Джоульметрические системы экспресс-оценки состояния биомедицинских объектов

• Автор: Геращенко, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 326 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1 АНАЛИЗ БИОМЕДИЦИНСКИХ ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИХ СОСТОЯНИЯ

1.1. Особенности оценки состояния биомедицинских объектов

1.2. Основные закономерности функционирования

электрохимических ячеек

1.3. Методы, применяемые для оценки состояния электрохимических ячеек

Выводы

2 ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ

БИОМЕДИЦИНСКИХ ОБЪЕКТОВ В ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

2.1 Разработка меатематической модели, описывающей

физикохимические процессы в межэлектродном пространстве

2.2 Описание джоульметрического метода и вариантов его реализации
Выводы
3 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДЕКОМПОЗИЦИОННЫХ
ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
3.1 Системы электродов для исследования биомедицинских объектов
ЗЛ .1 Двухэлектродные системы
3.1.2. Четырехэлектродные системы
3.2. Обобщенная структурная схема джоульметрических систем
3.3 Регуляторы тока джоульметрических систем
Выводы
4 МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ В ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

4.1 Основные методы обработки сигналов в джоульметрии
4.1.1 Пороговый метод
4.1.2 Графико-аналитический метод
4.1.3 Градиентный метод
4.1.4 Динамический метод
4.2 Особенности описания моделями биомедицинских объектов
4.3 Описание моделей биомедицинских объектов джоульметрическими параметрами
4.4 Методы идентификации в классе линейных динамических и нелинейных статических моделей
4.5 Параметризация моделей биомедицинских объектов
4.6 Обобщенная модель информативных признаков для описания исследуемых объектов
4.7 Нейросетевая система распознавания образов биомедицинских объектов
4.8 Разработка виртуального прибора для реализации алгоритмов обработки вольт-амперных кривых
4.9 Разработка нейросетевого классификатора
Выводы
5 ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИЯ
ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ОБЪЕКТОВ
5.1 Джоульметрический измерительный комплекс
5.2 Джоульметрический прибор для оценки динамики гнойнонекротических процессов при панкреонекрозе
5.3 Джоульметрический прибор для оценки динамики гнойновоспалительных процессов в околоносовых пазухах и исследования мочекаменных конкрементов

5.3.1 Джоульметрический прибор для оценки динамики гнойновоспалительных процессов в околоносовых пазухах
5.3.2 Прибор для исследования джоульметрических свойств мочекаменных конкрементов
5.4 Джоульметрический прибор для оценки состояния дистракционного костного регенерата при удлинении конечности
5.5 Джоульметрический прибор для оценки состояния полипозной ткани при полипозном риносинуите
5.6 Джоульметрический комплекс для оценки динамики гнойновоспалительных процессов при эмпиеме плевры
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А. Фрагменты программ и результаты синтеза
робастного регулятора в среде МабаЬ
Приложение Б. Моделирование работы джоульметрического
комплекса в среде МаЙаЬЫтиИпк
Приложение В. Практическая реализация виртуального прибора
анализа джоульметрических сигналов в среде 1аЫчеу
Приложение Г. Описание работы нейросетевой джоульметрической
программы 1те1ег
Приложение Д. Результаты испытаний и примеры клинического
использования джоульметрических приборов
Приложение Ж. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

локальными изменениями электропроводности электролита, вызванного падением концентрации в диффузионном слое. Ее значение определяется следующей зависимостью:
где гА - число переноса вещества А; гк - валентность электролита; /а -плотность тока диффузии.
В результате электрохимических реакций, происходящих на электроде, и перемещения участвующих в реакциях веществ за счет диффузии, электролит обедняется этими веществами. Скорость реакции образования веществ у описывается следующей функцией:
где у0 - скорости протекания реакции при равновесии; с и с -соответственно концентрации веществ у поверхности электрода и в глубине электролита; Э - порядок реакции.
Изменение разности концентрации г-го вещества Дс,' в объеме электролита, после коммутации тока, определяется следующим уравнением
Способность электролита проводить электрический ток характеризуется его удельной электропроводностью а. С изменением концентраций, участвующих в реакциях веществ, в объеме электролита изменяется его электропроводность. Для плоской поверхности электродов, расположенных друг от друга на расстоянии й, омическое сопротивление электролита на единицу площади определяется следующим образом:
(1.25)