Томакова Римма Александровна, д-р технических наук, проф.
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Rimma A. Tomakova, Dr. of Sci. (Engineering), Professor
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Брежнев Алексей Викторович, канд. технических наук, доц.
Стремянный пер. 36, г. Москва 117997
Alexey V. Brezhnev, Cand. of Sci. (Engeneering), Associate Professor
Stremyanny Lane 36, Moscow 117997
Корсунский Никита Александрович, магистрант
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Nikita A. Korsunsky, Undergraduate
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Егоров Илья Сергеевич, аспирант
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Ilya S. Egorov, Post-Graduate Student
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Цель исследования заключается в разработке метода формирования дескрипторов, предназначенных для нейросетевых классификаторов медицинских рисков, основанного на анализе переходных процессов в биоматериале в эксперименте in vivo.
Методы. Сущность предлагаемого метода состоит в формировании тестовых воздействий зондирующего тока на анатомические области с аномальной электропроводностью и получения амплитудно-фазочастотной характеристики импеданса биоматериала, на который осуществлялось тестовое воздействие. В качестве дескрипторов использовались полученные значения координат графика Коула биоматериала. График Коула получен на основе преобразования Карсона отсчетов переходного процесса в четырехполюснике, элементом которого является импеданс исследуемого биоматериала. На вход четырехполюсника подавалась последовательность однополярных прямоугольных импульсов.
Результаты. На основе системы сбора данных Е20-10 производства ЗАО «L-Card» разработан программно-аппаратный комплекс для оцифровки переходных процессов в четырехполюсниках, элементом которых является импеданс биоматериала в анатомических областях с аномальной электропроводностью. Разработано программное обеспечение для формирования тестовых воздействий и оцифровки сигналов, являющихся реакцией биоматериала на данные тестовые воздействия. Предложена теоретическая модель перехода от отсчетов переходной характеристики четырехполюсника с элементом импеданса биоматериала к графику Коула биоматериала.
Заключение. Показано, что линейная модель импеданса биоматериала позволяет получить дескрипторы на основе его амплитудно-фазочастотной характеристики, которые учитывают диссипативные свойства биоматериала. Получение модели графика Коула с учетом его диссипативных свойств позволяет построить классификаторы медицинского риска для социально значимых заболеваний.
Purpose of research. Development of a method for generating descriptors for neural network classifiers of medical risks based on the analysis of transients in biomaterial in an in vivo experiment.
Methods. The essence of the proposed method consists in the formation of test effects of the probing current on anatomical areas with abnormal electrical conductivity and obtaining the amplitude-phase-trequency characteristic of the impedance of the biomaterial on which the test effect was carried out. The coordinates of the Cole graph of the biomaterial were used as descriptors. The Cole graph is obtained on the basis of the Carson transformation of the transition process samples in a four-pole array, the element of which is the impedance of the biomaterial under study. A sequence of unipolar rectangular pulses was applied to the input of the quadrupole.
Results. On the basis of the E20-10 data collection system manufactured by L-Card, a software and hardware complex has been developed for digitizing transients in four-pole devices, the element of which is the biomaterial impedance in anatomical areas with abnormal electrical conductivity. Software has been developed for the formation of test effects and digitization of signals that are the reaction of the biomaterial to these test effects. A theoretical model of the transition from the samples of the transition characteristic of a quadrupole with a biomaterial impedance element to the Cole graph of a biomaterial is proposed.
Conclusion. It is shown that the linear model of the biomaterial impedance allows us to obtain descriptors based on its amplitude-phase-frequency characteristic, which take into account the dissipative properties of the biomaterial. Obtaining a model of the Cole graph, taking into account its dissipative properties, allows us to build classifiers of medical risk for socially significant diseases.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.