Разработка принципов построения программной системы реконструкции и визуализации проводимости для устройств электроимпедансной томографии биологических объектов
Автор: Алексанян Г.К.
Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j
Рубрика: Основной раздел
Статья в выпуске: 3 (3), 2015 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена разработке принципов построения программного обеспечения для реконструкции и визуализации проводимостей внутренних структур биологических объектов.
Электроимпедансная томография, реконструкция, программная система, алгоритм, биологический объекта
Короткий адрес: https://sciup.org/140266453
IDR: 140266453
Текст научной статьи Разработка принципов построения программной системы реконструкции и визуализации проводимости для устройств электроимпедансной томографии биологических объектов
Электроимпедансная томография (ЭИТ) является одним из биоимпедансных методов оценки состава и структуры биологических объектов (БО). Метод развивается во всем мире и направлен на разработку новых методов и устройств для реконструкции и визуализации проводимостей внутренних областей БО [1].
В [2-6] авторами разрабатывается аппаратно-программный комплекс ЭИТ БО, а также методы и алгоритмы обработки измерительной информации. В [7] разрабатывается блок первичных преобразователей для устройств ЭИТ, предлагается блочно-модульный принцип построения. Для разрабатываемого аппаратно-программного комплекса необходимо разработать программное обеспечение для реконструкции и визуализации проводимостей внутренних структур БО.
В общем виде логика работы устройства ЭИТ может быть представлена в виде последовательных процессов: "Регистрация пациента", "Проведение исследований", "Печать протокола обследований". На рисунке 1 приведена обобщенная схема построения устройства и ЭИТ и выделены основные функциональные блоки программного обеспечения, которые необходимо реализовать.
Электродная система
Результаты измерений
Управление обследованием
Двумерная реконструкция
Трехмерная реконструкция
Блок связи с ПК
Работа с медицинскими изображениями
Визуализация
Формирование протоколов обследований
База данных
Рисунок 1 - Обобщенная схема построения устройства и ЭИТ и основные функциональные блоки программного обеспечения
Из рисунке 1 видно, что программное обеспечение для устройства ЭИТ должно представлять собой совокупность самостоятельных функциональных блоков, соединенных между собой. Основными блоками являются: управление обследованием, двумерная реконструкция, трехмерная реконструкция, визуализация, формирование протоколов обследований, база данных, блок работы с медицинскими изображениями.
При проведении медико-биологических исследований немаловажным является получение информации не только в одном томографическом срезе, но и в нескольких. В этой связи в программном обеспечении устройства ЭИТ необходимо предусмотреть возможность как двумерной, так и трехмерной реконструкции поля проводимости БО.
Для протоколирования процедуры обследования на этапе разработки программного обеспечения необходимо предусмотреть возможность формирования протоколов обследования для индивидуализации процесса приема пациента с возможностью печати в в иде соответствующих справок, актов и т.п. В базе данных сохраняются все проведенные исследования с привязкой к конкретному человеку, врачу, времени и дате приема и т.п. Для связи устройства с внешними медицинскими системами посредством стандартных протоколов (например, DICOM) [9], для взаимодействия с внедренными медицинскими информационными системами лечебнопрофилактического учреждения [9-11] предназначен блок работы с медицинскими изображениями.
Входными данными разрабатываемого программного обеспечения являются результаты измерений, полученные с электродной системы, которая крепится на поверхности БО. Для передачи измеренных данных на персональный компьютер применяется блок связи с ПК. Управление обследованием заключается в выполнении функций запуска, остановки процедуры исследований, сохранении результатов, открытии карт пациентов и т.п.
Работы выполняются в рамках гранта Президента Российской
Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК 4856.2015.8
Список литературы Разработка принципов построения программной системы реконструкции и визуализации проводимости для устройств электроимпедансной томографии биологических объектов
- Aleksanyan G.K., Gorbatenko N.I., Tarasov A.D. Modern Trends in Development of Electrical Impedance Tomography in Medicine -Biosciences Biotechnology Research Asia. -2014. -Vol. 11. -Р. 85-91
- Aleksanyan G.K., Gorbatenko N.I., Tarasov A.D. Development of Hardware-Software Complex for Electrical Impedance Tomography of Biological Objects. Research Journal of Applied Sciences. -2014. -Vol. 9, Issue 12. -Р. 1030-1033
- Алексанян Г.К. Разработка устройства для электроимпедансной томографии. Актуальные вопросы образования и науки: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф., 30 дек. 2013 г. Тамбов, 2014. Ч. 8. С. 15-16.
- Алексанян Г.К., Кучер А.И., Горбатенко Н.И., Нгуен Мань, Кыонг Чан Нам Фонг. Разработка информационно-измерительной системы электроимпедансной томографии биологических объектов. Вьетнамо-российская Междунар. науч. конф., ГТУ им. Ле Куи Дона, 02-03 апр. 2015 г.: тез. докл./ГТУ им. Ле Куи Дона. -Ханой: ЛКД изд-во, 2015. -С. 52-53
- Lankin A. M., Lankin M. V., Aleksanyan G. K., Narakidze N. D. Development Of Principles Of Computer Appliance Functioning, Determination Of Characteristics Of The Biological Object//International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 3 (2015) pp. 6489-6498; Research India Publications.
- Алексанян Г.К., Тарасов А.Д., Чан Нам Фонг, Нгуен Мань Кыонг. Разработка программного продукта трехмерной визуализации проводимости объекта. Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф., 31 июля 2015 г. Тамбов, 2015. Ч. 2. С. 13-15.
- Алексанян Г.К., Чан Нам Фонг, Нгуен Мань Кыонг. Разработка блока первичных преобразователей для устройства электроимпедансной томографии. Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф., 31 июля 2015 г. Тамбов, 2015. Ч. 2. С. 15-16.
- Алексанян Г.К., Тарасов А.Д., Плаксунов Д.В. Применение стандарта DICOM в устройствах электроимпедансной томографии. Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: материалы 15-ой Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 26 сент. 2014 г./Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. -Новочеркасск: ЮРГПУ, 2014. -С. 36-38
- Тарасов А.Д., Алексанян Г.К. Автоматизация процесса приема амбулаторных пациентов Перспективы развития науки и образования: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф., 31 янв. 2014 г.: в 15 ч./Мин. обр. и науки РФ. -Тамбов: Изд-во ТРОО "Бизнес-Наука-Общество", 2014. -Ч. 13. -С. 123-125. -Режим доступа: http://www.ucom.ru/doc/conf/2014_01_31_13.pdf
- Тарасов А.Д., Алексанян Г.К. Разработка комбинированного подхода защиты пользовательской информации. Наука и образование в жизни современного общества: сб. науч. тр. сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф., 29 ноября 2013 г.: Часть 16. Стр.124, Тамбов, 2013.
- Тарасов А.Д., Алексанян Г.К. Мобильное приложение для электронной записи на прием с применением облачных технологий. Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: материалы 15-ой Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 26 сент. 2014 г./Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. -Новочеркасск: ЮРГПУ, 2014. -С. 64-66
