Підвищення ефективності незображуючих волоконно- оптичних систем для мінімально інвазивної клінічної медицини

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorДенисов, Микола Олександрович
dc.contributor.degreedepartmentоптичних та оптико-електронних приладівuk
dc.contributor.degreefacultyприладобудівнийuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-06-09T09:22:55Z
dc.date.available2016-06-09T09:22:55Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to solving scientific problem of the circuit efficiency rising of non-imaging fiber optic systems (NIFOS) for minimally invasive clinical medicine. The generalized principles of NIFOS’ structural and functional organization were developed. They include generalized NIFOS classification (ASSIGNMENT) and fiber optic instruments one (BASENODE); original physical and mathematical model of optical radiation propagation within the tissue and mathematical model of the information signal from the tissue based on it; new modeling techniques and construction facilities for NIFOS’ key functional units; evaluation and optimization the efficiency of their engineering solutions by the use of proposed quantitative coefficients. The goal of these efforts is task-oriented creating of medical diagnostic and treatment systems with its consequent introduction for manufacturing and clinical practice.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена решению научной проблемы повышения эффективности неизображающих волоконно-оптических систем (НВОС) для минимально инвазивной клинической медицины (МИКМ). В работе выполнен анализ существующей аппаратуры и технических средств медицинсого назначения с использованием НВОС, рассмотрены особенности их построения в зависимости от конкретного медицинского назначения, определены базовые функциональные модули НВОС. На основе анализа существующих критериев оценивания клинической эффективности систем МИКМ, которые носят преимущественно статистический характер, сделан вывод о необходимости введения количественных показателей для оценивания ожидаемой эффективности инженерных решений конкурирующих вариантов технической реализации функциональных модулей НВОС, что позволит объективизировать выбор их начальных схемных решений, а также определить возможные пути их последующей оптимизации. Определены задачи теоретической и прикладной направленности, последовательность и методы их решения для достижения поставленной цели исследования. В работе предложены общие принципы структурно-функциональной организации НВОС, определены его ключевые структурные элементы, взаимосвязь между которыми непосредственно определяет как физические процессы преобразования оптического излучения в объеме биоткани, так и формирование информационного сигнала, аппаратный анализ которого позволяет осуществлять дифференциацию биотканей на наличие или отсутствие возможных патологий. С этой целью были предложены обощенные классификации НВОС (ASSIGNMENT) и волоконно-оптического инструмента (BASENODE), классификационные признаки которых позволяют систематизировать не только существующие технические решения, но и оставаться открытыми для расширения и дополнения за счет перспективных технических инноваций. В диссертации предложена альтернативная симуляции методом Монте-Карло оригинальная “трехимпульсная” модель распространения оптического излучения в биоткани, а также разработана инженерная методика определения плотности потока излучения в объеме биоткани для случаев падения на нее широкого коллимированного потока излучения и потока излучения конечного диаметра. На основании предложенной модели получены аналитические выражения для расчета флуоресценцентного сигнала от биоткани в осевом направлении, совпадающим с распространением излучения возбуждения флуоресценции. В работе исследованы в лабораторных и клинических условиях фармакокинетические и оптические свойства первого украинского фотосенсибилизатора Гиперфлав, а также предложены и запатентованы новые способы флуоресцентной диагностики. В качестве диагностического критерия предложен коэффициент диагностического контраста и алгоритм его применения для дифференциации нормальных и патологических участков биотканей. Предложен принцип предварительной дифференциации результатов флуоресцентной диагностики для гастроэнтерологии и гинекологии в виде двумерных диаграмм с использованием диагностических критериев. Для сравнительного анализа конкурирующих вариантов технической реализации НВОС предложены количественные показатели эффективности и методика оперативного их определения путем расчета хода лучей методом рейтресинга. В работе рассмотрены вопросы моделирования и возможные пути оптимизации волоконно-оптического инструмента (ВОИ) различного клинического назначения. Разработаны математические модели: контактного ВОИ Taper-M для лазерной хирургии, что позволило повысить коэффициент оптической эффективности энергетического канала в 1.2-1.7 раз по сравнению с аналогами; бесконтактного ВОИ SteadyBeam для термотерапии и реканализации, что позволило повысить коэффициент эффективной дистанционной плотности мощности по сравнению с известными промышленными образцами в 1.2–20 раз (на расстоянии 5–50 мм); ВОИ для флуоресцентной диагностики, что позволило повысить коэффициент оптической эффективности информационного сигнала для многоволоконных схем контактных ВОИ в 1.2–4.6 раз (Ва+ТТ-схема) и в 1.5–2.4 раза (Аb+ТТ-схема). В работе выполнена разработка опытных образцов базовых фунциональных модулей НВОС (многоканальные и многоэлементные источники излучения на светодиодах MultipLED, SaddLED, PhotoLED; волоконно-оптический спектрометр БИОСКОП с программным обеспечением БИОСОФТ; волоконно-оптический инструмент для ФДТ Photocone; многоканальные волоконно-оптические транспортирующие системы) и их исследование в лабораторных и клинических условиях. На этой базе разработаны опытные образцы системы флуоресцентной диагностики онкологических заболеваний СФД.М6-1С.1 и СФД.М6-1С.2, системы флуоресцентной диагностики для гинекологии СФДГ-2, светодиодных излучателей для фотодинамической терапии СВиФТ-90 и СВиФТ-150. Система СФД.М6-1С.2 (ТУ У 26.6-02070921-001:2015) прошла весь цикл технических и клинических испытаний, внесена в Государственный реестр медицинской техники (Свидетельство №14778/2015 от 12.06.2015) и разрешена к применению на территории Украины.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена вирішенню наукової проблеми підвищення ефективності незображуючих волоконно-оптичних систем (НВОС) для мінімально інвазивної клінічної медицини. Розроблено узагальнені принципи структурно-функціональної організації незображуючих волоконно-оптичних систем для мінімально інвазивної клінічної медицини, в основі яких лежать узагальнені класифікації НВОС та волоконно- оптичного інструменту (ВОІ); оригінальну математичну модель розповсюдження оптичного випромінювання всередині біотанини та математичну модель флуоресцентного сигналу від неї; нові математичні моделі та технічні рішення побудови оригінальних базових функціональних модулів з оцінюванням і оптимізацією їх ефективності за запропонованими кількісними показниками з метою цілеспрямованого створення діагностичних та лікувальних систем і наступним їх впровадженням у виробництво та клінічну практику.uk
dc.format.page38 с.uk
dc.identifier.citationДенисов М. О. Підвищення ефективності незображуючих волоконно-оптичних систем для мінімально інвазивної клінічної медицини : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. : 05.11.07 – оптичні прилади та системи / Микола Олександрович Денисов. - Київ, 2016. - 38 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/16305
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectнезображуюча волоконно-оптичнв системаuk
dc.subjectклінічні системи для діагностики та лікування найпоширеніших захворюваньuk
dc.subjectпоказники ефективностіuk
dc.subjectволоконно-оптичний інструментuk
dc.subjectнеизображающая волоконно-оптическая системаru
dc.subjectклинические системы для диагностики та лечения наиболее распространенных заболеванийru
dc.subjectпоказатели эффективностиru
dc.subjectволоконно-оптический инструментru
dc.subjectnon-imaging fiber optic systemen
dc.subjectclinical systems for widespread diseases diagnosis and treatmenten
dc.subjectcoefficients of engineering solutions efficiencyen
dc.subjectfiber optic instrumenten
dc.subject.udc681.785.5:681.784.7:681.7.068(043.3)uk
dc.titleПідвищення ефективності незображуючих волоконно- оптичних систем для мінімально інвазивної клінічної медициниuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.leveldoctoruk
thesis.degree.nameдоктор технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.11.07 – оптичні прилади та системиuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Denysov_aref.PDF
Розмір:
1.85 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ООЕП)
Автореферати (вільний доступ)