Автореферат (1025403)
Текст из файла
На правах рукописиБорисов Василий ИльичМНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАДИОФИЗИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГАСпециальность 05.11.17 – Приборы, системы и изделия медицинскогоназначенияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2016Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Уральский федеральный университет именипервого Президента России Б.Н. Ельцина»Научный руководитель:Кубланов Владимир Семенович,доктор технических наук, доцент.Официальные оппоненты:Обухов Юрий Владимирович,докторфизико-математическихнаук,Федеральноегосударственноебюджетноеучреждение науки Институт радиотехники иэлектроники им.
В.А. Котельникова Российскойакадемии наук, заведующий лабораторией методовприменения ЭВМ в научных исследованиях;Веснин Сергей Георгиевич,кандидат технических наук, ООО «Фирма РЭС»,генеральный директор.Ведущая организация:Общество с ограниченной ответственностью«Научно-производственная инновационная фирма«ГИПЕРИОН», г. Москва.Защита состоится «15» февраля 2017 г. в 14:00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.141.14 при Московском государственномтехническом университете имени Н.Э. Баумана в зале Ученого Совета по адресу105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д.5, стр.1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им.
Н.Э. Баумана и насайте www.bmstu.ruАвтореферат разослан « ___ » __________ 2016 г.Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просьбанаправлять по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр.1,МГТУ им. Н.Э. Баумана, ученому секретарю диссертационного советаД 212.141.14.Ученый секретарьдиссертационного советаСамородов АндрейВладимировичОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫАктуальность темы исследования: Перспективным направлением пораннему выявлению признаков заболеваний является развитие технологий иметодов динамической оценки функций органов и систем. Для мониторингафункциональных изменений в тканях головного мозга применяются различныенейрофизиологические методы, из которых наиболее перспективнымиявляются (Кубланов В.
С. дисс. д.т.н., 2009): неинвазивные или минимально инвазивные; позволяющие мониторировать процессы в режиме реального временибез ограничения продолжительности исследования; не использующие зондирующих сигналов и физических полей,которые изменяют электрофизические характеристики тканей мозга и влияютна изменение активности его отделов; не вызывающие у пациента дискомфорта при проведенииисследований; доступные по стоимости.Наиболее распространенными на сегодняшний день из инструментальныхметодов диагностики головного мозга являются электроэнцефалография,магнитоэнцефалография,позитронно-эмиссионнаятомография,функциональнаямагнитно-резонанснаятомография,однофотоннаяэмиссионная томография. К этим методам относится и исследованиясобственного электромагнитного излучения тканей головного мозга, которыеявляются относительно новым методом, хотя первые работы появились еще в70-х годах прошлого столетия.Из возможных вариантов построения радиофизического комплекса внастоящей работе рассматривается вариант, в котором одним изинформационных каналов является СВЧ радиотермограф, обеспечивающийрегистрацию собственного электромагнитного излучения глубинных структурголовного мозга в режиме мониторирования функциональных процессов в еготканях.
Такой режим предусматривает непрерывную регистрациюбиомедицинских сигналов на интервале наблюдения, длительность которогоопределяетсявременемформированияфизиологическогофеномена,изучаемого во время исследования. В контексте этого особая роль при такихисследованиях принадлежит функционально-нагрузочным пробам, которые втой или иной степени могут воздействовать на гомеостаз гемо- иликвородинамики в тканях головного мозга и провоцировать физиологическиеизменения, являющиеся предметом исследования. Исходя из этого, приформированиитактико-техническихтребованийкперспективномурадиофизическому комплексу мы ограничили время исследований интерваломот 5 до 30 минут, в течение которого комплекс должен обеспечиватьодновременную регистрацию биомедицинских сигналов радиометрическогоинформационного канала и сигналов, формируемых в информационныхканалахстандартнойфункциональнойдиагностики(например,вэлектроэнцефалографе,электрокардиографе,регистраторекожногальванической реакции, фотоплетизмографе, пульсооксиметре и т.д.) с1целью получения интегративной оценки качества регуляции разныхрегуляторных систем организма, обеспечивающих гомеостаз головного мозга.Создание подобного многоканального радиофизического комплекса являетсяактуальной задачей, решение которой должно повысить качество раннейдиагностики.Цель работы: Разработка многоканального радиофизического комплексадля функциональных исследований головного мозга.Исходя из этого, был определен перечень задач, которые потребовалосьрешить для достижения поставленной в работе цели:1.
Провестианализсхемно-техническихрешенийСВЧрадиотермографов,обеспечивающихрегистрациюсобственногоэлектромагнитного излучения глубинных структур головного мозга в режимемониторирования и определить те характеристики, которые являютсяпроблемными для реализации этого режима.2. Определить состав радиофизического комплекса для функциональныхисследований головного мозга, реализующего принципы комплексирования врежиме реального времени биомедицинских сигналов, характеристики которыхопределяются собственным электромагнитным излучением головного мозга иизменениями вегетативной и центральной нервных систем.3.
Разработать схемно-технические и программно-алгоритмическиерешенияСВЧ радиотермографа, обеспечивающиеобнаружение иколичественные оценки информационных паттернов сигналов примониторировании функциональных изменений в тканях головного мозга.4. Исследовать мультифрактальность кратковременных временныхрядов (ВР) выходных сигналов СВЧ радиотермографа при их минимальнойдлительности 5 минут.5. Разработать алгоритм и программное обеспечение для получениякомплексных оценок мультифрактального формализма при совокупнойобработке биомедицинских сигналов радиофизического комплекса.6.
Исследовать совокупные оценки мультифрактального формализмасобственного электромагнитного излучения головного мозга и характеристиквариабельности сердечного ритма (ВСР) при клинической апробациирадиофизического комплекса.Методы исследования: Поставленные в работе задачи решались сиспользованием теории биотехнических систем, системного анализа,математическогомоделирования,СВЧрадиометрии,теориимультифрактального формализма и методов математической статистики приисследовании биомедицинских сигналов.Научная новизна работы состоит в следующем:1.
РезультатыисследованийхарактеристикконтактногоСВЧрадиотермографа, предназначенного для мониторирования собственногоэлектромагнитного излучения головного мозга, позволившие оптимизироватьхарактеристики антенны-аппликатора (АА) с контактными штырями, уточнитьроль подшумливания границы АА-тело и обосновать схемно-техническое ипрограммно-алгоритмическое решения, обеспечивающие минимизациюошибок оценок параметров электромагнитного излучения головного мозга от2коэффициента отражения АА с телом за счет учета потерь в элементах схемытермобаланса радиотермографа.2. Получены подтверждения возможности описания кратковременныхсигналов собственного электромагнитного излучения головного мозга какмультифрактальных сигналов и сделаны оценки их параметров, которыесогласуются с соответствующими показателями Херста собственногоэлектромагнитного излучения головного мозга и сигналов ВСР.3.
Предложен принцип комплексирования СВЧ радиотермографа иприборов для функциональной диагностики вегетативной и центральнойнервных систем в многоканальном радиофизическом комплексе, а такжесоответствующая методика совместного анализа биомедицинских сигналов.4. На основе предложенной методики получены количественные оценкивлияниявегетативнойрегуляциинаформированиесобственногоэлектромагнитного излучения головного мозга.5. Обнаруженасогласованностьдинамикиизменениякросскорреляционного показателя Херста у больных пациентов до лечения ипосле реабилитационного курса с клиническими данными лечебного процесса.Теоретическая и практическая значимость работы: сформулированы принципы комплексирования многоканального СВЧрадиотермографа и измерителей характеристик вегетативной и центральнойнервных систем в составе радиофизического комплекса; полученыдоказательствамультифрактальнойприродыкратковременных сигналов собственного электромагнитного излученияголовного мозга; получены оценки роли вегетативной регуляции при формированиисобственного электромагнитного излучения головного мозга; разработана математическая модель структуры АА-тело дляисследований в среде FEKO с помощью гибридного метода моментов/методаконечных элементов различных вариантов вибраторных АА; изготовлены экспериментальные образцы вибраторной АА сконтактными штырями и проведены их лабораторные испытания, которыеподтвердили адекватность разработанной математической модели структурыАА-тело; разработаны программы для решения задачи минимизации ошибкиоценки параметров электромагнитного излучения головного мозга откоэффициента отражения АА с телом; предложены схемно-технического решения, которые позволяюткомпенсироватьпотеривСВЧэлементахсхемытермобалансарадиотермографа; получены оценки точности мультифрактальных методов сиспользованием модельных временных рядов разных типов генерации сигналовброуновского движения, которые применимы для исследования фрактальныххарактеристик реальных кратковременных биомедицинских сигналов; разработаны алгоритмы и их программное обеспечение в средеMATLAB для совокупного мультифрактального анализа выходных сигналов3СВЧ радиотермографа и приборов для функциональной диагностикивегетативнойицентральнойнервныхсистеммногоканальногорадиофизического комплекса.Внедрение результатов работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
