Нейросетевой динамический анализ биологических тканей и жидкостей

• Автор: Янкина, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ СОСТОЯНИЯ.

1.1. Описание объектов исследования

1.2. Электрические и электрохимические свойства биологических объектов.

1.3. Методы исследования биологических объектов

1.4. Типы датчиков используемых для исследования состояния биологических объектов.

1.5. Основные задачи, решаемые в работе

Выводы по главе 1

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

2.1. Методика оценки джоульметрических параметров биологических объектов.
2.2. Методика оценки динамических свойств биологических объектов.
2.3. Методика оценки нелинейных статических свойств биологических объектов.
2.4. Обобщенная модель для описания биологических объектов
Выводы по главе 2
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Методы идентификации в классе линейных динамических и нелинейных статических моделей.
3.2. Процедура подтверждения модели
3.3. Методика формирования обобщенного параметра
состояния биологических объектов
3.3.1. Оптимизация признакового пространства
3.3.2. Нейросетевой подход к решению задачи классификации биологических объектов
3.4.Методика настройки нейросетевого классификатора.
Выводы по главе 3.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ
ОБЪЕКТОВ
4.1.Описание методики оценки параметров биологических объектов
4.1.1. Описание методики оценки параметров биологических жидкостей.
4.1.2. Описание методики оценки параметров костной ткани
4.1.3. Устройство для контроля состояния дистракционного костного регенерата при удлинении конечности
4.2.Экспериментальная оценка параметров биологических
объектов.
4.2.1. Экспериментальная оценка параметров биологических жидкостей
4.2.2. Экспериментальная оценка параметров костной ткани
4.3.Обучение нейросетевого классификатора
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Очень важной проблемой при удлинении конечности является определение оптимального момента начала дистракции, так как преждевременная дистракция или дистракция проведенная с запозданием приводит либо к дистракции костного регенерата, когда дистракционный костный регенерат еще не достиг оптимального созревания, либо к дистракции проведенной с запозданием, когда дистракционный костный регенерат уже перешел в стадию формирования костной ткани. В первом случае происходит формирование неполноценного дистракционного костного регенерата, что может привести к перелому на этом участке, а во втором - разрыв дистракционного костного регенерата. Вследствие чего возникает необходимость выждать время (7- дней) для образования нового участка сочленения (зоны роста) дистракционного костного регенерата [4]. Затем дистракция возобновляется. Что приводит к различным осложнениям, к увеличению случаев травматичносги и сроков реабилитации больных. Скорость дистракции характеризуется величиной суточного удлинения (мм в сутки), дробность дистракции - количеством дистракционных перемещений за сутки. Этими двумя факторами определяется величина разового удлинения (мм) [5-9]. В настоящее время для контроля формирования костной ткани, как при переломах костей, так и при удлинении конечности используется в основном рентгеновский метод, не дающий объективной оцени изменений происходящих в зоне перелома []. Заживление перелома происходит главным образом за счет периостальной грануляционной ткани, из которой формируется так называемая костная мозоль. Формирование мозоли проходит три стадии: соединительнотканную, остеоидную и костную. Излившаяся из разорванных сосудов кровь образует в области перелома гематому. В течение первых 7- дней в области перелома формируется желвак пролиферирующей соединительной ткани. Затем в течение примерно такого же времени происходит метапластическое превращение незрелой соединительной ткани в остеоидную. В образовавшееся остеоидное вещество откладывается известь - таким образом идет формирование костной мозоли. Процесс регенерации кости проходит стадию уплотнения линии перелома (костного шва). У взрослых первые нежные облаковидные очаги обызвествления появляются на рентгенограмме в среднем не раньше 3-4 недель. Линия перелома на рентгенограмме исчезает в периоде между 4-м и 8-м месяцем. Выраженное клиническое сращение переломов различных костей наступает в разные сроки: кости фаланг - 2. Сроки формирования костной мозоли зависят от многих причин: локализации перелома, возраста и общего состояния пациента, наличия сопутствующих заболеваний, инфицирования, степени фиксации отломков и других причин. Процесс перестройки костной структуры продолжается около года []. В костной ткани постоянно протекают метаболические процессы как минеральных, так и органических компонентов, интенсивность которых в ряде случаев превышает активность метаболизма таких органов, как печень, кожа и др. Именно эти указанные особенности позволяют кости, адаптируясь к воздействию усилий аппарата чрескостного остеосинтеза, формировать ди-стракционный регенерат и, в конечном итоге, восстанавливать длину конечности пациента [-]. Степень кристаллизации минерала в новообразованной костной ткани регенератов характеризует величина отношения концентрации кальция и фосфора (Са/Р) (табл. Таблица 1. Ширина срединной прослойки составляющая через 7- суток дист-ракции 0. Через суток последующей фиксации оперированной конечности в аппарате ширина прослойки вновь сокращается, а на отдельных участках и полностью замещается костной тканью. В этот период начинает формироваться и кортикальный слой новообразованного участка диафиза, компактизация которого продолжается и через 0 суток после снятия аппарата [, ]. В течение периода лечения минеральная плотность костного регенерата изменяется. По данным, представленным в табл. Таблица 1. Дистракция дней 0,4*0,0 Р<0,1 0,0*0,9 Р<0,1 0,9*0,2 Р<0,! Конец периода дистракции 0,9*0,4 Р<0,1 0,0±0,8 Р<0,1 0,5*0,2 Р<0,! Р<0,1 0,9*0,7 Р<0,1 0,6*0,6 Р<0,! Р<0.