Введение к работе
Актуальность работы. Медицинская наука, и стоматология в частности, в последнее время все интенсивнее изучает вопроси применения вычислительной техники лля обработки больших потоков информации. Причем одним из наиболее перспективных направления современной ыедчиины является применение вычислительной техники не только в инФорматизаиионных задачах, ко. в первую очєрєдь. в задачах лнФФеренииальной диагностики, в системах сбора и анализа инФормаиин с медицинских приборов и датчиков в режиме реального времени.
Создание автоматизированных систем для диагностики Функциональных характеристик зубочелюстной системи (ЗЧС) является сложной задачей, а особенности, если возникает необходимость совмещения гибкости и универсальности функций системы с массовостью обработки. Важное значение в таких условиях приобретает создание инструментальных программно -аппаратных средств, адекватных возникающим потребностям врача-исследователя и ориентированным на решение конкретной прикладной задачи. Гибкость и универсальность этих средств должны сочетаться с их высокой эффективностью ПРИ і ,м. что эти требования в большинстве случаев трудно совместимы.
Одной из наиболее важных проблем в Функциональной диагностике состояний ЗЧС является применение персональных ЭВМ ( ПЭВМ ) для изучения движения нижней ч?*;>эстй на основе анализа динамики изображения, и. в связи с этим, разработка инструментальных программных средств для их анализа я обработки, обеспечивавшие высокий урорсчь их универсальности и машинной независимости при сохранении эффективности применения в различннх задачах и в смежных областях научных исследований.
Таким образом, проблема повышения эффективности исследований на основе автоматизированных процессов визуализации в задачах медицинской диагностики и. в частности, в диагностике Функциональных характеристик ЗЧС является одной из актуальных задач.
Работа проводилась в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского политехнического института "Биокибернетика, компьютеризация в медицине" при выполнении ГБ тем научных исследований N 91. 27, 51/92.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка и исследование моделей и алгоритмов процессов визуализации в диагностике Функциональных характеристик ЗЧС. основанном на примене-
ний ароматизированной системы обРабот;.;: изображении (АСОИ) с ис-пользоьакиим. ПЭЫ.». телевизионной техники и специального стоматологического места с дальнейшим внедрением в стоматологическую практику.
Для достижения поставленной пели необходимо решить следующие задачи:
сформировать структуру АСОИ для диагностики Функциональных характеристик состояний ЗЧС;
построить информационную модель интеграции средств АСОИ и открытой конвейерной среды обработки экспериментальных данных;
разработать и исследовать эффективность методов восстановления соотношений элементов и ФУНКЦИИ ЗЧС;
создать алгоритмическое и программное обеспечение для процессов автоматизированной обработки визуальной информации;
провести исследование и вериФикашш предложенных моделей и алгоритмов по результатам клинического эксперимента с использованием автоматизированной системы визуализация.
Научная новизна результатов исследований. ' зработана структура асои для диагностики Функциональных характеристик ЗЧС. позволяющая анализировать динамику изменения соотношений элементов ЗЧС при челюстно-лицевих патологиях. Предложена технология определения соотношений элементов ЗЧС. отличавшаяся от существующих ' ранее подходов использованием авто"атизировашшх процессов обработки визуальной информации нижнего отдела лииа пациента на основе ПЭВМ, телевизионн-я техники и специализированного стоматологического места. Разработана информационная модель интеграции средств
программно-аппаратного комплекса обработки изображений и универсальной срелы обработки экспериментальных данных, обеспечивающая возможность гибкой организации конвейерной структуры иашинно-кезависимой обработки информации в различных средах операционных еисте.».:. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение АСОИ. позволяющие исследовать Функциональные характеристики ЗЧС и ориентированных на ПЭВМ. Предложен динамический метод определения соотношения алементов нижнего ^т^ела липа, отличавшийся от существующих методов применением неконтактной методики измерений, основанной на изучении временного изменения двух и трехмерных координат опорных точек на лиие пациента и позволяющей определять индивидуальные Функциональные характеристики ЗЧС.
практическая ценность и ре .:и$аоия результатов работы. Разра-
з боїана структура и создана техническая установка для задач ортопедической стоматологии с целью восстановления соотношении элементов и функции ЗЧС. Предложен бесконтактный способ регистрации и восстановления соотношения элементов и оунншп» ЗЧС. Разработана и реализована на ПЭВМ информационная модель интеграции срєлств про-граіімчо-аппаратного комппекса обработки изображений и универсальной открытой среды обработки экспериментальных данных. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение АСОИ для диагностики функциональных характеристик ЗЧС. доведенные до практической реализации. Предложены и исследованы методики для. врачьЛ-стоматологов по использованию АСОИ и обработке экспериментальной информации для диагностики Функциональных характеристик ЗЧС.
Результаты исследований'в виде математического и программного обеспечения АСОИ внедрены в научных разработках каФелры ортопедической стоматологии ЕГШ ИМ. Н. Н. Бурденко И НПО "СТОМАТОЛОГИЯ", в'учебный процесс Воронежского политехнического института при обучении студентов по специальности 19. 05 "Биотехнические и медицинские аппараты и системы". Ожипаемкл экономический эФФект от внедрен/я составляет 25 тысяч рублей в год.
Апробация работы. Основные Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: и всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы автоматизации производства и управления на предприятиях и в организациях приборо-машиностроения" (г. Пермь.1990 г. ); IX Всесоюзном.симпозиуме "Эффективность, качество, надежность систем "человек-техника" (ноябрь. 1990 г.. Воронеж)! всесоюзном совещании "Интерактивное проектирование технических устройств и автоматизированных систем на ПЭВМ"(1991. Воронеж); Российском совещании-семинаре "Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем" (1992г. .Воронеж); Региональном соБешании-семкиаре для руководящие работников и преподавателей вузов Ц.ЧР "Компьютеризация управления качеством Еысиего образования"(декабрь, 1992 г., Воронеж); научно-технических конференциях Воронежского политехнического института (1989-1993 гл. Воронеж): на семінарах межвузовской каФедры "Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах"(1990-1993 гг.).
Публикация. По теме диссертационной работы опубликовано 1б научных работ.
Структура и объем роботи. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения- изложенных на 163 с. маши-
4
полисного текста, содержит 40 рисунков, іі таблиц. ьиблиограФию
из 103 .наименований и приложений. ...