Ключові слова: біооко-процесор, оптичне випромінювання, оптико-електронні системи та прилади, фотоплетізмограма, оптичний сенсор, випромінювач, неінвазивність дослідження, оброблення сигналів та зображень.
ABSTRACT
Pavlov S.V.Noninvasive Optic-Electronic Devices and Systems for Diagnosis of Peripheral Blood-Flow Microcirculation.- Manuscript.
The thesis for Doctor of Technical Science on the speciality 05.11.17Biological and Medical Devices and Systems. – Vinnytsia NationalTechnical University, Vinnytsia – 2008.
The thesis is dedicated development of new class of the non-invasive bioeye-processor optic-electronic devices and systems for diagnosis of peripheral blood-flow microcirculation with the control dynamic characteristics of optical radiation. A basic work conception is based on the unity of theoretical, algorithmic, structural and technological aspects of task solution for ensuring medical and technicalrequirements, stability in functioning and quality of non-invasive optic-electronic systems and devises for complex diagnosing of peripheral blood circulation. The methods are designed on new principles, as well as the recommendations for creation the scientific background for designing optic-electronic devices and systems. There dad been suggested the mathematical models for diagnosing haemodynamic indexes which account for influencing theperipheral blood circulation in the vertebral moving segments according with the expert data base.|received| There had been suggested the correcting models of every-layer distribution of optic radiation during the evaluation of level of peripheral microcirculation on the set wave length of radiation. There had been formulated the sample etalons with the application of wavelet-method for determination of level of pathology of peripheral blood microcirculation, which allows to improve the reliability of diagnosing of peripheral blood circulation. The structural organization of optical-electronic systems of the “eye processor” |figure,camp,mill| type for diagnosing the of peripheral blood saturation and microcirculative indexes of eye conjunctive had been further developed. There dad been substantiated the choice of designing and technological basis.There had been given the research results on the basis of the developed mathematical models in medical practice, which testify to the essential improvement of medical and technological effects.
Key words: bioeye-processor, optic radiation, optic-electronic devices and systems, photopletismogram, optical sensor, light emission, noninvasive of investigation, signal and image processing
АННОТАЦИЯ
Павлов С.В.Неинвазивные оптико-электронные приборы и системы диагностики микроциркуляции периферического крообращения. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.11.17 - Биологические и медицинские приборы и системы.-Винницкий национальный технический университет, Винница – 2008.
Диссертация посвящена вопросам создания новых и развитию существующих решений не инвазивных интеллектуальных оптико-электронных систем и приборов для диагностики периферического кровообращения с управляемой динамикой характеристик оптического излучения. Основная концепция работы основывается на единстве теоретических, алгоритмических, конструктивных и технологических аспектов решения задач обеспечения медико-технических требований, стабильности функционирования и качества не инвазивных оптико-электронных систем и приборов для комплексной диагностики периферического кровонаполнения. Предложены корректирующие модели послойного распространения оптического излучения для оценивания уровня периферической микроциркуляции на заданной длине волны зондирующего излучения, которое заключается в регистрации отраженного светового потока біооко-процессорными оптико-электронными приборами и системами. В отличие от известных, разработанные учитывают, вместе с осевой силой света и углом излучения, расчетно-экспериментальные и справочники данные аналогов, а также априорные параметры характеристик отражения, на основании чего разработаны рекомендации относительно проектирования не инвазивных оптико-электронных біооко-процессорных систем диагностики периферического кровообращения. Впервые получены математические модели диагностики гемодинамичних показателей, которые учитывают нарушение периферического кровообращения в позвоночно-двигательных сегментах в соответствии с экспертной базой данных, что позволяет диагностировать состояние, как периферических сосудов, так и отдельных органов организма человека путем обработки фотоплетизмографичной информации. Получены образцы-маски на основе применения метода вейвлет-преобразования для выявления уровня патологий периферической микроциркуляции.
Практические исследования, изложенные в диссертации, позволили: предложить рекомендации по реализации схемотехнических решений построения интеллектуальных не инвазивных оптико-электронных приборов и систем диагностики периферческого кровообращения; разработать унифицированные оптико-электронные преобразователи световых потоков для регистрации фотоплетизмографичних данных; сформулировать требования относительно создания неинвазивних оптико-электронных приборов и систем диагностики периферического кровенаполнения сосудов; осуществить аппаратно-программную реализацию процесса для оценивания биомедицинских сигналов. На основе предложенных моделей, методик и рекомендаций изготовлены и апробированы неинвазивные оптико-электронные приборы и системы диагностики периферийного кровенаполнения и оценивания микроциркуляторних изменений конъюнктивы глаза, показан их медико-технологический эффект, который подтвержден результатами экспериментальных исследований.
Отдельные разработки диссертационной работы внедрены на базе Украинского научно-исследовательского института реабилитации инвалидов (г. Винница), Научно-производственной корпорации «Лазер и здоровье», (г. Харьков), Волынского областного санатория матери и ребенка «Пролесок», Винницкого национального медицинского университета, Винницкого областного центра планирования семьи и репродукции ребенка.
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-электронныхи лазерных систем", "Методы обработки и распознавания биомедицинских изображений", "Обработка биомедицинских изображений".
Ключевые слова: биоглаз-процессор, оптическое излучение, оптико-электронные системы и приборы, фотоплетизмограмма, оптический сенсор, излучатель, не инвазивность исследований, обработка сигналов и изображений.