Hardware and software complex for the formation of descriptors in the decision support system for the diagnosis of medical risks
Keywords:
communication, team management, management process (3-5 keywords or phrases. medical risk, zones of abnormal electrical conductivity, transient response, descriptors, software and hardware complexAbstract
Purpose of the study. Development of a method for forming descriptors for trained classifiers of medical risks, based on the analysis of transient processes in biomaterial in an in vivo experiment.
Methods. The essence of the proposed method consists in the formation of test effects of the probing current on anatomical areas with abnormal electrical conductivity and obtaining the amplitude-phase-frequency characteristics of the impedance of the biomaterial on which the test action was carried out. The coordinates of the Cole plot of the biomaterial were used as descriptors for the classifiers. The Cole plot was obtained on the basis of Carson's transformation of the readings of the transient response of a four-port network, the element of which is the impedance of the biomaterial under study. A sequence of unipolar rectangular pulses was fed to the input of the four-port network.
Results. On the basis of the data collection system E20-10 manufactured by JSC "L-Card", a software and hardware complex has been developed for digitizing transient characteristics in a quadrupole, the element of which is the impedance of a biomaterial in anatomical areas with abnormal electrical conductivity. Software has been developed for the formation of test influences and digitization of signals that are the reaction of a biomaterial to these test influences. A theoretical model of the transition from the readings of the transient characteristic of a quadripole with an element of biomaterial impedance to the Cole plot of the biomaterial is proposed.
Conclusion. It is shown that the linear model of the biomaterial impedance allows one to obtain descriptors based on its amplitude-phase-frequency characteristics, which take into account the dissipative properties of the biomaterial. Obtaining a model of the Cole graph, taking into account its dissipative properties, makes it possible to construct trainable classifiers of medical risk for socially significant diseases.
References
Анализ нормы ст. 41 УК РФ об обоснованном риске с точки зрения теоретической обоснованности. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://studbooks.net/1116912/pravo/meditsinskiy_risk_obosnovannogo_riska.
Ростовцев В.Н. Классификация медицинских рисков. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.kmsd.su/vracham/nauchnye-stati/klassifikatsiya-meditsinskikh-riskov-rostovtsev-v-n (дата обращения: 11.01.2021).
Шаталова, О.В. Интеллектуальные системы мониторинга медицинских рисков с учетом биоимпедансных исследований: монография/О.В. Шаталова; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2020. – 356 с.
Ефремов, М.А. Гибридные нечеткие модели для прогнозирования возникновения и осложнений артериальной гипертензии с учетом энергетических характеристик биоактивных точек/ М.А. Ефремов, C.А. Филист, О.В. Шаталова, E.A. Старцев, Л.В. Шульга// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2018. Т. 8. № 4 (29). С. 104-119.
Филист, С.А. Гибридные информационные технологии по экспресс-диагностике инфекционных заболеваний на основе многочастотного анализа пассивных свойств биотканей/С.А. Филист, В.А. Алексенко, Кабус Кассим // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск. «Медицинские информационные системы» / Таганрог, 2010. №8(109). С.12-17.
Shatalova, Olga V. Impedance models in anomalous electrical conduction zones forming by in-vivo experiments for intelligent systems of socially important diseases diagnostic / Olga V. Shatalova, Alexandr A. Burmaka, Evgeny N. Korovin // International Russian Automation Conference (RusAutoCon). – Sochi: IEEE, 9-16 Sept., 2018. – Pp. 1-4. - URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8501668.
Готовский М.Ю. Электрохимические процессы на электродах при электропунктурной диагностике / М.Ю. Готовский, Ю.Ф. Перов // Сообщение 1. Постоянный ток. Традиционная медицина. 2013 г. №4(35).
Fernando Seoane Bioelectrical impedance during hypoxic cell swelling: modeling of tissue as a suspension of cells / Fernando Seoane, Kaj Lindecrantz, Torsten Olsson, Ingemar Kjellmer // Proc. XII Int. Conf. on Electrical Bio-Impedance, June 20–24, 2004, Gdansk, Poland,P. 73–76.
Кузнецов В.В. Техническая реализация биоимпедансной поличастотной спектрометрии в диагностических исследования / Кузнецов В.В., Новиков А.А. // Омский научный вестник. – Омск: 2013. – № 2(116). – С.235-240.
Кореневский, Н.А. Диагностические системы на основе анализа вольтамперных характеристик биоактивных точек/ Н.А. Кореневский, С.А. Филист, О.В. Шаталова, К.Д.А. Кассим, В.В. Руденко//Биотехносфера. 2013. № 5 (29). С. 33-38.
Филист, С.А. Биотехническая система для контроля импеданса биоматериалов в экспериментах in vivo/ С.А. Филист, А.А. Кузьмин, М.Н. Кузьмина// Биомедицинская радиоэлектроника. 2014. № 9. С. 38-41.
Филист, С.А. Модели биоимпеданса при нелинейной вольтамперной характеристике и обратимом пробое диэлектрической составляющей биоматериала/ С.А. Филист, О.В. Шаталова, А.С. Богданов //Бюллетень сибирской медицины. 2014. Т. 13. № 4. С. 129-135.
Попечителев, Е.П. Способы и модели идентификации биоматериалов на основе анализа многочастотного импеданса/ Е.П. Попечителев, С.А. Филист// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Управление, вычислительная техника. Медицинское приборостроение №1, 2011. С.74-80.
Кассим, К.Д.А. Параметрические модели биоимпеданса для идентификации функционального состояния живой системы / К.Д.А. Кассим, И.А. Ключиков, О.В. Шаталова, З.Д. Яа // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2012. - № 4. - С. 50-56.
Суржикова, С.Е. Исследование проводимости биоматериалов в биоактивных точках при циклических воздействиях токами различной полярности / С.А. Филист, С.Е. Суржикова // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2016. – Вып.9. – С.32-36.
Филист, С.А. Универсальные сетевые модели для задач классификации биомедицинских данных / С. А. Филист, Р. А. Томакова, Зар До Яа // Известия Юго-Западного государственного университета. — 2012. — № 4 (43), Ч. 2. — С. 44-50.
Суржикова, С.Е. Программно-аппаратный комплекс для анализа вольтамперных характеристик биоактивных точек на основе модуля L-Card E20-10 / С.Е. Суржикова, О.В. Шаталова, В.В. Федянин // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2015 № 2(30). – С. 150-161
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Лазеры. Измерения. Информация
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Copyright information
Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
Вы можете свободно:
Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:
– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения).
– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.
– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения.
Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
You are free:
to Share — to copy, distribute and transmit the work
Under the following conditions:
Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).
Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.
No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work.
Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.
