Исследование физических и технических принципов создания устройства для анализа состояния поверхности зуба и диагностирования

• Автор: Бустильо Диас Марио Маурисио
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1.1. Физические и химические признаки поражения эмали.

Основания для использования оптических методов

1.2 Факторы, влияющие на возникновение и развитие кариеса.

1.3 Аномалии и дефекты на поверхности зуба.

1.4 Упорядочение признаков проявления дефектов.

1.5 Характеристики существующих методов контроля и диагностики состояния эмали.

1.6 Экспертный анализ методов контроля и диагностики поверхности зуба. Обоснование выбора метода ИОНК как основы для автоматизации диагностики.
ГЛАВА 2. МЕТОД ИНФРАКРАСНОГО ОПТИЧЕСКОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАК ОСНОВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДИАГНОСТИКИ.

2.1.Аналитическая модель получения первичной информации

с использованием инфракрасного оптического неразрушающего контроля ИОНК.

2.2 Экспериментальное исследование с диэлектриком.

2.2.1 Описание экспериментальной установки.
2.2.2 Описание экспериментов с диэлектриками.
2.3 Экспериментальное исследование зубов.
Выводы.
ГЛАВА 3 ФУНКЦИОНАЛЬАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ И ДИАГНОСТИКИ ЗУБА. СБОР И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК.
3.1 Функциональная организация системы автоматизации контроля состояния и диагностики зуба с использованием инфракрасного излучения.
3.2 Экспертный анализ аномалий и дефектов на поверхности зуба. Связь с развитием заболевания.
3.3 Экспертный анализ аномалий и дефектов.
ГЛАВА 4 МЕТОДОЛОГИЯ И АЛГОРИТМЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ДЕФЕКТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗУБНОЙ ЭМАЛИ.
4.1 Актуальность диагностики на ранних этапах, предпосылки разработки методологии.
4.2 Оценки диапазонов измеренных по методу ИОНК величин для различных состояний поверхности. Оценка разрешающей способности метода.
4.2.1 Введение лингвистических переменных и определение функций принадлежности.
4.2.2 Оценки разрешающей способности измерений методом ИОНК.
4.3. Формализованное представление задачи диагностирования состояния поверхности зуба.
4.3.1 Подход к формализации с использованием нечетких множеств и матрицы знания.
4.3.2 Нечеткие логические уравнения, применяемые для Диагностирования.
4.3.3 Алгоритм решения задачи диагностирования состояния поверхности зуба.
4.4 Функциональное представление процесса диагностирования.
4.5 Исходные данные для выявления участков с аномалиями, полученные от специалистовстоматологов.
4.6 Лингвистические правила диагностирования.
4.7 Алгоритм и организация обработки данных, полученных при измерении.
4.8.Экспериментальное исследование эффективности методологии диагностирования.
ГЛАВА 5. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ПОВЕРХНОСТИ ЗУБА, ПОЛУЧЕННОЙ НА ОСНОВАНИИ МЕТОДА ИОНК, СРЕДСТВАМИ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ.
5.1 Постановка задачи обработки цифрового образца поверхности зуба.
5.2 Функциональная организация обработки цифрового образа поверхности зуба, как изображения
5.3 Требования к обработке полученного изображения
5.4 Методика представления данных, полученных методом ИОНК.
5.5 Методика определения шаблонов по экспериментальным данным.
5.6 Вейвлет преобразование v для обработки изображения Характеристика способа обработки изображения вейвлет v
5.7 Задача и алгоритм интерполяции с кубическим Бсплайном. Определение функций Б сплайн.
Алгоритм интерполяции БЗсплайна.
5.8 Использование активных контуров поворотных пунктов для
выявления дефектов.
5.9 Пример экспериментальной проверки методики цифровой
обработки изображения полученного методом ИОНК.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Публикации По теме диссертационной работы опубликовано печатаная работа статей, 3 тезисов к докладам, в том числе 6 в российских и в зарубежных издательствах. Структура и объм диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемых терминов и сокращений, списка литературы и приложений. Общий объм диссертации составляет 6 страниц, в том числе рисунков и таблиц. Список литературы насчитывается 7 наименования. Во введении обосновывается актуальность работы, определяются цель и задачи диссертационного исследования, научная новизна, практическая значимость, приводится краткое содержание глав диссертации. В первой главе проводиться анализ известных положений и фактов из предметной области стоматологии с целью выявления наиболее существенных аномалий и дефектов, подлежащих диагностированию, и обоснование выбора метода получения первичной информации о состоянии поверхности зуба. В разделе 1. Информация о химическом составе структуры зубной эмали важный пункт для определения аномалии на поверхности зуба. Рассмотрены факторы, влияющие на возникновение заболевания зуба определенная структура поверхности зуба, топографические зоны, типичные для возникновения деминерализации и развития кариеса. Представлен анализ основных методов, используемых врачами для диагностирования заболевания. Определены их достоинства и недостатки. Проведен экспертный сравнительный анализ основных методов для определения самого перспективного метода для осуществления автоматизации. Особое внимание уделено обнаружению и диагностике аномалий и дефектов на ранних стадиях, когда еще не поздно проводить мероприятия медикосоциального характера, препятствующие развитию заболевания. Во второй главе разработана аналитическая модель метода ИОНК, позволяющая определить основные закономерности представления информации о поверхности в отраженном луче и выявить параметры, существенно влияющие на сигнал, воспринимаемый приемником. С использованием аналитической модели разработана экспериментальная установка, проведены экспериментальные исследования. Эксперименты подтверждают работоспособность метода ИОНК и предложенной его реализации, а также позволяют обоснованно выбрать основные параметры измерительного преобразователя. Часть поставленных задач решается на основе исследований образцов из специально подобранных диэлектриков, часть на основе исследований реальных зубов, удаленных и сохраняемых соответствующим способом. Само конструирование в задачу диссертации не входит. В третьей главе разработана функциональная схема системы выявления и диагностирования дефектов, а также определение характеристик и способов, применяемых экспертом для обнаружения дефектов, и формализованное представление этих знаний. В частности, необходимо изучение методологии, которая позволит усвоить профессиональную практику специалистов, использующих в своей работе для обнаружения дефектов. Мы говорим о дефектах, в то время как специалист говорит о патологиях и это только отправная точка для реализации процесса извлечения практического знания стоматолога, то есть, необходимо использовать язык специалиста. К полученной информации от экспертов применяется техника принятия решений, чтобы решить какие дефекты имеют приоритет для возможного возникновения патологии зубов в соответствии с топологией его поверхности. Проблема неопределенности информации будет рассмотрена в четвертой главе. Эта проблема влияет для решения задачи диагностирования. Система диагностирования будет реализовано на основании теории открытых интеллектуальных сложных систем. Полученная информация с поверхности зубной эмали будет анализирована в соответствии с знаниями специалистов для определения нужд экспертов и установления компьютерных средств для проектирования и создания системы. В четвертой главе рассмотрена актуальная задача диагностирования состояния зубов на этапах, когда их еще возможно восстановить. Проблема заключается в том, что если начальному кариесу позволить прогрессировать, то его лечение будет сопровождаться разрушением здоровой части зуба.