Тезисы докладов

Вид материала

Тезисы

Содержание Разработка оптико-электронной системы анализа бинокулярного механизма формирования зрительного образа Исследование, разработка и внедрение в практику медучреждений ран методов и приборов глубинной термографии тела человека

Подобный материал:

• Тезисы докладов, 3726.96kb.
• Тезисы докладов, 1225.64kb.
• Правила оформления тезисов докладов Тезисы докладов предоставляются в электронном виде, 22.59kb.
• «Симпозиум по ядерной химии высоких энергий», 1692.86kb.
• Требования к тезисам докладов, 16.83kb.
• Тезисы докладов научно-практической, 6653.64kb.
• Тезисы докладов 1 Межвузовская научно -практическая конференция студентов и молодых, 100.64kb.
• Тезисы докладов и заявки на участие, 104.97kb.
• Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 788.61kb.
• Тезисы докладов, принятые Оргкомитетом для опубликования в Материалах форума, 1066kb.

РАЗРАБОТКА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА БИНОКУЛЯРНОГО МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО ОБРАЗА

В.Н.Гридин¹⁾, М.И.Труфанов¹⁾

¹⁾Учреждение Российской академии наук Центр информационных технологий в проектировании (ЦИТП) РАН, Одинцово


Одной из сложных задач в области сенсорных систем человека является анализ механизма взаимодействия нервного центра и зри-тельного анализатора, что в значительной степени обусловлено от-сутствием современных методов и средств сопоставления парамет-ров процессов, происходящих в зрительном анализаторе, с резуль-татами анализа в центральных структурах коры головного мозга.

Для решения задачи предлагается использовать оптико-элек-тронную систему, состоящую из видеокамеры, аналоговых усилии-телей с аналого-цифровыми преобразователями и персонального компьютера, обеспечивающего измерение параметров движения глаз в процессе наблюдения человеком предъявляемых ему объектов одновременно с измерением электрической активности соответствующих проекционных зон коры головного мозга.

Анализ производят следующим образом. На размещенном перед лицом человека дисплее компьютера формируют тестовые объекты – геометрические фигуры. Видеокамеру настраивают так, чтобы изображение глаза занимало практически весь кадр. Испытуемого в различные моменты времени просят наблюдать тестовые объекты или закрывать глаза. Видеокамера формирует изображение лица и передает его в компьютер. На изображении производится определение состояния глаза – «открыт/закрыт» и двумерных координат центра зрачка, в случае если глаз открыт. Определяемые для каждого k-го кадра изображения координаты зрачка и признак «закрытый/открытый глаз» сохраняются в массиве E. Анализ массива E с запаздыванием относительно реального времени на время t поступления нескольких кадров обеспечивает определение траектории движения зрачка, что позволяет исследовать механизм анализа (рассматривания) тестового объекта зрительной системой.

Одновременно с процессом отслеживания движений глаза осу-ществляется регистрация и оценка электрической активности участ-ков коры головного мозга, отвечающих за процесс анализа изобра-жения. Для этого на входы аналоговых усилителей подаются сигна-лы, снимаемые с затылочной и теменной проекционных зон боль-ших полушарий мозга. Далее полученные сигналы после аналого-цифрового преобразования поступают в компьютер. После накоп-ления необходимого количества отсчетов выполняется быстрое преобразование Фурье, в результате которого формируется спектр сигнала. Анализ спектра сигнала позволяет выявить изменения в электрической активности мозга, определить амплитуду и частоту сигнала и сопоставить произошедшие изменения с процессом наблюдения тестовых объектов и движением зрачка.

Таким образом, синхронное отслеживание движений зрачка и параллельная оценка изменений в электрической активности коры головного мозга с помощью предлагаемой оптико-электронной сис-темы позволяют обеспечить объективный анализ взаимодействия зрительный анализатор – нервный центр. Наряду с этим, оптико-электронная система может быть применена в повседневной практике врача-офтальмолога для диагностики отклонений зрительной системы человека.

ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ МЕДУЧРЕЖДЕНИЙ РАН МЕТОДОВ И ПРИБОРОВ ГЛУБИННОЙ ТЕРМОГРАФИИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Ю.В.Гуляев¹⁾, А.А.Аносов¹⁾, А.С.Казанский¹⁾, А.Д.Мансфельд²⁾, П.В.Субочев²⁾

¹⁾Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, Москва; ²⁾ Институт прикладной физики РАН, Москва


Ряд заболеваний, например воспалительные процессы, сопровождается локальным нагревом тканей организма человека. Прогрев тканей, например гипертермия, используется в медицине, как один из способов лечения. И в том, и в другом случае важна информация о динамике изменений глубинной температуры организма. Такую информацию можно получить с помощью акустотермографии. Это безопасный неинвазивный метод контроля внутренней температуры, основанный на измерении собственного теплового акустического излучения тела человека.

Совместно с врачами Центральной клинической больницы РАН отрабатывалась и совершенствовалась методика акустотермомет-рического контроля глубинной температуры тела человека. Использовали стандартный многоканальный акустотермограф, а также одноканальный, но мультиспектральный акустотермометр. Испытуемые держали кисть руки в воде, температура которой менялась. Воду подогревали, доводили ее температуру до 37 ⁰С и продолжали нагрев вплоть до 40 ⁰С. За разогревом кисти следили по акустотермометрическим данным, при этом восстанавливали профиль внутренней температуры от ладони к тыльной стороне. Использовали два датчика (один со стороны ладони, другой с тыльной стороны) или один многочастотный датчик. Сначала измеряемая акустояркостная (т.е. интегральная) температура кисти и восстанавливаемая температура в глубине кисти повышались (до 37 ⁰С) и при этом были выше температуры воды. Потом и акустояркостная, и восстановленная температура совпадали с температурой воды (при 37 ⁰С). В дальнейшем акустояркостная температура стала ниже температуры воды, а глубинная температура остановилась на 37 ⁰С. Когда испытуемые держали руку в холодной воде (около 14 ⁰С), то и акустояркостная, и восстанавливаемая температура медленно снижались (измерения продолжались около 15 минут). Полученные результаты хорошо объясняются изменением кровотока в кисти. Отметим, что при температуре воды выше 37 ⁰С кровь начинает охлаждать руку. При восстановлении распределения глубинной температуры использо-вали априорную информацию о том, что искомое распределение подчиняется уравнению теплопроводности с учетом кровотока. Этот подход позволил существенно повысить точность восстанов-ления. Применение мультичастотного зондирования крайне важно для медицинских приложений. Использование всего лишь одного датчика, с одной стороны, упрощает процедуру контроля. С другой стороны, сразу получают несколько независимых результатов, что позволяет восстанавливать не только среднюю температуру, но распределение внутренней температуры.

Совместно с измерениями на испытуемых, были проведены модельные эксперименты по восстановлению пространственного распределения внутренней температуры объекта. При восстановлении главная роль отводилась выбору оптимальных алгоритмов учета уравнения теплопроводности. Совместно в модельных экспериментах проводили независимый контроль внутренней температуры, что позволяло измерить погрешность восстановления. Было показано, что использование уравнения теплопроводности повышает точность восстановления и делает ее допустимой для медицинских приложений.