Оптичні методи та інтерактивні засоби контролю в діагностиці неоднорідних середовищ

Представлені також статистичні моделі, засновані на обробці великих масивів інформації – множин конкретних історій хвороби з відомими діагнозами. Ці методи базуються на використанні формули Байєса і реалізуються в онкодіагностиці гуморальних середовищ.

Відзначається також, що медичні експертні системи (МЕС) – це діагностичні системи штучного інтелекту другого покоління, що базуються на знаннях експерта-медика і мають свою специфічну організацію та принципи побудови (архітектуру). Тому діагностичні процедури – це типовий кібернетичний процес, предметом якого є не тільки дослідження медичної інформації, але і моделювання функцій організації систем організму. На основі цих моделей розроблена і описана архітектура програмної оболонки ЕС неінвазивної діагностики у судмед-експертизі, структурна схема такої ЕС, принципи роботи та інтерактивна взаємодія її системних блоків з контрольно-вимірювальною апаратурою, правила продукції в блоці діагностики як живих об’єктів (біотканин), так і в блоці патолого-анатомічної діагностики, реалізований на Turbo Vision.

У цьому ж розділі відзначені особливості програмного забезпечення (ПЗ) діагностики гуморальних середовищ за Міжнародним Онкологічним Тестом. Задачі ПЗ зводяться до забезпечення функціонування комп’ютерно-вимірювальної системи КВС-1, виводу протоколів (результатів вимірювання онкозразків) на периферійні пристрої базового комплекту і ПК, їх зберігання, ведення статистичних карт донорів і хворих. ПЗ визначаються високим ступенем проблемної орієнтації, що характерна для засобів контролю і вимірювань із мікропроцесорним управлінням та відповідною архітектурою.

Отже, такі програмні продукти, зокрема, експертні системи є ефективним засобом інтерактивної взаємодії технічних систем і об’єктом контролю з одного боку, і ПК та інтелектуального інтерфейсу – з іншого. Вони дозволяють експресно здійснювати контрольно-вимірювальний онкодіагностичний процес, що відповідає сучасним вимогам до засобів контролю та медичної діагностики.

 

 

В дисертаційниій роботі на основі виконаних автором досліджень розвинуто теоретичні та методологічні основи оптичного контрою неоднорідних (світлорозсіювальних) середовищ, завдяки чому вирішена значна науково-технічна проблема, яка має важливе народногосподарське значення і полягає у створенні інтерактивних засобів неруйнівного контролю на базі, зокрема, оптимізації первинних перетворювачів світлового поля, а також автоматизації та інтелектуалізації контрольно-вимірювального процесу.

Результати теорії та математичного моделювання доведені до рівня відповідних автоматизованих методик, застосування яких на практиці показало можливість досягнення необхідного рівня достовірності контролю, а також значне підвищення експресності та ефективності діагностичного процесу у порівнянні з існуючими процедурами.

При цьому експериментальні дослідженння життєвоважливих неоднорідних середовищ, здійснені на базі розроблених технічних засобів, дозволили виявити і обгрунтувати ряд ефектів і явищ, що мають не тільки прикладне, але і фундаментальне значення, зокрема, в оптиці розсіяння.

Отже, основні наукові та прикладні результати роботи полягають у наступному.

1. На основі проведеного аналізу сучасного стану оптичних методів і засобів контролю неоднорідних середовищ, а також прямих і непрямих методів розв’язку рівняння переносу випромінювання запропоновано концепцію атоматизації, інтелектуалізації та уніфікації програмно-апаратних засобів існуючих оптичних контрольно-вимірювальних систем, а також розроблено алгоритм та структуру інтерактивного експерименту з неоднорідними і квазіоднорідними об’єктами та обгрунтовано необхідність їх подальшого розвитку.

2. Розроблено нові та дістали подальший розвиток відомі математичні моделі перетворення випромінювання елементарним об’ємом і поверхнею неоднорідних середовищ з різноманітними структурою і природою, що дозволило, як результат, одержати коректні та адекватні реальному експерименту рівняння перетворення оптичного сигналу різними за агрегатним станом об’єктами контролю.

3. Здійснено синтез коректних методик контролю найважливіших оптичних характеристик неоднорідних об’єктів на основі прямих експериментальних методів, зокрема, інтегрувальної сфери, що дозволило на основі законів збереження випромінювання та Бугера скласти рівняння балансу усіх компонент радіаційного потоку і визначати істинні абсорбційні, відбивальні, пропускальні, поляризаційні та інші важливі оптичні параметри і функції речовини з чітким розмежуванням їх від ефектів розсіяння.

4. Синтезовано передатну функцію оптико-електронних систем контрольно-вимірювального типу та їх загальну структуру і на цій основі створено нові багатоцільові багатофункціональні інтерактивні засоби контролю неоднорідних середовищ за їх найважливішими оптичними характеристиками, зокрема:

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 на основі реалізації принципу інтегрувальної сфери;

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) інтерактивний засіб контролю та неінвазивної діагностики поверхні біосистем на основі виносного інтегрувального зонда, який є безвтручальним (неруйнівним, безболісним) об’єктивним методом визначення стадій та терміну