювання при діагностиці уражень судин у хворих на системний червоний вовчак // Матеріали ХХІV Международной научно-практической конференции "Применение лазеров в медицине и биологии”. - Ялта. - 2005. - С.97 - 100.
7. Станіславчук М.А., Шевчук С.В., Ахмед Авад. Застосування лазерних фотонних технологій при діагностиці уражень судин у хворих на системний червоний вовчак // Матеріали ХХV Міжнародної науково-практичної конференції "Применение лазеров в медицине и биологии”. - Луцьк. - 2006. - С.51 - 52.
8. Барило А.С., Бариляк А.Я., Ахмед Авад. Использование фотоплетизмографических методов для оценки верхушечных периодонтитов // Матеріали ХХV Міжнародної науково-практичної конференції "Применение лазеров в медицине и биологии”. - Луцьк. - 2006. - С.12 - 13.
9. Павлов С., Ахмед Авад, Гладська О. Пристрій для аналізу фотоплетизмограм // Матеріали ХХV Міжнародної науково-практичної конференції "Применение лазеров в медицине и биологии”. - Луцьк. - 2006. - С.123.
10. Барило А.С., Павлов С.В., Ахмед Авад. Анализ микроциркуляторных нарушений при воспалительных процессах в челюстно-лицевой области // Матеріали ХХV Міжнародної науково-практичної конференції "Применение лазеров в медицине и биологии”. - Луцьк. - 2006. - С.13 - 14.
11. Станіславчук М.А., Хоменко В.М., Ахмед А. Авад, Ганиш Н.В. Фотонні технології при аналізі кровопостачання чутливих точок у хворих на фіброміалгію // Матеріали ХХV Міжнародної науково-практичної конференції "Применение лазеров в медицине и биологии”. - Луцьк. - 2006. - С.73 - 74.
12. Павлов С., Барило О. Ахмед Авад. Оптоелектронні технології аналізу мікроциркуляції в щелепно-лицьовій області // Матеріали II Міжнародної науково-технічної конференції "Сучасні проблеми мікроелектроніки, радіоелектроніки, телекомунікації та приладобудування (СПМРТП-2006)". - Вінниця. - 2006. - С.153 - 154.
периферична мікроциркуляція засіб контроль
Анотації
Ахмад Абдул Рахман Мох-д Авад. Засоби контролю рівня периферичної мікроциркуляції. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 - Прилади і методи контролю та визначення складу речовин. - Вінницький національний технічний університет, Вінниця - 2007.
Дисертацію присвячено реалізації фотоплетизмографічних методів та розробленню засобів контролю "око-процесорного” типу периферичної мікроциркуляції, які забезпечують підвищення вірогідності контролю гемодинамічних показників. В роботі 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, вперше отримано математичні моделі контролю гемодинамічних показників на основі нечітких множин, що дозволяє проводити аналіз стану окремих органів шляхом обробляння фотоплетизмографічної інформації, вперше отримано еталони-маски на основі застосування методу вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, що дозволяє підвищити достовірність при дослідженнях, удосконалено оптико-електронні структури засобу контролю "око-процесорного” типу. Наведено рекомендації щодо технічної реалізації оптико-електронного засобу контролю гемодинамічних показників для обробляння фотоплетизмографічної інформації шляхом використання уніфікованих оптико-електронних перетворювачів світлових потоків для реєстрації рівня периферичної мікроциркуляції.
Ключові слова: засоби контролю, пульсова хвиля, загальна локальна регіонарна гемодинаміка, фотоплетізмограма, периферична мікроциркуляція периферійних судин.
Ahmad Abdul Rahman Moh-d Avad. Control Device of Level of Peripheral Microcirculation. - A manuscript.
Thesis for the Candidate's degree on speciality 05.11.13 - Control Device and Methods and Substance Determination. Vinnytsia National Technical University, Vinnytsia - 2007.
Dissertation is devoted realization of photopletizmograph methods and development of control devices "eye-processor" type for evaluation of peripheral microcirculation, which provide the increase of authenticity of control of haemodynamic indexes. The method of control of level of peripheral microcirculation is in-process improved on a certain wave-length sounding radiation that consists in registration of the reflected light stream by optical-electronic facilities "eye-processor" type, the mathematical models of control of haemodynamic indexes are first got on the basis of fuzzy logic, that allows to conduct the analysis of the state of separate organs by proceeding of photopletizmograph information, the masks of standards are first got on the basis of application of method of wavelet-transformation for the exposure of level of pathologies of peripheral that allows to promote authenticity at researches, the optoelectronic structures of control are improved "eye-processor" type. Recommendations are resulted in relation to technical realization optoelectronic control haemodynamic indexes for proceeding of photopletizmograph by the use of compatible optoelectronic transformers of light streams for registration of level of peripheral microcirculation.
Key words: control device, pulse wave, local regional haemodynamic, photopletizmograph, peripheral microcirculationАННОТАЦИЯ
Ахмад Абдул Рахман Мох-д Авад. Средства контроля уровня периферической микроциркуляции. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.13 - Приборы и методы контроля и определения состава веществ. - Винницкий национальный технический университет, Винница. - 2007.
Диссертация посвящена реализации фотоплетизмографических | методов и разработке средств контроля "глаз-процессорного” типа для оценки уровня периферической микроциркуляции, которые|какие| обеспечивают повышение достоверности контроля гемодинамических показателей.
В работе усовершенствован метод контроля уровня периферической микроциркуляции на определенной длине волны зондируючего излучения, сущность которого состоит в регистрации отраженного светового потока оптико-электронным средством "глаз-процессорного типа”, что в отличие от аналогов позволило повысить достоверность на 10 % при контроле состояния периферических сосудов, впервые получены математические модели для контроля гемодинамических показателей на основе алгебры нечеткой логики, которая позволяет производить анализ состояния периферической микроциркуляции на основе регистрации фотоплетизмографической информации, впервые получены эталоны-маски на основе применения аппарата вейвлет-преобразования для выявления уровня патологий периферической микроциркуляции, что повышает достоверность при исследовании, усовершенствованы оптико-электронные структуры "глаз-процессорного” типа, которые в отличие от аналогичных, позволяют повысить эффективность обработки фотоплетизмографической информации.
Практическая ценность работы состоит в том, что предложены технические решения реализации оптико-электронного средства контроля гемодинамических показателей путем обработки фотоплетизмографической информации для повышения достоверности и функциональных возможностей.
Теоретические и практические исследования, изложенные в диссертации, позволили: разработать унифицированные оптико-электронные преобразователи для параллельной регистрации фотоплетизмографической информации программно-алгоритмическое обеспечение для анализа фотоплетизмо-графической информации.
Отдельные разработки диссертационной работы внедрены на базе Украинского научно-исследовательского института реабилитации инвалидов (г. Винница), Волынского областного санатория матери и ребенка "Пролисок”. Также теоретические результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре ЛОТ ВНТУ в рамках специализации "Лазерная и оптоэлектронная техника в биомедицинских системах и аппаратах" при изложении таких дисциплин, как: "Схемотехника биомедицинских оптико-электронных аппаратов", "Системотехника оптико-электронных и лазерных систем", "Методы обработки и распознавания биомедицинских изображений", "Обработка биомедицинских изображений".
Ключевые слова: средства контроля, пульсовая волна, общая локальная регионарная гемодинамика, фотоплетизмограмма, периферическая микроциркуляция периферических сосудов.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Новий клас неінвазивних інтелектуальних біооко-процесорних оптико-електронних систем та приладів для діагностики рівня периферійного кровонаповнення з керованою динамікою характеристик оптичного випромінювання. Діагностика гемодинамічних показників.
автореферат [96,1 K], добавлен 04.04.2009Вивчення функціонального стану мікроциркуляції крові за допомогою методу лазерної допплерівської флоуметрії. Виявлення залежності особливостей мікроциркуляції крові від індивідуально-типологічних особливостей вищої нервової діяльності студентів.
статья [337,9 K], добавлен 21.09.2017Дослідження клініко-неврологічних особливостей перебігу ішемічного інсульту,який клінічно розвинувся вперше, та їх прогностичної оцінки. Прогностичні аспекти клініко-лабораторних показників периферичної крові, біохімічних показників, рівня СРП у крові.
автореферат [29,2 K], добавлен 10.04.2009Запальний процес як ведуча патогенетична ланка захворювань. Історія досліджень та порушення мікроциркуляції кровотоку. Еміграція лейкоцитів периферичної крові у вогнище запалення. Спеціалізовані функції нейтрофілів, моноцитів, еозинофілів та фагоцитоз.
реферат [44,7 K], добавлен 10.03.2009Історія розвитку лікарського законодавства до об'єднання Європи. Єдині стандарти контролю якості лікарських препаратів. Органи ліцензування і контролю. Державна система контролю якості лікарських засобів в Україні. Фармакопея США і Національний формуляр.
курсовая работа [75,7 K], добавлен 30.11.2014Вивчення рівня реактивної відповіді поліморфноядерних нейтрофільних лейкоцитів периферійної крові у дітей із сколіозом і здорових дітей у віці 7-10 років. Визначення залежності від полу і показників, що характеризують реактивну відповідь нейтрофілів.
статья [20,0 K], добавлен 31.08.2017Мікоплазмові інфекції – провідне місце серед інфекцій, що передаються статевим шляхом. Ефективність лікування урогенітального мікоплазмозу у жінок за рахунок раціональної системи діагностики, лікування і контролю ерадикації мікоплазмової інфекції.
автореферат [44,4 K], добавлен 06.04.2009Розробка науково обгрунтованого складу, технології та методик контролю якості вагінальних супозиторіїв з Протефлазідом. Вивчення провідної можливості використання культури клітин крові для дослідження імунної активності розчинних лікарських засобів.
автореферат [105,9 K], добавлен 04.04.2009Российские нормативные документы, регламентирующие производство лекарственных средств. Структура, функции и основные задачи испытательной лаборатории по контролю качества лекарственных средств. Законодательные акты РФ об обеспечении единства измерений.
методичка [294,7 K], добавлен 14.05.2013Клінічні особливості перебігу дисциркуляторної енцефалопатії у хворих з цукровим діабетом ІІ типу. Структурних змін речовини головного мозку у обстежених хворих. Особливості церебральної і периферичної гемодинаміки. Метаболічні порушення у хворих.
автореферат [36,8 K], добавлен 07.04.2009Характер клініко-рентгенологічного прояву пародонтиту у хворих на цукровий діабет 2 типу в залежності від тяжкості захворювання, характеристика параметрів ліпідного спектру сироватки крові. Можливість застосування показників в концентрації ІА-1В.
автореферат [56,2 K], добавлен 03.04.2009Розлади ходи є наслідком дисфункцій периферичної і центральної нервової системи, м’язово-скелетної системи, нормального старіння. Аналіз порушень ходи при хворобі Паркінсона та споріднених з паркінсонізмом нейродегенераціях. Підвищення якості діагнозу.
автореферат [55,0 K], добавлен 21.02.2009Діяльність компанії у галузі фармацевтики. Державне управління у сфері виробництва, контролю якості та реалізації лікарських засобів. Право інтелектуальної власності. Законодавство у галузі фармацевтики. Виробництво лікарських засобів на України.
курсовая работа [51,1 K], добавлен 17.11.2014Вплив поетапних диференційованих методів лікування невропатії лицьового нерва на клініко-неврологічний та нейрофізіологічний статус, стан гемодинаміки, реґіонарного кровообігу, метаболічних показників крові осіб похилого віку. Розробка методів корекції.
автореферат [33,8 K], добавлен 21.03.2009Основні порушення мікроциркуляції, утилізації і транспорту кисню, регіональні вазомоторні порушення у хворих з діабетичною стопою. Порушення процесів апоптозу при гнійно–запальних процесах при синдромі діабетичної стопи на фоні цукрового діабету.
автореферат [86,2 K], добавлен 05.04.2009Вивчення функціональних показників (периферичного зору та гостроти) та клінічного стану оперованих очей, морфологічні зміни диска зорового нерва, стан сітківки в макулярній зоні, частоту й характер ускладнень після операції факотрабекулотомії в динаміці.
автореферат [30,7 K], добавлен 11.04.2009Діагностика коронарного синдрому Х на основі визначення особливостей клінічного перебігу, неінвазивних маркерів атеросклерозу, стану ендотеліальної функції, вегетативної регуляції серцевого ритму та зміна цих показників під впливом терапії І-АПФ.
автореферат [47,1 K], добавлен 19.03.2009Система діагностичних заходів лімфопроліферативних новоутворень орбіти і придатків ока шляхом раціонального використання клінічних, морфологічних, імуногістохімічних і цитогенетичних методів дослідження, значимість цитогенетичної характеристики.
автореферат [30,3 K], добавлен 04.04.2009Обґрунтування спектрального діапазону для виконання неінвазивного вимірювання глюкози в крові людини. Дослідження функціональних перетворень для ідентифікації абсорбційних спектрів глюкози. Розробка та структура вимірювального каналу для аналізатора.
автореферат [24,3 K], добавлен 12.07.2015Суть хірургічного лікування відкритокутової глаукоми в поєднанні з катарактою. Динаміка функціональних показників (гостроти і периферичного зору) оперованих очей. Морфологічні зміни диска зорового нерва, частота й характер ускладнень після операцій.
автореферат [30,0 K], добавлен 09.04.2009
