Главная » 2014 » Август » 8 » Скачать Биотехническая система дерматоглифических исследований ладони. Бурлай, Елена Викторовна бесплатно
6:56 AM
Скачать Биотехническая система дерматоглифических исследований ладони. Бурлай, Елена Викторовна бесплатно
Биотехническая система дерматоглифических исследований ладони
Диссертация
Автор: Бурлай, Елена Викторовна
Название: Биотехническая система дерматоглифических исследований ладони
Справка: Бурлай, Елена Викторовна. Биотехническая система дерматоглифических исследований ладони : диссертация кандидата технических наук : 05.11.17 / Бурлай Елена Викторовна; [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана] - Москва, 2009 - Количество страниц: 144 с. ил. Москва, 2009 144 c. :
Объем: 144 стр.
Информация: Москва, 2009
Содержание:
Список принятых сокращений
Введение
Глава 1 Дерматоглифические исследования идиопатической эпилепсии
11 Эпилепсия
12 Методы диагностики идиопатической эпилепсии
13 Дерматоглифические исследования ладони
131 Комплекс дерматоглифических параметров ладони
132 Исследование комплекса дерматоглифических параметров ладони
133 Визуальный анализ дерматоглифических параметров ладони
134 Автоматизация дерматоглифических исследований ладони
14 Дефекты изображений гребешковой кожи ладони
Выводы к Главе 1
Глава 2 Разработка комплекса дерматоглифических характеристик ладони
21 Характеристики ладонных узоров
211 Характерные точки ладонных узоров
212 Интегральные характеристики пространственно-частотного спектра
213 Классификация типов ладонных узоров
22 Локализация ладонного узора
23 Классификация типа ладонных трирадиусов
24 Измерение ладонного угла
25 Расчет гребневого счета
26 Комплекс дерматоглифических характеристик ладони
Выводы к Главе 2
Глава 3 Разработка биотехнической системы дерматоглифических исследований ладони
31 Схема биотехнической системы дерматоглифических исследований ладони
32 Требования к блокам биотехнической системы дерматоглифических исследований ладони
321 Требования к устройству регистрации изображений гребешковой кожи ладони
322 Требования к вычислительному блоку
323 Требования к программным средствам
33 Разработка критериев качества изображений гребешковой кожи ладони
331 Формирование комплекса характеристик дефектов
332 Исследование характеристик дефектов
Выводы к Главе 3
Глава 4 Исследование макета аппаратно-программного комплекса автоматизированных дерматоглифических исследований ладони
41 Макет аппаратно-программного комплекса автоматизированных дерматоглифических исследований ладони
411 Выбор устройства регистрации изображений гребешковой кожи ладони
412 Программное обеспечение макета аппаратно-программного комплекса автоматизированных дерматоглифических исследований ладони,
413 Исследование макета
42 Исследование алгоритмов анализа изображений гребешковой кожи
421 Вероятность классификации типа ладонных узоров
422 Вероятность обнаружения узоров в областях ладони
423 Вероятность классификации типов ладонных трирадиусов
43 Исследование критериев качества изображений гребешковой кожи ладони
44 Исследование эффективности разработанного макета аппаратно-программного комплекса автоматизированных дерматоглифических исследований ладони
Выводы к Главе 4
Введение:
По данным литературы до 5% населения в популяции переносят эпилептические припадки различной этиологии, причем большую часть заболевших составляют дети [44]. Число резистентных к лечению больных достигает 40%, а более 20% детей больных эпилепсией становятся инвалидами и утрачивают способность к социальной адаптации вследствие частых тяжелых припадков и нарушений психики.
Одним из наиболее распространенных типов эпилепсии является идиопатическая эпилепсия (ИЭ), основным фактором развития которой в настоящее время считается наследственная предрасположенность, выражающаяся в генетических нарушениях антиэпилептических структур головного мозга [15, 16].
Сложность диагностики ИЭ обусловлена отсутствием биохимических и структурных изменений головного мозга, что существенно ограничивает возможности современных инструментальных методов электроэнцефалография, ультразвуковые исследовании, томография и др.) выявления патологической деятельности головного мозга. Отмеченная многими исследователями генетическая предрасположенность к ИЭ дает возможность применения метода информативных морфогеиетических вариантов (ИМВ) для ранней диагностики и скрининговых исследований ИЭ [144].
Исследования зарубежных и отечественных авторов [94, 144] показывают, что в качестве диагностических признаков для выявления ИЭ целесообразно применять дерматоглифические параметровы ладони: тип ладонных узоров (ТЛУ), локализацию ладонных узоров (ЛЛУ), тип ладонных трирадиусов (ТЛТ), значения ладонных углов и гребневого счета между ладонными трирадиусами [106, 145], однако не разработан обобщенный комплекс дерматоглифических параметров ладони (КДПЛ) для медико-генетического консультирования.
В настоящее время дерматоглнфические исследования выполняются визуально на основе анализа узоров гребешковой кожи, расположенных в области пальцев и ладоней. Визуальное определение КДПЛ затруднено, так как на дерматоглифическом изображении ладони размером более 100x100 мм необходимо обнаруживать и классифицировать элементы изображений и характерные точки: трирадиусы, ядра, размер которых составляет менее 3x3 мм (И.С. Гусева, 1986). Отсутствие формализованной методики сегментации областей ладонной поверхности, сложность визуального распознавания характерных точек при классификации типа ладонных узоров и трирадиусов снижает достоверность результатов визуальных дерматоглифических исследований и ограничивает возможность их применения для скрининга ИЭ и в практике медико-генетического консультирования [95, 115, 118, 59J.
Целью диссертационной работы является разработка биотехнической системы дерматоглифических исследований ладони.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1 Разработать комплекс дерматоглифических характеристик ладони, адекватный комплексу дерматоглифических параметров ладони и метод измерения дерматоглифических характеристик.
2 Исследовать источники дефектов изображений ладони и разработать критерии качества дерматоглифических изображений.
3 Разработать требования к устройству регистрации полноразмерных изображений ладони, вычислительным средствам и программному обеспечению автоматизированных дерматоглифических исследований.
4 Создать и апробировать макет аппаратно-программного комплекса автоматизированных дерматоглифических исследований ладони.
Поставленные задачи диссертационной работы решались на основе теории биотехнических систем, теории распознавания образов, методов теории вероятностей и математической статистики, методов проектирования программного и информационного обеспечения, технологии объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна:
1 Впервые предложен комплекс дерматоглифических характеристик ладони (КДХЛ), включающий количество и тип характерных точек (XT), число мод нормированного углового пространственно-частотного спектра (НУГТЧС), координаты XT, координаты антропометрических точек ладони, среднюю пространственную частоту гребней, расстояние между XT, адекватный КДПЛ.
2 Предложен алгоритм классификации дуговых и переходных ладонных узоров, не содержащих XT, основанный на анализе интегральных характеристик пространственно-частотного спектра изображения.
3 Разработан алгоритм обнаружения границ области тенара, гипотенара и межпальцевой области на основе измерения координат XT и антропометрических точек.
4 Разработан алгоритм оценки качества дерматоглифических изображений ладони (ДИЛ), позволяющий обнаруживать и классифицировать дефекты изображений ладони на основе значений обобщенного контраста изображения, средней пространственной частоты гребней и линейного коэффициента вариации НУПЧС.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке требований к устройству регистрации дерматоглифических изображений, вычислительным средствам и программному обеспечению автоматизированных дерматоглифических исследований ладони.
Сформированный КДХЛ обеспечивает численное описание параметров структуры и формы изображений ладони и позволяет повысить достоверность дерматоглифических исследований.
Разработанные критерии качества дерматоглифических изображений и алгоритм классификации типов ладонных дефектов предназначены для обнаружения и классификации дефектов и обеспечивают достоверность определения КДХЛ.
Разработанный алгоритм классификации типов дефектов дерматоглифических изображений и сформированная база изображений дефектов позволяют выполнять испытания аппаратно-программных комплексов автоматизированных дерматоглифических исследований и ладонных сканеров.
Разработанные принципы построения и прототип программного и информационного обеспечения автоматизированных дерматоглифических исследований позволяют снизить трудоемкость и повысить достоверность результатов дерматоглифических исследований за счет численного описания параметров структуры и формы изображений ладони.
Результаты работы позволяют рекомендовать аппаратно-программный комплекс автоматизированных дерматоглифических исследований ладони к применению в центрах медико-генетического консультирования различных уровней и специализаций для решения задач медико-генетического консультирования, спортивной медицины и психиатрии, в судебно-медицинской экспертизе при анализе дерматоглифических изображений фрагментов ладони.
Положения, выиосимые на защиту.
1 Комплекс дерматоглифических характеристик ладони включает количество и тип характерных точек, число мод нормированного углового пространственно-частотного спектра, координаты характерных точек ладони, координаты антропометрических точек ладони, среднюю пространственную частоту гребней, расстояние между характерными точками.
2 Тип ладонных узоров, на которых отсутствуют трирадиусы и ядра, определяется числом мод нормированного углового пространственно-частотного спектра по пороговому уровню а = 0,7: переходному узору соответствует одна мода; дуге соответствует две моды.
3 Качество дерматоглифических изображений ладони определяется значением обобщенного контраста изображения, средней пространственной частотой и линейным коэффициентом вариации нормированного углового пространственно-частотного спектра.
Апробация работы проведена на базе Центра медико-генетического консультирования городской детской клинической больницы №13 им. Н.Ф.Филатова. Результаты представлены на выставках «Здравоохранение-2007», «Мир биотехнологий-2007», «Здравоохранение-2008». Результаты работы внедрены в учебный процесс факультета «Биомедицинская техника» МГТУ им. Н. Э. Баумана, научно-исследовательский и испытательный центр биометрической техники МГТУ им. Н.Э. Баумана и Центр медико-генетического консультирования городской детской клинической больницы №13 им. Н.Ф.Филатова.
Основные положения работы доложены и обсуждены на IX РНТК «Медико-технические технологии на страже здоровья» (о. Сицилия, Италия,
2007), XV РНТК «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (г. Москва,
2008), X РНТК «Медико-техничсские технологии на страже здоровья» (г. Монастир, Тунис, 2008), XII Международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии-2009» (г. Курск, 2009), XI РНТК «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Черногория, 2009).
По материалам диссертации опубликованы 2 научных статьи и 17 тезисов докладов на научных конференциях.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Текст диссертации изложен на 144 страницах. Список литературы включает 147 библиографических источников. Диссертация проиллюстрирована рисунками, таблицами, графиками.