ПРОЕКТ РФФИ № 05-08-33354-а
"Разработка базовых принципов организации аппаратных,
программных и методических средств неинвазивных лазерных многофункциональных
диагностических комплексов для медицины"
(октябрь 2005г. - декабрь 2006г.)
Аннотация
Проект направлен на разработку и создание научно-инженерных основ организации, функционирования, проектирования и моделирования нового класса оптических автоматизированных диагностических комплексов для медицины – многофункциональных лазерных неинвазивных диагностических комплексов (МЛНДК). В проекте обобщен предыдущий научно-практический опыт МОНИКИ по исследованию эффективности разных методов неинвазивной лазерной диагностики в клинической практике. По результатам анализа сформулированы научно-обоснованные требования к функциональному составу узлов и блоков наиболее перспективных диагностических приборов в этой области - МЛНДК . В целях создания основ специализированной теории проектирования и конструирования МЛНДК разработана структурно-функциональная модель обобщенного МЛНДК. На основе комплексного биотехнического подхода определена и сформулирована его общая целевая функция. Исследованы и предложены принципы блочно-модульного построения аппаратных средств МЛНДК. Рассмотрены вопросы метрологического обеспечения МЛНДК. Введено в теорию новое понятие «диагностического объема» биоткани, ключевое с точки зрения метрологии неинвазивных лазерных диагностических измерений в медицине. Разработана система специализированных медико-технических требований к МЛНДК. Исследованы особенности и предложена обобщенная структурная схема типового процесса проектирования МЛНДК. В части обоснования и выбора расчетных алгоритмов обработки данных в МЛНДК были протестированы разные известные и новые вычислительные алгоритмы, базирующиеся на теории переноса и рассеяния света в случайно-неоднородных средах. Показано существование в классической теории переноса расчетных задач, для которых стандартные решения с разделенными транспортными коэффициентами уравнений приводят к ошибкам в определении потоков излучения на границе среды. Предложена модификация классического метода Кубелки-Мунка, устраняющая этот недостаток и позволяющая, вопреки известным литературным данным, получать точные аналитические решения прямых одномерных задач по распространению света в биотканях применительно к задачам неинвазивной лазерной диагностики, что легло в основу выбора именно этих алгоритмов в качестве базовых для программного обеспечения МЛНДК.