ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Биомедицина
1.2 Фотометрия 8
1.3 Моделирование 11
1.4 Компьютерное моделирование 15
1.5 Факторный анализ 18
1.6 Патентный поиск 20
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ 30
2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 32
2.1 Прибор «Фотометр медицинский» 32
2.2 Программа по определению 36
фотометрических свойств кожного анализатора 36
2.3 Анализ полученных данных 41
2.4 Программа 61
по определению группы здоровья человека 61
3 ОБСУЖДЕНИЕ 67
4 ВЫВОДЫ 68
5 ВНЕДРЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
В наше время особую роль освоения и применения информационными технологиями новых областей занимают биомедицинские исследования, объектом в которых выступает сам человек как биологическая система. На данный момент известно множество вариантов использования ЭВМ для создания медицинских аппаратов, прогнозирования заболеваний, статистического анализа данных в целях управления ходом лечения пациента. При этом особое внимание уделяется использованию ЭВМ в диагностических системах сбора и обработки информации с медицинских приборов и устройств, даже в режиме реального времени. Заметим, что темпы развития информационной технологии вступают в противоречие со скоростью изменения психологии человека, его возможностью осознавать и собирать большие объемы диагностических данных для эффективного выбора лечения.
Современные направления развития медицинской аппаратуры связаны с применением визуального представления биомедицинских процессов с использованием средств компьютерного моделирования и обработки изображений и требуют разработки автоматизированных систем с возможностью изменения алгоритмов обработки к особенностям аппаратуры и специфики исследования. Заметим, что создание автоматизированных диагностических систем является сложной задачей, а именно, если возникает необходимость применения гибкости и универсальности функций системы. Особую роль в таких условиях приобретает организация программно— аппаратных средств с максимальным использованием ранее накопленного опыта врача-исследователя и существующих программных систем. Гибкость и универсальность этих средств должны сочетаться с их высокой эффективностью в конкретном прикладном исполнении при том, что эти требования в большинстве случаев трудно совместимы.
Таким образом, проблема повышения эффективности разработки и внедрения автоматизированных биомедицинских информационных систем, основанных на использовании передовых компьютерных технологий, ориентированных на использование врачами — исследователями в лечебно — диагностических и учебных процессах, является актуальной задачей.
Цель магистерской работы: научно-методическое обоснование биомедицинских и фотометрических показателей экспериментальной биоинженерии на основе разработанного комплекса программного обеспечения.
Для выполнения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучение отечественного и зарубежного опыта по моделированию биомедицинских показателей (библиографическое исследование). Патентный поиск и сравнительное описание прототипов.
2) Разработка программного обеспечения расчетов и оценки инструментальных биомедицинских показателей. Формирование баз информационных данных биомедицинских показателей.
3) Постановка эксперимента по верификации исследований (доклинические исследования).
4) Внедрение результатов научного исследования.
Научная новизна: впервые разработаны научно-методические подходы компьютеризированной оценки биомедицинских и фотометрических параметров, сочетанных качественных и количественных характеристик.
Положения, выносимые на защиту: разработанный и апробированный комплекс программного обеспечения с высокой степенью достоверности, формирует качественную и количественную характеристику биомедицинских показателей (персонализированный риск, инструментальные фотометрические показатели).
При выполнении магистерской диссертации были достигнуты поставленные ранее задачи, а именно:
1) Были изучены отечественные и зарубежные аппараты и технологии по моделированию биомедицинских показателей. В ходе патентного поиска были найдены 2 аналога, которые частично повторяют функционал разрабатываемого программного продукта. Один из аналогов, «Фотометр медицинский», был взят за основу разработки программного комплекса.
2) Был собран прототип прибора «Фотометр медицинский», а также усовершенствован его составной элемент (мульти метр), что позволило уменьшить погрешность измерений с ±2.5% до ±0.1%. Также, данный мультиметр позволил автоматизировать получение результатов исследования, путем передачи данных на ПК через интерфейс (IK- RS232).
3) Была разработана программа расчетов и оценки инструментальных фотометрических показателей. Данная программа позволяет не только рассчитать фотометрические показания, но и сохранить результаты измерений в базу данных, что позволяет пронаблюдать тенденцию выздоровления пациента.
4) На основе данной программы были проведены эксперименты по верификации исследований. Эксперименты проводились на контрольной группе людей разного пола, возраста и фототипа кожи. Выдвинутая теория о соотношении количества меланина в коже и фотометрическом показателе прототипа прибора подтвердилась: было выявлено, что фотометрический показатель обратно пропорционален количеству меланина.
5) Была разработана программа расчёта категории здоровья человека по биомедицинским показателям. Данная программа позволила по имеющийся БД с биомедицинскими показаниями вычислить группу здоровья каждого пациента из этой базы данных.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
