Автореферат (1144793), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Разработать способ количественной оценки структур фаций биоло-5гических жидкостей, с помощью статистического анализа изображения иустановить оптимальные наборы информативных признаков, характерныхдля здоровых людей и больных с патологией разной степени тяжести, дляих дальнейшего использования при автоматизированном анализе.6. Создать комплекс алгоритмов автоматизированного анализа маркерных структур фаций биологических жидкостей и составить их классификатор для аналоговой идентификации маркеров различных патологическихсостояний организма человека.Научная новизна. Решена важная научная проблема - дано экспериментально-теоретическое обоснование механизмов системной и локальнойорганизации БЖ в процессе клиновидной дегидратации при физиологических и патологических состояниях организма человека.При этом впервые:- показана общность процессов структуризации как в биологическихжидкостях, так и в искусственных белково-солевых жидкостях, установлено, что эти процессы могут быть описаны в рамках микрогидродинамикивязкой жидкости;- представлен математический аппарат описания процессов формирования фации биологических жидкостей, с учетом переноса растворенныхвеществ в различных областях капли, который оказывает заметное влияниена процесс пространственного перераспределения компонентов биологических жидкостей при дегидратации, что позволяет точнее представить механизм формирования системообразующих структур фации;- дано модельное описание движения границы между жидкой и твёрдой фазами от периферии к центру испаряющейся капли, что позволилоописать процесс формирования солевых зон и установить причины уменьшения концентрации белка в жидкой части капли, а также установить различия между этими процессами в биологических жидкостях, взятых от здоровых и больных людей;- определены особенности процессов дегидратации разных видовбиологических жидкостей (с фиксированным и с переменным краевым углом), что может быть использовано для дифференциального анализа структур биологических жидкостей здоровых людей и имеющих патологическиеотклонения;- на базе программы Mathematica 11.0 (Wolfram Research), а также известных и разработанных нами алгоритмов обработки изображений, созданасистема автоматизированного анализа текстур растровых изображений фаций биологических жидкостей и методы обработки данных, обеспечивающих количественную оценку результатов исследования структуры фацийбиологических жидкостей;- созданная система компьютерных алгоритмов позволяет определятьпараметры текстуры растрового изображения для решения задач их классификации и сравнительного анализа.6Практическая значимость работы.
Разработанный метод автоматизированного анализа фации биологических жидкостей даёт возможностьснизить субъективную составляющую и ускорить анализ морфологическихпоказателей изображений твердой фазы биологических жидкостей в процессе диагностики различных патологических состояний организма человека. Метод также даёт возможность исследовать не только структуру твердойфазы, но и динамику текстурных изменений на промежуточных этапах течения патологического процесса, что позволяет уточнить диагностическиеданные.Автоматизированный анализ твердой фазы биологических жидкостейдаёт возможность оперативно накапливать статистические данные исследования изображений для ретроспективной оценки и прогноза дальнейшеготечения патологических процессов.Предложенный набор алгоритмов явился основой для разработки программно-аналитического комплекса анализа фаций биологических жидкостей.
Данный комплекс открывает возможность скрининговых обследований больших контингентов населения при профилактических осмотрах,позволяет стандартизовать исследования фаций и получать унифицированные результаты независимо от квалификации исследователя.Разработанный метод текстурной сегментации растровых изображений может быть применён для решения соответствующих задач не тольков биологии и медицине, но и в иных предметных областях (геология, картография, материаловедение и др.).Достоверность и обоснованность результатов. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается сравнением теоретических расчетов с экспериментальными данными, с известными теориямив области их применимости и прямыми численными расчетами, а такжеобоснованностью физических представлений, положенных в основу предлагаемых моделей, и использованием апробированных методов исследования.Основные положения диссертации, выносимые на защиту:1.
Исследование процессов структурообразования при клиновиднойдегидратации модельных растворов – аналогов естественных биологическихжидкостей с различными сочетаниями белковых и солевых компонент позволили более точно описать динамику течений в капле, формирующихкраевую и центральную зоны осадка и показать, что структура краевой зоныфации формируется стадийно, с образованием концентрационных колец.2.
Использование модельных растворов с различными сочетаниямибелковых и солевых компонент даёт возможность более детально исследовать процессы формирования структуры фации и периодичность образования ее элементов, а также зависимость характера структуризации фации отпараметров исходной геометрии капли и её геометрических изменений впроцессе клиновидной дегидратации биологических жидкостей.73. Создана математическая модель транспортного распределениябелково-солевых компонент в капле биологической жидкости приклиновидной дегидратации, описывающая формирование структуры фацииот начальных этапов испарения капли до полной потери свободной воды, атакже дает общую картину движения фазового фронта и формированияпленки геля (фации), что позволяет описать профиль осадка и динамику егороста в условиях различного соотношения концентраций белок/соль.4. Гармоничный порядок трещин, характерный для фаций сывороткикрови здоровых людей, при патологических состояниях приобретает хаотичное расположение, при этом степень нарушения гармоничностирасположения трещин соответствует тяжести патологии.5.
Количественные оценки фаций биологических жидкостей, полученные с помощью статистического анализа изображения текстур, позволяют установить оптимальные наборы признаков, характерные дляздоровых людей и больных с патологией разной степени тяжести.6. На основе исследования маркерных структур фаций биологическихжидкостей создана система автоматизированного анализа этих структур исоставлен их классификатор, что даёт возможность объективизации диагностического процесса и применения аналоговой идентификации маркеровразличных патологических состояний организма человека.Личный вклад автора.
Автору принадлежит идея диссертационнойработы и ее реализация. Все лабораторные исследования, обработка полученных результатов, трактовка их значимости и формирование выводовосуществлены лично автором диссертации.Автор самостоятельно выполнил многочисленные экспериментальныеисследования в соответствии с поставленными задачами, создал экспериментальную установку, обработал, выполнил численные расчеты и проанализировал полученные результаты исследований.Проведенное автором экспериментально-теоретическое изучение процессов фазовых переходов различных видов жидкостей при клиновиднойдегидратации легли составной частью в основу нового научного направления - «Функциональная морфология неклеточных тканей».Публикации. Основные результаты работы изложены в 45 печатныхтрудах: в 1 монографии, в 27 статьях в журналах, включённых в переченьВАК, в 6 статьях в рецензируемых журналах, в 20 статьях, опубликованныхв сборниках научных трудов и в материалах конференций.
Получено 5 патентов РФ на изобретения.Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложенына международных, всероссийских конференциях и семинарах, в том числе:на международной конференции «Транспорт и потоки в жидкостях»,Москва, 19-23 июля 2003 г.; III Всероссийской научно-практической конференции «Функциональная морфология биологических жидкостей человека»,Москва, 15-16 июня 2004 г.; I Международном конгрессе «Нейро-8биотелеком-2004», Санкт-Петербург, 14-17 декабря 2004 г.; 1005-м Пленарном заседании Конгресса Российского общества ринологов, СанктПетербург, 14-15 апреля 2005 г.; IV Пленуме Российского общества оториноларингологов, Санкт-Петербург, 16-18 мая 2005 г.; 17 съезде оториноларингологов России, Новгород, 7-9 июня 2006 г.; IV Международном семинаре «Минералогия и жизнь», Сыктывкар, 4-5 апреля 2007 г.; II СанктПетербургском международном экологическом форуме - «Окружающаясреда и здоровье человека» - Экофорум-2008, Санкт-Петербург, 1-4 июля2008г.; III Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов итерапевтов «Радиология-2009», Москва, 26-29 мая 2009 г.; IV международном симпозиуме «Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах», Санкт-Петербург, 19-21 сентября 2011г.; II Международнойнаучно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине», СанктПетербург, 26-28 октября 2011г.; 70-ой научной конференции профессоров,преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПб ГАСУ,Санкт-Петербург, 7-9 октября 2014 г.; IV Петербургском международномфоруме отоларингологов России, Санкт- Петербург, 21-23 апреля 2015 г.Объем и структура диссертации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
