Оптичні методи та інтерактивні засоби контролю в діагностиці неоднорідних середовищ

- досліджено закономірності розсіяння в умовах глибинного режиму та деякі принципи локації модельних мутних середовищ, що є подальшим поповненням фундаментальних основ оптики світлорозсіяння, а також важливим внеском у розвиток систем аерогідролокації і природного моніторингу;

- здійснено всебічний аналіз метрологічних особливостей технології зразкових оптичних засобів, що дало змогу запропонувати найоптимальніші зразкові і нормовані речовини для конкретних досліджень;

- проведено аналіз спектрів поглинання хлоридних комплексів міді і вперше визначено ефективні умови її осадження на сталевій поверхні, що дає змогу застосовувати такого роду тонкі плівки у специфічних областях, зокрема, для виробництва шлункових зондів;

- розроблено архітектуру та програмну оболонку експертних систем неінвазивної діагностики гуморальних середовищ, які є зручним інтелектуальним інтерфейсом до створених засобів оптичного контролю.

Наукова і практична цінність результатів дисертаційної роботи полягає в можливості застосування і реальному використанні розроблених методів та інтерактивних контрольно-вимірювальних засобів для достовірного визначення основних оптичних характеристик різноманітних життєвоважливих неоднорідних середовищ, що є визначальним: у біомедичній діагностиці, у виробництві та матеріалознавстві, в навігаційних, лідарних та аерокосмічних системах зондування природних об’єктів Землі, а також в системах промислового та екологічного контролю. Розроблені структури, а також автоматизовані та інтелектуалізовані спектрофото-метричні контрольно-вимірювальні системи для діагностики неоднорідних середовищ, зокрема, на базі сферичного первинного перетворювача світлового потоку є ефективними засобами контролю найважливіших оптичних параметрів, а саме:

а) багатофункціональний спектрофотометр БСФ-2, конструктивною особливістю якого є трипорожнинна інтегрувальна терморегулююча сфера із зразком у її центрі та блоком зразкових засобів порівняння, що дозволяє уникнути зовнішніх впливів на дослідний об’єкт та підтримувати його термодинамічну стабільність в реальному масштабі часу;

б) спектроекстинкциметр поляризаційний СЕП-3, відрізняльною ознакою якого є система вимірювання спектрополяризаційних параметрів квазіоднорідних зразків за методом вузьконаправленого пучка;

в) моделююча система МАС-2, принциповою відмінністю якої є система автоматичного управління зондом у глибинному режимі з метою локації мутного аеро- чи гідрологічного середовища за профілем (тілом) його яскравості;

г) комп’ютерно-вимірювальна система КВС-1 для діагностики гуморальних середовищ у автономному та комплексному виконанні зі спеціальним програмним забезпеченням, що відповідає вимогам Міжнародного Онкологічного Тесту;

д) інфрачервоний газоаналізатор токсичних викидів, зокрема, двоокису сірки, що дозволяє у реальному масштабі часу контролювати найменші зміни на рівні гранично допустимих концентрацій SO2;

ж) інтерактивні засоби контролю неінвазивної діагностики поверхні біосистем на основі виносного інтегрувального зонда, який є безвтручальним (неруйнівним, безболісним) об’єктивним методом визначення стадій та терміну різноманітних поверхневих тілесних патологій, уражень, механічних ушкоджень, травм тощо.

При цьому дістали подальший розвиток та метрологічне удосконалення експериментальні методики контролю та вимірювання абсолютних значень практично всіх основних оптичних характеристик світлорозсіювальних середовищ різноманітних природи походження та агрегатного стану, оскільки раніше їх або не існувало, або вони були вузько спеціалізованими і неефективними. Крім того, наукові результати і висновки даної роботи використовуються не тільки для підтвердження важливих аспектів в теорії переносу випромінювання, але і вибору конкретних числових значень спектрополяризаційних характеристик, оптимізації важливих практичних положень, а також глибокого вивчення реальних неоднорідних об’єктів з заданими експлуатаційними параметрами у багатьох галузях науки і техніки. При цьому особливу практичну цінність робота набуває у медичній діагностиці, де у відповідності до розроблених і впроваджених принципів і оптичних методів контролю вже сьогодні реально одержуються і порівнюються спектри істинних значень показників поглинання крові донорів і реципієнтів з патологіями, зокрема, в онкодіагностиці. Також відіграє важливу роль запропонований у роботі новий метод неінвазивної діагностики з застосуванням виносних інтегрувальних зондів, зокрема, у судовій експертизі, криміналістиці, опіковій терапії та надзвичайних ситуаціях.

Зв’язок з державними програмами та впровадження результатів. Дана робота виконувалась у науковій лабораторії спектрофотометричних досліджень кафедри хімії та екологічної безпеки Вінницького державного технічного університету, а окремі дослідження проводились також на кафедрі автоматики та інформаційно-вимірювальної техніки (з 1996 року – кафедра метрології та промислової автоматики) ВДТУ та лабораторії оптики світлорозсіювальних середовищ кафедри фізики Вінницького державного педагогічного інституту у відповідності до програми наукових досліджень Північно-Західного центру АН УРСР (Держ. реєстр. шифри: 5. 5. 11-88 та 5. 5. 10-88/89), програм наукових досліджень Міносвіти України (Держ. реєстр. шифри: 0193U040069; 0196U015320; 0197U013139), а також згідно координаційного плану науково-дослідних робіт на 1997-1999 р. р. Міносвіти України ”Науково-технічні основи створення медичних засобів“ (Держреєстраційний шифр: 0197U012591). Розроблені оптичні методи та спектрофотометричні системи використовувались і удосконалювались при виконанні декількох держдоговірних тематик (номери їх держ. реєстрації: 01. 89. 0031321; 01. 86. 0086606; 02. 08. 80-067910) та ін.

Впровадження окремих результатів даної роботи здійснювалось у:

- Ладижинській ДРЕС та НПО “Ензим” (м. Ладижин, Вінницька обл.) ;

- ИВНИТИ (м. Іваново, Росія) ;

- СКТБ “Квантрон” (ВПІ, м. Вінниця) ;

- НПО “Арсенал” (м. Київ) ;

- Вінницькому обласному онкологічному диспансері (м. Вінниця) ;

- ХТІПО (тепер ТУП, м. Хмельницький) ;

- кафедрах онкології, гематології, офтальмології та судової експертизи (ВДМУ, м. Вінниця) ;

- Немирівському санаторії “Авангард” (Міжнародний центр безмедикаментозної реабілітації та адаптаційної терапії опікових реконвалесцентів)  (м. Немирів, Вінницька обл.) ;

- кафедрі хірургії дитячого віку Вінницької обласної клінічної лікарні (м. Вінниця) ;

-