Методы и средства автоматизированного контроля оптической плотности биологических тканей при изменении их кровенаполнения в условиях действия артефактов

• Автор: Юран, Сергей Иосифович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 439 с. : ил.

1 ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ МЕТОДОМ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФИИ
1.1 Метод фотоплетизмографии - один из методов исследования сердечно-сосудистой системы человека и животных
1.1.1 Методы исследования ССС
1.1.2 Метод фотоплетизмографии
1.2 Параметры пульсовой кривой
1.3 Применение метода фотоплетизмографии в медицине
и животноводстве (ветеринарии)
1.4 Проблемы регистрации и обработки фотоплетизмограмм
Выводы
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ
ФОТОПЛЕТИЗМОГРАММ
2.1 Целевая функция и обобщенная структурная схема системы фотоплетизмографии
2.2 Информационная модель процесса регистрации и обработки
фотоплетизмограмм
Выводы
3 АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФИИ ЖИВОТНЫХ
3.1 Определение основных параметров фотоплетизмографа
3.1.1 Выбор оптического диапазона для фотоплетизмографии животных
3.1.2 Выбор полосы пропускания усилительного тракта фотоплетизмографа
3.1.3 Выбор динамического диапазона и коэффициента усиления измерительного тракта фотоплетизмографа
3.1.4 Выбор мощности излучения и частоты модуляции светового потока источника излучения фотоплетизмографа
3.2. Источники погрешностей при исследовании животных методом
фото плетизмографии и пути уменьшения их влияния
Выводы

4 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФОВ
С РАЗЛИЧНЫМИ СВЕТОВЫМИ ПОТОКАМИ
4Л Классификация и основные принципы построения
фотоплетизмографов
4.2 Снижение погрешностей (влияния артефактов)
в фотоплетизмографах с однолучевыми биооктронами
4.3 Морфологический анализ и синтез биологических октронов
4.3.1 Фотоплетизмографы с двухлучевыми биооктронами
и разнесенными потоками
4.3.2 Фотоплетизмографы с двухлучевыми биооктронами
и совмещенными потоками
4.3.3 Фотоплетизмографы с контуром обратной связи, имеющие двухлучевые биооктроны с совмещенными потоками
Выводы
5 АППАРАТУРНЫЕ И ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВЛИЯНИЯ АРТЕФАКТОВ
5.1 Фильтрация фотоплетизмограмм с аномальными
амплитудно-временными параметрами
5.2 Совершенствование методов установки биооктропов
на биологическом объекте
5.2.1 Крепление октронов к поверхности биологической ткани
с помощью вакуумных присосок
5.2.2 Снижение влияния погрешностей измерения параметров фотоплетизмограмм за счет оптимального прижима октрона
к биологической ткани
5.3 Контроль физиологических параметров животных на доильной установке
5.3.1 Определение параметров фотоплетизмограмм во время
(в процессе) дойки
5.3.2 Использование параметров фотоплетизмограмм
при проведении физиопроцедур на доильной установке
5.4 Алгоритм автоматизированной обработки фотоплетизмограмм с исключением аномальных результатов
5.5 Использование базы данных параметров фотоплетизмограмм
и программного комплекса для работы с этой базой данных
Выводы
6 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ АППАРАТУРА
ДЛЯ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФИИ ЖИВОТНЫХ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ
6Л Автоматизированные фотоплетизмографы
6.2 Многочастотные фотоплетизмографы
6.3 Калибровка фотоплетизмографа
6.4 Автоматизированные системы контроля состояния
сердечно-сосудистой системы животных
6.5 Применение образного анализа при регистрации
и интерпретации фотоплетизмограмм
6.6 Эффективность использования приборов на основе метода
фотоплетизмографии
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ды, на которые действуют внутренние и внешние факторы, обратные связи и управляющие воздействия.
II. В реальных условиях получению качественной фотоплетизмограммы препятствует множество мешающих факторов (артефактов) [5, 40, 62-70]. Проблема устранения или, по крайней мере, ослабления влияния артефактов имеет большое значение для ФПГ. Причем эта проблема является весьма сложной в связи с тем, что источники возникновения артефактов весьма разнообразны, а построение их моделей оказывается затруднительным.
Приведем основные артефакты, влияющие на качество регистрируемых фотоплетизмограмм.
1. Артефакты, возникающие в результате действия внешних электромагнитных полей [5].
2. Артефакты, возникающие при попадании света от внешних источников излучения на фотоприемник датчика.
3. Физиологические артефакты, связанные с движением биологического объекта. В отличие от человека при снятии ФПГ с животного практически невозможно ограничить его движение, что в основном и порождает этот вид артефактов. К этой же группе артефактов относятся факторы, связанные с индивидуальными оптическими свойствами биологических тканей.
4. Факторы, связанные с психофизиологическим состоянием биологического объекта.
5. Технические артефакты, связанные с влиянием, например, транспортных средств или изменением вакуумметрического давления доильной установки. Следует сказать, что методы и устройства для снятия пульсовой кривой и общего кровенаполнения при наличии пульсаций вакуума не разработаны.
III. При создании аппаратуры для фотоплетизмографии животных перед разработчиком встает ряд проблем, связанных с особенностями построения различных элементов и узлов фотоплетизмографа. Например, как обеспечить получение качественного ФПГ сигнала при низком уровне интенсивностей полезных световых потоков, падающих на фотоприемник, и относительно