Математичне моделювання та оцінювання параметрів форми відгуку біооб’єкту на низькоінтенсивне подразнення

Abstract

Дисертація присвячена розв’язанню актуального наукового завдання, що має істотне значення для математичного моделювання серії відгуків біооб’єкту на низькоінтенсивні подразнення, та розробки автоматизованого оцінювання статистичних характеристик параметрів форми відгуку. Вперше обґрунтовано використання аналітичної функції для математичного моделювання відгуку біооб’єкту на низькоінтенсивне подразнення. Зменшено складність автоматизації активного біомедичного низькоінтенсивного дослідження та його інвазивність. Підвищено достовірність оцінки морфологічних параметрів відгуку біооб’єкту. Обґрунтовано та адаптовано метод статистичного вибору рішення для статистичного випробовування способів підготовки ансамблю відгуків при статистичному оцінюванні якості оцінки параметрів форми відгуку. Розроблено програмне забезпечення для комп’ютерного моделювання та верифікації результатів дослідження. Результати дослідження використані при виконанні науково-дослідних робіт та розробці засобів низькоінтенсивної ретинографії. Вони придатні для використання та розроблення біомедичних систем іншого клінічного призначення, біотехнічних системах синтезу штучних біооб’єктів.

Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи, имеющей существенное значение для математического моделирования серии откликов биообъекта на низкоинтенсивные раздражения и разработке автоматизированного оценивания статистических характеристик параметров формы отклика. Впервые обосновано использование аналитической функции для математического моделирования отклика биообъекта на низкоинтенсивное раздражение. Уменьшена сложность автоматизации активного биомедицинского низкоинтенсивного исследования и его инвазивность. Повышена достоверность оценки морфологических параметров отклика биообъекта. Обоснован и адаптирован метод статистического выбора решения для статистического испытания способов подготовки ансамбля откликов при статистическом оценивании качества оценки параметров формы отклика. Разработано программное обеспечение для компьютерного моделирования и верификации результатов исследования. Усовершенствованы алгоритмы: (а) компьютерного моделирования серии откликов биообъекта на низкоинтенсивное раздражение с учётом их особенности; (б) подготовки серии откликов для статистического оценивания формы отклика; (в) статистического испытания методов оценивания отклика для верификации его методов. Разработанные алгоритмы дают возможность для продолжения исследования и использования на практике автоматизированного активного биомедицинского исследования. Установлено, что: (а) вычислительная сложность подготовки ансамбля откликов для статистического оценивания по эвристическим предположениям по еë типу не отличаются от подготовки с преобразованием Гильберта, однако, она менее достоверна; (б) при увеличении количества выборок качественные характеристики статистического оценивания улучшаются. Результаты исследования использованы при выполнении научно-исследовательских работ и разработке средств низкоинтенсивной ретинографии. Они пригодны для использования и разработки биомедицинских систем другого клинического назначения, биотехнических системах синтеза искусственных биообъектов.

The thesis is devoted to the solution of actual scientific problem this having importance meaning for the mathematical modeling of biological object responses on the low-intensity excitations, and development of the automated estimation of statistical characteristics of the morphological parameters of the biological object response. For the first time, had been choose the analytic function as the mathematical model of the response that received at low intensity bioobject excitation. The decreasing of the complexity of the automation of the active low-invasive biomedical research has been obtained. Simultaneously, the invasiveness of the excitation as well was decreased. Resolvability of the estimation of morphological parameters of the biological object response was increased. The likelihood method of statistical estimation of the confidence probability had been interpreted, and for the response estimation adapted. The preparation responses ensemble for statistical test get complexity in compare with combinatorial famous one. The software of computer simulation for verification of the results is developed. Results of the research had been implemented at scientific research works and for using in the medical enterprises. Particularly, performances of scientific research and the development of low intensity retinography tools are received. The results are suitable for the use and development of biomedical systems for other clinical purposes, biotechnological systems, synthesis of artificial biological objects.