Каталог / ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ / Информатика, вычислительная техника и управление / Системный анализ, управление и обработка информации( по отраслям)
Разработка методов, моделей и алгоритмов адаптивной обработки низкоинтенсивных электрических сигналов для биорезонансной терапии
Диссертация
Автор: Готовский, Михаил Юрьевич
Заглавие: Разработка методов, моделей и алгоритмов адаптивной обработки низкоинтенсивных электрических сигналов для биорезонансной терапии
Справка об оригинале: Готовский, Михаил Юрьевич. Разработка методов, моделей и алгоритмов адаптивной обработки низкоинтенсивных электрических сигналов для биорезонансной терапии : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 Воронеж, 2006 161 c. : 61 06-5/1218
Физическое описание: 161 стр.
Выходные данные: Воронеж, 2006
500 руб. |
|
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ НОДХОДОВ КОРРЕКЦИИ СОСТОЯ-НИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА БИОРЕ-ЗОНАНСНОЙ ТЕРАПИИ
11 Электромагнитные поля человека и их информационная роль
12 Распределение потенциала на поверхности тела человека и био-электрическая активность органов и систем
13 Электромагнитные биорезонансы и их механизмы
14 Биорезонансная терапия, как метод использования собственныхэлектромагнитных полей человека
15 Цели и задачи исследования
2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДАНТИВНОЙ ОБРАБОТКИ СИГ-НАЛОВ И Н0ВБ11ПЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ АЛГОРИТМОВ АДАПТА-ЦИИ
21 Адаптивная обработка сигналов и повышение быстродействия ал-горитмов адаптации
22 Основные вопросы синтеза оптимальных по скорости сходимостиалгоритмов адаптации
23 Синтез оптимальных по скорости сходимости алгоритмов адапта-ции
24 Упрощение структуры алгоритмов адаптации Синтез линеаризо-ванных алгоритмов адаптации 62Выводы второй главы
3 НОСТРОЕНИЕ ИМИТАЦИ0ННБ1Х МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДО-ВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННБ1Х АЛГОРИТМОВ
31 Математические модели исследуемых процессов 66J
32 Синтез алгоритмов адаптации по критерию минимума среднегозначения квадрата ошибки
33 Синтез алгоритмов адаптации по критерию полной мощности
34 Синтез алгоритмов адаптации, максимизирующих отношение сиг-нал/(помеха+п1ум) 97Выводы третьей главы
4 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И АИРОБАЦИИ ВКЛИНИЧЕСКОЙ НРАКТИКЕ
41 Структура автоматизированной системы для проведения биорезо-нансной терапии
42 Результаты применения методов и алгоритмов биорезонансной те-рапии в клинической практике
11 Электромагнитные поля человека и их информационная роль
12 Распределение потенциала на поверхности тела человека и био-электрическая активность органов и систем
13 Электромагнитные биорезонансы и их механизмы
14 Биорезонансная терапия, как метод использования собственныхэлектромагнитных полей человека
15 Цели и задачи исследования
2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДАНТИВНОЙ ОБРАБОТКИ СИГ-НАЛОВ И Н0ВБ11ПЕНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ АЛГОРИТМОВ АДАПТА-ЦИИ
21 Адаптивная обработка сигналов и повышение быстродействия ал-горитмов адаптации
22 Основные вопросы синтеза оптимальных по скорости сходимостиалгоритмов адаптации
23 Синтез оптимальных по скорости сходимости алгоритмов адапта-ции
24 Упрощение структуры алгоритмов адаптации Синтез линеаризо-ванных алгоритмов адаптации 62Выводы второй главы
3 НОСТРОЕНИЕ ИМИТАЦИ0ННБ1Х МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДО-ВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННБ1Х АЛГОРИТМОВ
31 Математические модели исследуемых процессов 66J
32 Синтез алгоритмов адаптации по критерию минимума среднегозначения квадрата ошибки
33 Синтез алгоритмов адаптации по критерию полной мощности
34 Синтез алгоритмов адаптации, максимизирующих отношение сиг-нал/(помеха+п1ум) 97Выводы третьей главы
4 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И АИРОБАЦИИ ВКЛИНИЧЕСКОЙ НРАКТИКЕ
41 Структура автоматизированной системы для проведения биорезо-нансной терапии
42 Результаты применения методов и алгоритмов биорезонансной те-рапии в клинической практике
Введение:
Актуальность темы. Существующая в последнее времянеудовлетворенность от нрименения фармакотераневтических средств,осложненная к тому же многочнсленными, как выявленными, так ипредполагаемыми побочными эффектами [1,2], заставляет врачейнрибегать к использованию в своей практике методов лечения с номощьюестественных и преформированных физических факторов [3,4]. В первуюочередь это относится к электрическим, магнитным и электромагнитнымполям и излучениям, которые для этих целей используются в оченьшироком диапазоне частот - от 10"^ Гц до 10^ ^ Гц [3-7]. Вместе с этим, впрактике физиотерапии устойчиво сложилась тенденция использованияэтих лечебных факторов при высоких и сверхвысоких интенсивностях,тогда как вопрос об их оптимальном применения в нроцессе лечении призначительно более низких интенсивпостях нельзя считать до концарешенным.Развитие и совершенствование физических методов диагностики илечения, нашедших применение в теоретических медико-биологическихисследованиях и практической медицине, способствз^ют возникновениюновых взглядов как на функционирование связей живых организмов свнешней средой, так и на внутриорганизменные взаимоотношения,осуществляемые с помощью электромагнитных нолей [8-12].Исследованиями А.С. Пресмана [8,9], H.L. Konig [10], F.A. Рорр [11], В.П. Казначеева с соавт. [12,13], C.W. Smith и S. Best [14], Е.Е. Godik и Y.V.Gulyaev [15] и др. доказано, что вокруг животных и человека существуютэлектрические, магнитные и электромагнитные поля и излучения, которыепри своих крайне малых энергетических характеристиках являются какносителями информации о состояния собственно организма, так средствомкоммуникации между живыми организмами и окружающей средой.Систематизация существующих теоретических и экспериментальныхрезультатов, касающихся роли электромагнитных полей в процессахжизнедеятельности организма позволяет сконцентрировать внимание навысокой информативности внешних и внутренних полей человека.Использование их в диагностических и терапевтических целях возможнопри осуществлении выбора оптимальных электромагнитныххарактеристик организма человека, которые бы с высокой степеньюдостоверности описывали процессы жизнедеятельности как в норме, так ив патологии.Подобный подход лежит в оспове метода биорезонансной терапии,тсринцип которого был предложен F. Morell в 1970-80 г.г. [16],впоследствии получившего название МОРА-терапия [17]. В этом методеосуществляется регистрация электромагнитных сигналов с организмачеловека, обработка и возврат тому же организму при помощиразмещенных на коже пространственно разнесенных электродов [18].Однако, выбор величины физиологических и патологическихэлектромагнитных сигналов, являющихся иоказателями для каждого изсостояний организма человека, является достаточно сложной задачей,связанной как с методологическими особенностями этого метода [19], таки проведения анализа [20]. Все эти положения явились причинойразработки принципиально новых методических подходов к регистрациии исследованию электромагнитных ироцессов в организме человека, какпри контактных, так и неконтактных измерениях [21] с учетом возможныхартефактов различного происхождения, которые при классическихэлектрофизиологических методах рассматриваются как помехи [22].Использование в биорезонансной терапии собственногоэлектромагнитного поля организма человека неразрывно связано сметодами его обработки и анализа, которые обуславливают эффективностьи адекватность применяемых лечебных действий врача-клинициста чтопозволяет повысить эффективность терапии [23]. Вместе с тем, отсутствиев настоящее время алгоритмов обработки и анализа собственногоэлектромагнитного поля организма человека существенно затрудняетполноценное использование такого перспективного метода лечения какбиорезонансная терапия.Актуальность исследования обусловлена необходимостьюповышения эффективности и адекватности биорезонансной терапии наоснове разработки моделей и алгоритмов адаптивной обработкинизкоинтенсивных электрических сигналов.Работа выполнена в рамках основных научных направлений\ Воронежского государственного технического университета«Биомедкибернетика, компьютеризация в медицине», а также всоответствии с научно-исследовательской работой ГБ 2004.27«Управление процессами диагностики и лечения на основеинформационно-интеллектуальных технологий», выполняемой на кафедре«Системный анализ и управление в медицинских системах» ВГТУ. Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работыявляется создание комплекса моделей и алгоритмов адаптивной обработки, низкоинтенсивных электрических сигналов при их контактнойрегистрации на поверхности тела человека, для повышения эффективностии адекватности биорезонансной терапии.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующиеосновные задачи:проанализировать использование методов биорезонансной терапиидля диагностики и коррекции состояния организма человека;рассмотреть пути построения алгоритмов систем адаптивнойобработки слабых сигналов;ф синтезировать оптимальные по скорости алгоритмы адаптивнойобработки слабых сигналов по выбранным показателям качества;7разработать имитационную модель для исследованиясинтезированных алгоритмов;оценить эффективность функционирования разработанногокомплекса моделей и алгоритмов с помощью аналитических методов,результатов моделирования и использования в клинической практике.Методы исследования. В работе использованы основныеположения теории управления в биомедицинских системах, методымоделирования, оптимизации и адаптивного управления, методыобработки биомедицинских сигналов и данных, математическойстатистиБси.Научная новизна. В работе получены следующие основныерезультаты, характеризующиеся научной новизной:алгоритмы адаптивной обработки низкоинтенсивных электрическихсигналов при их контактной регистрации на поверхности тела человекапозволяющие максимизировать отношение сигнал/(помеха+п1ум);одноконтурные алгоритмы адаптации, отличающиеся более простойструктурой и меньшим числом арифметических операций для ихреализации на каждом шаге итерации;методика синтеза оптимальных по скорости сходимости алгоритмовадаптивной обработки слабых сигналов, позволяющая учитыватьвыбранные показатели качества;двухконтурный алгоритм адаптации, обеспечивающиймаксимизацию отношения мощности сигнала к мощности помехи и шумапри ограничении на мощность помехи;комплекс моделей и алгоритмов, позволяющий выделить фазныеэлектрические колебания потенциалов, возникающих как в проводящейсреде, так и на поверхности тела человека.Практическая значимость и результаты внедрения работы.Практическая значимость определяется использованием разработанных8методов и алгоритмов адантивной обработки низкоинтенсивныхэлектрических сигналов в клинической практике.Предложенные методы и алгоритмы биорезонансной терапиииспользовались для лечения различных нозологии, при этом стойкоеулучшение было отмечено у 74,9 % пациентов, а относительное улучшение- у 20,3%.Результаты полученные в диссертационной работе былииспользованы при разработке методических рекомендаций 2000/74«Биорезонансная терапия», утвержденных Министерствомздравоохранения РФ. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс на кафедре«Системный анализ и управление в медицинских системах» ВГТУ, приподготовке студентов специальности 190500 «Биотехнические имедицинские аппараты и системы», факультета повышения квалификациимедицинских работников Российского университета дружбы народов, атакже используются в практической деятельности Центраинтеллектуальных медицинских систем «Имедис» (г. Москва), ООО«Экомембран» (г. Москва) и 0 0 0 «Фитафлор» (г. Красногорск).Апробация результатов исследования. Основные положения инаучные результаты диссертационной работы докладывались иобсуждались на V Международной научно-практической конференции«Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 1999);Международной конференции «Теоретические и клинические аспектыприменения биорезонансной и мультирезонансной терапии» (Москва,2004, 2005); Всероссийской конференции «Интеллектуализацияуправления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2005) инаучно-тематическом семинаре ВГТУ «Проблемно-ориентированныесистемы управления» (Воронеж, 2004, 2005).Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатныхработ, в том числе 3 печатные работы в изданиях, рекомендованных ВАКРФ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,четырех глав, заключения, изложенных на 143 страницах, спискалитературы из 124 наименований, приложения. Работа содержит 15рисунков и 8 таблиц.Во введеиии обосновывается актуальность исследования, даетсякраткая характеристика работы, формулируются цель и задачиисследования, научная новизна и практическая значимость полученных4' результатов, приведены сведения об апробации и внедрении результатовработы.В первой главе проведен обзор и анализ электромагнитных полейчеловека и их информационная роль в жизнедеятельности организма.Рассмотрены явления электромагнитных биорезонансов, их основныемеханизмы, а также основные принципы биорезонансной терапия и ееместо в лечения болезней человека.Вторая глава посвяш;ена анализу применения вероятностныхЩ. итеративных алгоритмов последовательных приближений - алгоритмовадаптации для решения задач оптимальной обработки сигналов и показано,что актуальным является повышение быстродействия алгоритмовадаптации.Рассмотрены различные пути повышения скорости сходимостиалгоритмов адаптации, которая в значительной степени онределяетбыстродействие адаптивных систем.Доказано, что актуальными являются: решение задач синтезаоптимальных по скорости сходимости алгоритмов адаптивной# пространственно-временной обработки сигналов по критериям полноймош;ности, минимума СКО, максимума отношения сигнал/(помеха+шум) и10изложена методика синтеза оптимальных по скорости сходимостиалгоритмов адаптации. Предложена методика упрощения одноконтурныхалгоритмов адаптации за счет синтеза линеаризованных алгоритмов.В третьей главе будут представлены синтезированныелинеаризованные алгоритмы адаптации, линеаризованные оптимальныеалгоритмы. Материал разделов, посвященных синтезу алгоритмов повыбранным показателям качества, будет построен следующим образом. Вначале каждого раздела описываются алгоритмы по данному критерию,известные в литературе, затем осуществляется синтез линеаризованныхалгоритмов (для нелинейных ограничений), синтез оптимальных илинеаризованных оптимальных алгоритмов адаптации.Четвертая глава посвящена реализации методов адаптивнойобработки сигналов и алгоритмов в аппаратно-программном комплексбиорезонансной терапии.
