автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод и средства контроля ударного объема, совместимые с токовым воздействием

На правах рукописи сД'^ёгм^оо

ЯКОВЕНКО Михаил Викторович

МЕТОД И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ УДАРНОГО ОБЪЕМА, СОВМЕСТИМЫЕ С ТОКОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

Специальность 05.11.13 -

Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел, 2010 г.

004606562

Работа выполнена на кафедре «Приборостроение, метрология и сертификация» в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Орловский государственный технический университет»

Научные руководители:

кандидат технических наук, доцент Егоров Борис Александрович

доктор технических наук, профессор Подмастерьев Константин Валентинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Иванов Борис Рудольфович

кандидат технических наук, доцент Шалобаев Евгений Васильевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Тульский государственный

университет»

Защита состоится «Ор» ¿лч?нй 2010 г. в /6 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.01 в Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, Россия, г. Орел, Hay горское шоссе, д. 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета.

Автореферат разослан « OS » __2010 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просьба отправлять в адрес диссертационного совета: 302020, Россия, г. Орел, Наугорское шоссе, д. 29.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент ¿г- —Н. Волков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность: Широкое распространение токовой физиотерапии обусловлено простотой технической реализации, локальностью воздействия и доказанными лечебными эффектами. В то же время, говорить о полном отсутствии воздействия на организм в целом, а также об отсутствии побочных эффектов от электрофизиотерапевтических процедур неправомочно. Неконтролируемое изменение состояния сердечнососудистой системы (ССС), сопутствующее токовым процедурам, может приводить к негативным последствиям, вплоть до летального исхода. При этом контроль параметров организма во время проведения таких процедур за исключением субъективной оценки ощущений пациента практически не осуществляется.

Принимая во внимание, что 46,6 % больных страдают сердечнососудистым заболеваниям, становится очевидной высокая актуальность проблемы объективного контроля состояния ССС при проведении токовой физиотерапии. При этом целью такого контроля является получение достоверной информации о фактическом состоянии ССС и обеспечение условий для автоматического управления токовым воздействием.

Анализ состояния проблемы показал, что существенный вклад в исследования и разработку методов и средств контроля состояния ССС внесли: Л.И. Калакутский, Э.С. Манелис, Б.А. Егоров, B.C. Мархасин и др., а вопросам моделирования параметров работы ССС посвящены работы B.JI. Карпмана, Е.П. Попечителева, Б.И. Мажбич, Г.П. Иткина, А.П. Прошина, Н.Н. Савицкого, А.А. Ушакова, B.C. Улащи-ка, С.П. Маркина, В.М. Боголюбова, и др.

Сложность решения проблемы заключается в том, что, с одной стороны, состояние ССС характеризуется несколькими десятками различных параметров, а, с другой стороны, специфика объекта и условий контроля выдвигает дополнительные требования к методу контроля: электросовместимость (возможность контроля в условиях воздействия на объект электрическим током); безопасность (отсутствие негативного воздействия средства контроля на объект); быстродействие (малое время контроля, обеспечивающее возможность многократного повторения контроля за период токового воздействия); простота и низкая стоимость (возможность использования средства контроля совместно или в составе физиотерапевтической техники).

На основе анализа результатов исследований, проведенных различными авторами, включая соискателя, установлено, что в качестве интегрального комплексного параметра, обеспечивающего объективную оценку состояния ССС, целесообразно принять ударный объем крови (5К), а в качестве критерия принятия решения - величину возрастания SV при токовой нагрузке по отношению к значению SVH при ее отсутствии х = SV / SVH. При этом, однако, осуществить экспресс-контроль ударного объема в процессе токового воздействия существующими методами не представляется возможным, поскольку они либо электронесовместимы, либо крайне трудоемки, сложны и дороги.

Таким образом, задача разработки объективного, простого и безопасного метода контроля ударного объема, совместимого с электрофизиотерапией, является актуальной. Решению этой задачи посвящена настоящая диссертационная работа.

Объект исследования: контроль сердечнососудистой системы, функционирующей в условиях внешнего нагружения электрическим токовым воздействием.

Предмет исследования: принципы, модели, алгоритмы и средства контроля

ударного объема, изменяющегося под воздействием внешним электрическим током.

Цель работы: разработка метода и средств неразрушающего экспресс-контроля ударного объема, совместимых с электрофизиотерапией и обеспечивающих возможность управления средствами токового воздействия.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Обоснование требований к разрабатываемому методу контроля.

2. Проведение анализа существующих методов контроля ударного объема и выбор совместимого с токовым воздействием метода для проведения экспериментальных исследований с разработкой на его основе исследовательского комплекса.

3. Исследование принципа контроля ударного объема, включая:

- разработку модели ударного объема SV, описывающей его связи с внутренними и внешними факторами и учитывающей влияние параметров токового воздействия;

- экспериментальные исследования характера влияния параметров токового физиотерапевтического воздействия на изменение ударного объема;

4. Разработка алгоритма контроля ударного объема;

5. Обоснование режимов контроля ударного объема;

6. Метрологический анализ метода контроля ударного объема и экспериментальное подтверждение его работоспособности;

7. Разработка средства контроля.

Методы исследования. Исследования базируются на теории точности, классической биомеханики кровообращения, гидродинамики и гемодинамики, теории информационно-энергетического взаимодействия объектов живой и неживой природы, методов корреляционного и регрессионного анализа, аналитических группировок и других методов математической статистики.

Экспериментальные исследования проведены с использованием стандартного контрольно-измерительного, диагностического и терапевтического оборудования и комплекса разработанных соискателем алгоритмов и программ, реализованных в оболочках LabVIEW, Nemetchek Allplan 2005, Mathcad 11 Enterprise Edition, CorelDRAW Graphics Suite 12.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана модель функционирования ССС при воздействии на объект электрического тока, учитывающая влияние параметров тока на ударный объем;

- экспериментально установлен характер функций влияния амплитудных и временных параметров токового воздействия на значение ударного объема;

'ч - разработан принцип контроля SV, заключающийся^ использовании взаимо- v связи ударного объема с систолическим и диастолическимчдавлением, частотой и ритмичностью сердечных сокращений, а также с влиянием токового воздействия;

- разработан алгоритм и обоснованы режимы неразрушающего экспресс-контроля S V.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработанные метод и средство экспресс-контроля ударного объема обеспечивают объективную оценку состояния ССС в процессе проведения токовой физиотерапии, что способствует повышению эффективности и безопасности средств токового воздействия;

- разработанное средство контроля ударного объема обеспечивает возмож-

пость управления техническими средствами токового воздействия.

- разработанный экспериментальный комплекс, обеспечивающий возможность непрерывног о мониторинга ударного объема в условиях воздействия электрическим током, может использоваться в качестве экспериментального оборудования для проведения исследований.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод неразрушающего экспресс-контроля ударного объема, совместимый с токовым воздействием, включающий оригинальный принцип, математический аппарат, алгоритм реализации и обоснованные режимы контроля.

2. Результаты экспериментальных исследований зависимостей ударного объема от параметров токового воздействия.

3. Принцип построения, структуры и алгоритмы работы средств контроля ударного объема предложенным методом, обеспечивающих возможность управления устройствами токового воздействия.

4. Экспериментальный комплекс, обеспечивающий возможность получения объективной количественной информации об ударном объеме в условиях косвенного воздействия электрическим током.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XVI и XVII Международные научно-технические семинары «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации» (г. Алушта, 2007, 2008 г.); 10-я Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и проблемы измерений» (г. Москва, 2008 г.); Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве (ИТНОП)», (г. Орел, 2006 г.), 9-я и 11-я международные конференции «Медико-экологические информационные технологии» (г. Курск, 2006, 2008 г.), Международные научно-технические конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии (ФРЭМЭ)» (г. Владимир, 2006 - 2008 г.), Международная конференция «Виртуальные и интеллектуальные системы (ВИС)» (г. Орел, 2006 г.).

Разработанные метод и средство контроля апробированы и внедрены на предприятии ЗАО «Научприбор», результаты работы внедрены и в Орловском государственном техническом университете в рамках реализации образовательных программ подготовки специалистов, бакалавров и магистров по направлениям «Приборостроение» и «Биомедицинская инженерия».

Публикации. По результатам работы опубликованы 20 научных работ, включая 11 статей, 8 материалов и тезисов докладов, положительное решение о выдаче патента на полезную модель. Кроме того, на способ контроля подана заявка на изобретение.

Структура н объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников включающего 120 наименований, 5 приложений. Основная часть работы изложена на 127 страницах машинописного текста. Работа содержит 32 рисунка и 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обозначена проблемная тематика диссертационной работы, обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи исследования, приведены основные научные положения и результаты, выносимые на защи-

ту, а также сведения об апробации и реализации результатов работы.

В первой главе приводится обоснование необходимости разработки метода контроля ударного объема, обосновываются требования к методу и производится обзор и анализ существующих методов.

Рассмотрены основные эффекты, вызываемые воздействием электрического тока терапевтического диапазона. По результатам анализа сформулированы требования к методу, ключевыми из которых является электросовместимость, безопасность, быстродействие, простота и низкая стоимость.

На основе проведенного обзора и анализа существующих методов контроля ударного объема показано, что ни один из них не удовлетворяет предъявляемым требованиям: Фуко-, электрокардиографический и реографический методы предполагают измерения электрических параметров и несовместимы с токовой физиотерапией; рентгенологический метод сложен, требует громоздкого оборудования и опасен для здоровья; эхотомоскопия дорога, трудоемка и требует квалифицированного персонала; термодилюция и катетеризация инвазивны. Обоснована необходимость разработки нового метода экспресс-контроля.

Показано, что в качестве образцового метода измерения ударного объема для экспериментальных исследований целесообразно использовать эхотомоскопию. Точность, электросовместимость, безопасность, быстродействие этого метода и возможность проведения прямых измерений оправдывают в данном случае сложность аппаратуры и необходимость квалифицированного персонала.

Вторая глава посвящена анализу объекта контроля с целью выявления и исследования принципа контроля ударного объема.

На первом этапе анализировались существующие модели управления ударным объемом при воздействии электрического тока физиотерапевтического диапазона. Рассмотрены модели различных научных школ, в частности, МГТУ им. Н.Э. Баумана (В.Б. Парашин, Г.П. Иткин); СамГУ (А.П. Прошин); Universitet Tartuensis (В.А. Лищук, Е.В. Мосткова, J. Vedru), Columbia University (D. Burkhoff, H. Suga), основанные на принципах биомеханики кровообращения, гидродинамики, теории информационно-энергетического взаимодействия объектов и др. Обоснован выбор наиболее приемлемой с учетом поставленной задачи модели А.П. Прошина, объясняющий изменение SV не только влиянием внутренних стабилизирующих / дестабилизирующих факторов, но и управлением ударным объемом внешним воздействием.

Данная модель, описывающая связи ударного объема с внутренними и внешними регулирующими факторами, развита в направлении учета влиянии параметров токового воздействия. ССС представляется в виде замкнутой гидравлической системы, состоящей из резервуаров (камеры сердца и объемы крупных кровеносных сосудов) и магистралей (соединяют резервуары между собой). Система клапанов обеспечивает однонаправленное движение тока крови по кольцевой системе. Параметры резервуаров изменяются под действием управляющих сигналов, которые формируются в двух основных контурах. Первый контур — контур управления ударным выбросом желудочков SV, в соответствии с законом Франка-Старлинга (управляющим параметром является внутренний фактор - величина систолического давления в желудочках). Второй контур - контур информационного управления, реализующий многообразные взаимозависимости состояний системы кровообращения, опосредованные через нервную и гуморальную подсистемы организма. Управляю-

щим сигналом в этом контуре является величина комплексного управляющего у-фактора, являющегося численным выражением суммарного сигнала управляющего воздействия (в данном случае ток).

Выражение для ударного объема имеет вид:

5Г = 6 (У)к = к0- 5 (У) + &(к0) ■ 6(П ■ а(г), (1)

где 8(У) - значение ударного объема в функции от значения конечного диасто-лического объема желудочка V; к = к0 •¿>(^'о)'<т(') ~ инотропный коэффициент: к0 -инотропное состояния желудочка; <5(ко) - значение функции инотропного коэффициента от ко; сг(/') - функция влияния тока

Первое слагаемое определяет начальную величину ударного объема при отсутствии токового воздействия, а второе - приращение ударного объема под токовой нагрузкой. Путем преобразования (1) с использованием уравнения Пуазейля, принимая в качестве показателя давления величину среднегемодинамческого давления и приводя общий объем кровотока к частоте сердечных сокращений НЯ, с учетом значения периферического сопротивления IVполучено:

^=Р„ + 2Р„+Ы>, + 2Р 3 ■ЯДо-И'о Ъ-НК-№

где Р3 - давление систолическое; Рв - давление диастолическое;

Сможет быть определено, например, из выражения В.Л. Карпмана:

^ = + (3)

где I - отношение длительностей фаз сердечного цикла (коэффициент ритмичности); <2 - постоянный коэффициент выброса.

Полученная модель раскрывает сущность предлагаемого принципа контроля ударного объема, который заключается во взаимосвязи ударного объема с систолическим и диастолическим давлением, частотой и ритмичностью сердечных сокращений, а также с функцией влияния токового воздействия. Измеряя значения Р5, Р0, НЯ и оценивая ритмичность при известном значении <т(/), ударный объем предлагается определять косвенным методом из выражения (2) с учетом (3).

Характер и параметры функции влияния токового воздействия определить теоретически не представляется возможным, поэтому для изучения этого вопроса проведены комплексные экспериментальные исследования по установлению параметров тока,-оказывающих влияние на БУ. и вида функции влияния этих параметров о(/).

Разработан экспериментальный комплекс на базе эхотомоскопа ЕТ8-ОМи-()2-02, реализующий измерение ударного объема на основе М-модального сканирования. Для увеличения точности измерений за счет увеличения разрешающей способности отсчетного устройства эхотомоскоп дополнен устройством фоторегистрации и персональным компьютером (ПК). В комплексе с целью обеспечения возможности измерения значений ЗУ при каждом ударе сердца и снижения личной погрешности оператора сканирование во время эксперимента не прерывается для выполнения измерительных процедур (изображения последовательно маркируются номером и временем и сохраняются в ПК, а расчетно-измерительные процедуры выполняются позднее). Разметка кадров и измерения параметров эхограммы (рисунок 1) проводятся в среде ИетеиЛек А11р1ап 2005, а математические расчеты БУ- в среде МаШ-

Рисунок 1 - Разметка информативного поля кадра

cad. Конечные результаты вычислений сохраняются в программе MS Excel. На основании метрологической аттестации комплекса путем сравнения с наиболее точным методом кардиографии установлено, что предельная погрешность определения SV не превышает ± 2 мм' при нормируемой погрешности эхотомоскопа ± 4 мл .

В качестве генераторов токового воздействия использовались аппараты Амплипульс-7 и ДДТ-50-3. Аппаратом Амплипульс-7 воспроизводился стабилизированный ток синусоидальной формы различного рода: не модулированный (род R = 0); непрерывно модулированный частотой F от 10 до 150 Гц с глубиной m от 0,25 до 1,4 (род R = 1); модулированные посылки с паузами (род R = 2); модулированный меняющейся частотой F (род R = 3), выпрямленный модулированный ток рода 1 (род R = 4). Аппаратом ДДТ-50-3 воспроизводились одно- и двухполупериодные импульсы экспоненциальной формы частотой от 50 до 100 Гц, чередующиеся паузами.

Проведено более 500 серий экспериментов при 5 родах тока с 4 вариантами временной модуляции на 7 частотах при 5 значениях глубины частотной модуляции на каждой частоте на 20 объектах.

Для установления существенности влияния различных параметров токового воздействия на SV использован метод групповой корреляции, основанный на сравнении эмпирического корреляционного отношения А^ с его случайным значением ho. Исследовалось влияние рода тока, частоты, глубины модуляции и амплитуды тока. На рисунке 2 (я, б, в) представлены примеры характерных диаграмм изменения средних значений SV и СКО от указанных параметров модуляции тока для различных значений его амплитуды, а также результаты проверки методом групповой корреляции существенности влияния указанных параметров на SV (каждое значение получено по результатам 50 измерений).

v/^

г

род работы

120 -5

8060-

j ft=0,U.Mi6-Í.OS

, J ««4»

4> h=0.10. ЫЬ0=ё.7Я 4. $ п-С,'12. h/n0=i),95

СКО 113.36. 3.74j

0,75 1.00 глубина модуляции

125 ^ 1,50

120 Л i 1 { íf=23íMí ti-j и J

» мп -5 f í { *«<> «¿i í

I 80 4 i i ■•w. * ЩЩЛШ II*1C»A% h'-0 u. h'bfí-1.08 }

60 J } СКО 3.4с í ■ 3.84¡ I .'=5 uA i

10 30 50 70:, 90 110 Гц частота модуляции > 150

120 - * .i

. МП

80 - g. - -г

60 СКО мз. в: :us|

0 5 10 15 иА „. сила тока 25

Рисунок 2 - Зависимости ударного объема от параметров тока

Установлено, что 5'Г практически не зависит от формы тока и параметров его модуляции при одинаковом амплитудном значении (коэффициент групповой корреляции к„ находится в диапазоне от 0.10 до 0.29, а отношение йу/Ло - от 0,79 до 2,02. что в совокупности говорит об отсутствии или пренебрежимо малой значимости связи). В то же время установлено, что амплитудное значение тока (рисунок 2, г) оказывает существенно влияние на Л^от 0,97 до 0,99, а А^Ао - от 7,61 до 8,94).

Полученные результаты обосновывают вывод, что влиянием частотно-временных параметров тока при контроле 5Н можно пренебречь, а в качестве влияющего на5У параметра воздействия следует принять амплитуду тока.

Следующей задачей экспериментальных исследований являлось изучение закона распределения вероятности значений ударного объема, измеренных при каждом сердечном сокращении при различных комбинациях временных и амплитудных параметров токового воздействия. На основании проведенного статистического анализа с использованием критерия Фишера сделан вывод, что параметры токового воздействия не влияют на характер закона распределения вероятности отдельных значений 5К/, при этом амплитудное значение тока изменяет математическое ожидание 5У и практически не влияет на дисперсию (значение СКО для исследованных 255 комбинаций параметров воздействия находится в пределах от 3,51 до 3,98 мл).

60 80 100 120 140 160

ЙУ. мл ,

Рисунок 3 - Гистограммы распределения 5К для разных значений силы тока при роде тока 2, частоте модуляции 30 Гц с глубиной 1

Функция влияния <т(/) исследовалась путем ее выделения из выражения (2) при подстановке экспериментальных значений ударного объема и входящих в (2) и (3) параметров. На рисунке 4 (а, б, в) представлены характерные примеры полученных таким образом средних значений сг(?) и СКО для трех объектов различного возраста (соответственно, 25, 50 и 75 лет) при различных параметрах токового воздействия (каждое значение получено для 17 комбинаций параметров). Проведенный статистический анализ экспериментальных данных указал на идентичность выявленного характера функции влияния, для описания которой предложен полином третьей степени (на рисунке представлены уравнения регрессии).

На основании регрессионного анализа обобщенных данных по всей совокупности проведенных исследований (рисунок 4 г) получено выражение для усредненной функции влияния:

ег(г') = 8,14 ■ 10~5 - г3 — 5,30-10~3 г2 +0,186 ■ г, (4)

при этом коэффициент детерминации Л2 составил 0,97, а среднее квадратическое от-

клонение экспериментальных данных от уравнения регрессии — 0.15. Методом групповой корреляции доказана полнота регрессии.

Рисунок 4 - Функция влияния тока на ударный объем

Третья глава посвящена разработке метода контроля ударного объема на базе предложенного принципа, при этом обосновывается выбор метода измерения параметров давления, разрабатывается алгоритм контроля, проводится теоретическое и экспериментальное обоснование режимов и метрологический анализ.

В основу контроля заложено определение параметров Р,у, Рв, НЯ, I, поэтому на первом этапе исследований проведено обоснование выбора метода измерения данных параметров. На основе анализа существующих методов с учетом требований к разрабатываемому методу контроля 5У в качестве наиболее приемлемого определен метод осциллометрической тонометрии, являющийся электросовместимым, безопасным и реализуемым с помощью сравнительно простых и дешевых автоматизированных и автоматических технических средств.

Предложен алгоритм реализации метода, включающий два этапа.

Подготовительный этап проводится перед началом воздействия током:

- тонометром измеряют параметры Р50, Рао, НЯ0 и определяют ритмичность сокращения сердца (коэффициент /0);

- вычисляют по выражению (3) для найденных Рм, Рм, НЯ0 и 10;

- рассчитывают начальное значение ударного объема 5У„ по выражению (2), подставляя туда измеренные значения Р^о, РОй, НЯй и при г = 0;

- задают предельное значение множителя хтах (определяется из диапазона от 2,5 до 3 по медицинским показаниям).

Этап контроля включает следующие операции:

- проводят электрофизиотерапевтическую процедуру, при этом устанавливают заданное значение силы тока /;

- по истечении интервала времени обеспечения установившегося режима Тусг путем тонометрии измеряют параметры Р0, и НЯ и определяют ритмичность сокращения сердца (коэффициент /) за время измерения Гизм;

- вычисляют IV по выражению (3) для найденных Ра, НЯ и V,

- вычисляют приращение систолического давления АРХ: АР.ч = Р.ч ~ Р.чь

- рассчитывают значение ударного объема БУ по выражению (2) с учетом (4), подставляя туда измеренные значения Р$о, Р/ю, НЯ0, Рр- и НИ, рассчитанные значения И'о, IV. АРХ и установленное значение

- определяют относительное приращение ударного объема х = БУ / БУН ;

- сравнивают найденное значение х с допускаемым значением хтах, на основании чего делают вывод о достижении или не достижении предельно допустимой границы ударного объема.

При использовании результатов контроля для управления средствами токового воздействия на основании результатов контроля может формироваться управляющее решение с последующим контролем БУ: если х < хтлх, то увеличивают силу тока до следующего фиксированного значения, а при х > хтах - уменьшают силу тока или прекращают его воздействие.

Следующий этап исследований посвящен обоснованию режимов контроля БУ, к числу которых относятся время обеспечения установившегося режима Густ и время измерения Тюм. В основу выбора заложены следующие положения: для наибольшей эффективности контроля и своевременного принятия решения период контроля Тк = Руст+ тиш должен быть минимально возможным, при этом Туст должно быть достаточным для завершения переходных процессов в объекте контроля при изменении токового воздействия, а Тты - достаточным для измерения Р$, Рр, и НЯ и обеспечения требуемой точности определения БУ.

Для выработки рекомендаций по выбору Тусг проведены экспериментальные исследования динамических характеристик объекта контроля. Исследовался отклик объекта на включение и отключение токового воздействия, а также на изменение значения тока (на рисунке 5 представлены характерные примеры полученных переходных зависимостей). На основе статистического анализа результатов с использованием регрессионного анализа получены условия выбора Туст которые при увеличении тока имеют вид: Густ >152-е0Д2А,+0-03 для Д/ < 30 мА и Густ > <Г°'07Л'+6-84 для А/ < 30 мА, а при уменьшении тока: Густ > е0,50Л'_1'31 для А/ < 25 мА и Густ > 100 — 3,1 Зе33'1/Л'~1,31 для А/ > 25 мА.

Предложенным методом контролируется среднее значение БУ за время изменения ГизМ, которое определяется, прежде всего, временем измерения параметров Р$, Рц, и НЯ выбранным тонометром - Гт. Поэтому первым условием выбора Ттм является: Гюм > Тт (для современного среднескоро-стного тонометра на одно измерение необходимо не менее 15 с). С учетом установленных выше СКО отдельных значений при

время )

Рисунок 5 - Зависимость БУот времени косвенного воздействия током при: Я = 2, 50 Гц, т = 0,5

каждом сердечном сокращении вторым условием выбора Гизм может быть условие увеличения точности определения 5К за счет усреднения 5V,: 7„зм > (СКО/СКОтреб)"/ HR. где СКОТреб - требуемое значение СКО.

Следующим этапом исследований являлся метрологический анализ метода. К числу учитываемых при теоретическом анализе основных состоящих погрешности определения SI7 отнесены: инструментальная погрешность измерения Ps, Рц-. и HR. методические погрешности, погрешность установки силы тока. Установлено, что суммарная погрешность не превышает 10 %.

Для экспериментального определения погрешности предложенного метода контроля проводились сравнительные исследования результатов измерения ударного объема предложенным и образцовым эхотомоскопическим методом для 7 значений тока в диапазоне от 0 до 30 мА при 17 комбинациях параметров его модуляции. Параметры Ps, Pd, и HR определялись автоматическим тонометром типа AND UA-778 (предельная погрешность ±3 мм рт.ст. при измерении Ps и Л; и ±5 % при измерении ЯЛ для ТТ не более 15 с).

Статистический анализ результатов подтвердил правильность полученных ранее теоретических результатов и выводов, а также работоспособность предложенного метода при хороших метрологических характеристиках.

Установлено, что среднеквадратические отклонения значений SV, сгруппированных по силе тока, не превышают 8.0 мл при средних значениях менее 2,3 мл (рисунок б а). Значение коэффициента hyx составило 0,26 при hy/h0 = 1,92, что указывает на отсутствие трендов между погрешностью определения SV и силой тока, и, следовательно, подтверждает правильность проведенных выше теоретических исследований при моделировании и экспериментальных исследований функции влияния силы тока на ударный объем.

МА

15

%

5

«svjo

-5 ■10 -15

"t

íifc

Т'Л'-i

А

Рисунок 6 - Результаты экспериментальных исследований погрешностей метода

На основании обработки всей совокупности данных (рисунок 6 б) установлено, что погрешность предложенного метода в диапазоне изменения SV от 42 до 170 мл характеризуется средним квадратическим значением 5,3 мл (5,2 %) при пренебрежимо малой по сравнению с погрешностью образцового средства измерений систематической составляющей погрешности - 0,5 мл (0,5 %). Анализ погрешностей определения относительного приращения ударного объема х = SV/SVH, выполненный по аналогичной методике, подтвердил полученные выше выводы, при этом в диапазоне изменения х от 1,05 до 2,93 среднее квадратическое значение абсолютной погрешности составило 0,12, а относительной - 5,8 %.

В четвертой главе рассматриваются вопросы инструментальной реализации разработанного метода контроля ударного объема. Предложено два варианта, осно-

ванных на различных подходах: на дискретных элементах и па основе функциональных блоков. В качестве примера, на рисунке 7 представлена структурная схема устройства контроля основанного на функциональных блоках, с использованием в качестве базового элемента функционального блока тонометра.

Управление измерением Ps. Рп и HR осуществляется устройством управления 6, которое непосредственно связано с управляющим контроллером 8 блока тонометра 10. подает через него команду запуска преобразования и получает от устройства

ввода 2 (например, клавиатура) значения / и л'тах. Управляющий контроллер 8 в соответствие с осцилло-метрической методикой измерения давления управляет системой накачки 9, которая создает давление, преобразуемое датчиком давления 4 в электрический сигнал. Этот сигнал, поступает на устройство преобразования информации 3, которое выделяет из него численные значения Ps, Рп , HR и признак аритмии а. передавая эту информацию управляющему контроллеру 8. Признак конца преобразования в виде одиночного импульса передается с блока 8 на блок 6 по соответствующей линии, что свидетельствует о выставлении данных с блока тонометрии на шину данных 7. Сработав по прерыванию от импульса, устройство управления 6 считывает данные Ps, Pd, HR и а, затем посредствам блока принятия решений 1 определяет t и последовательно рассчитывает W, SV и х. Полученное значение л сравнивается с хтгх, на основании чего формируется результат контроля в соответствие с алгоритмом контроля. Результаты контроля выводятся через внешний интерфейс 5 (параллельный интерфейс, типа LPT, или последовательный, например SPLTWI, RS-485).

При использовании устройства контроля ударного объема для управления средством токового воздействия по результату контроля устройством управления 6 принимается управляющее решение, которое через внешний интерфейс 5 передается к функциональной части управляемого объекта. В случае управления аналоговым сигналом управляющий код ЦАП 12 преобразует в напряжение, которое блоком регулировки выходного напряжения 11 приводится по уровню к требуемому для управляемого аппарата значению.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 Проведенный анализ характера влияния токовой физиотерапии на состояние человека показал, что неконтролируемое изменение состояния сердечнососудистой системы, сопутствующее токовому воздействию, может приводить к негативным последствиям, вплоть до летального исхода, на основе чего обоснована необходи-

Рисунок 7 - Структурная схема средства контроля ударного объема

и

мость в получении объективной информации о фактическом состоянии ССС путем контроля ударного объема SV при проведении токовой физиотерапии.

2. По результатам анализа объекта и условий контроля обоснованы требования к методу контроля SF, базовыми из которых являются электросовместимость, безопасность, быстродействие, простота и низкая стоимость. Выполненный обзор и анализ существующих методов показал, что ни один из них не удовлетворяет предъявляемым требованиям, на основе чего обоснована необходимость разработки нового метода экспресс-контроля ударного объема.

3. Разработана модель функционирования ССС при воздействии электрического тока физиотерапевтического диапазона, учитывающая влияние электрического тока на ударный объем, на основе анализа которой предложен принцип контроля ударного объема заключающийся в использовании взаимосвязи ударного объема с систолическим и диастолическим давлением, частотой и ритмичностью сердечных сокращений, а также с влиянием токового воздействия.

4. На основе проведенных экспериментальных исследований влияния параметров токового воздействия на значение ударного объема, статистически доказано, что основное влияние на SV оказывает амплитудное значение тока (коэффициент групповой нелинейной корреляции hyx находится в диапазоне от 0,97 до 0,99 при его отношении к случайному значению А^/йо - от 7,61 до 8,94), при этом форма тока и параметры его модуляции практически не влияют на SV (hyx от 0,10 до 0,29 при hyJhQ от 0,79 до 2,02). Экспериментально установлен вид и определены параметры функции влияния амплитуды электрического тока на значение SV.

5. Разработанный метод экспресс-контроля ударного объема, включающий оригинальный принцип, математический аппарат, алгоритм реализации и обоснованные режимы контроля, обеспечивает объективную оценку состояния ССС в процессе проведения токовой физиотерапии, что способствует повышению эффективности и безопасности лечебных процедур.

6. Предложенные принципы построения, структура и алгоритмы работы средства контроля ударного объема, позволяют получать информацию о значении ударного объема в форме, пригодной для использования в контурах управления средств токового воздействия.

7. Разработанный экспериментальный комплекс, обеспечивающий возможность непрерывного мониторинга ударного объема в условиях воздействия электрическим током, может широко использоваться в качестве экспериментального оборудования для проведения исследований.

8. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили правильность полученных теоретических результатов и выводов, а также работоспособность предложенного метода при достижении хороших метрологических характеристик: при использовании тонометра с предельной погрешностью 3 мм рт.ст. (для измерения f's и PD) и 5 % (для HR) погрешность предложенного метода характеризуется средним квадратическим значением 5,3 мл (5,2 %) при определении ударного объема SV и 0,12 (5,8 %) при определении относительного приращения ударного объема х = SK / Sl/H. Время контроля не превышает 30 с.

9. Разработанные метод и средства контроля ударного объема апробированы и внедрены на предприятии ЗАО «Научприбор», результаты работы внедрены в учебный процесс а ОрелГТУ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Журналы из перечня изданий, рекомендованных ВАК

1 . Подмастерьев, К.В. Метод контроля ударного объема для систем управления электрофизиотерапевтической техникой [Текст] / К.В. Подмастерьев, Б.А. Егоров, М.В. Яко-венко // Контроль. Диагностика, 2009. -№ 7. - С. 54-60.

2. Подмастерьев, К.В. Устройство контроля ударного объема сердца для электрофи-зиоаппаратуры [Текст] / К.В. Подмастерьев, Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Медицинская техника, 2010. -№ 1,- С. 16-21.

3. Яковенко, М. В. Метод и средство экспресс-контроля ударного объема, совместимые с электрофизиотерапией [Текст] / М.В. Яковенко, К.В. Подмастерьев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2010. - № 2 (280). - С. 108-115.

Прочие издания

4 Егоров, Б.А. Исследование откликов сердечно-сосудистой системы человека на электровоздействия физиотерапевтического диапазона [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко, М.А. Бодров // Известия ОрелГТУ. Сер. Машиностроение. Приборостроение, 2005. - № 1.-С. 32-36.

5. Егоров, Б.А. Проблемы проектирования биоуправляемых аппаратов токовой терапии [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Известия ОрелГТУ. Сер. Машиностроение. Приборостроение. - 2005. -№ 2. - С. 30-32.

6. Егоров, Б.А. Концепция построения систем обратной связи для физиоаппаратов [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Материалы межд. науч.-практ. конференция «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии»,- Владимир: ВГТУ, 2006. - С. 189-192.

7. Егоров, Б.А. Биоуправляемый аппарат для амплипульсотерапии с контролем параметров давления [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко, Д.П. Санников // Материалы межд. науч.-практ. конференция «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии». - Владимир: ВГТУ, 2006. - С. 170-172.

8. Яковенко, М.В. Использование изменения ударного объема сердца человека для биоуправления физиоаппаратами [Текст] / М.В. Яковенко, Б.А. Егоров // Сб. трудов меж-дунар. научно-технич. конференции «Приборостроение 2005». - Винница-Ялта, 2005. - С. 197-200.

9. Яковенко, М.В. Виртуальный биоуправляемый аппарат для токовой терапии в среде LabVIEW [Текст] / М.В. Яковенко, Б.А. Егоров, М.А. Бодров // Сб. докладов 9-й международной конференции «Медико-экологические информационные технологии 2006». -Курск: Изд. КГТУ, 2006. - С. 30-34.

10. Егоров, Б.А. Техническое биоуправление физиоаппаратурой, созданной на основе информационных технологий [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Сб. докладов 11-й международной конференции «Медико-экологические информационные технологии 2008». - Курск: Изд. КГТУ, 2008. - С. 31-35.

11. Яковенко, М.В. Биоуправляемый аппарат для токовой терапии на базе аппаратно-программных средств National instrument [Текст] / М.В. Яковенко, Б.А. Егоров, М.А. Бодров // Материалы 2-й междунар. н-т конференции «Информационные технологии в науке, образовании и производстве ИТНОП-2006». -Орел: ОрелГТУ, 2006 - С. 56-59.

12. Яковенко, М.В. Исследование динамических характеристик ударного объёма крови в аспекте построения биоуправляемых физиоаппаратов [Текст] / М.В. Яковенко // Известия ОрелГТУ. Сер. Машиностроение. Приборостроение, 2007. - № 1. - С. 45-48.

13. Егоров, Б.А. Исследование динамических характеристик ударного объема сердца человека при воздействии физическими факторами [Текст] / Б.А. Егоров, М.А. Бодров, М.В. Яковенко // Известия ОрелГТУ. Сер. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2007. -№ 4-3/268(535). - С. 41-43.

14. Егоров, Б.А. Предпосылки разработки биоуправляемой физиотерапевтической ап-

паратуры [Текст] / Б.А. Егоров, М.А. Евзельман, Д.П. Санников, М.В. Яковенко // Проведение восстановительного лечения. Сб.тр. Воронежской гос. мед. акад. - Воронеж, 2005. - № 5. - С. 28-37.

15. Егоров. Б.А. Проблемы проектирования управляющих цепей биоуправляемых аппаратов для физиотерапии (Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Проведение восстанови-ic.'ibHoro лечения. Сб.тр. Воронежской гос. мед. акад. - Воронеж, 2006. - № 6. - С. 35-40.

16. Егоров, Б.А. Техническое биоуправление токовой физиотерапевтической аппаратурой при контроле ударного объема сердца [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко, A.B. Заика // Материалы докладов VIII Междунар. науч.-техн конф. «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» ФРЭМЭ'2008. - Владимир: ВГТУ, 2008. - С. 32-36.

17. Егоров. Б.А. Использование контроля ударного объема сердца для биоуправления токовой физиоаппаратурой [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Сборник материалов 10-й Всеросс. науч.-техн.конф. «Состояние и проблемы измерений». - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - С. 161-162.

18. Егоров, Б.А. Техническое биоуправление физиоаппаратурой, созданной на основе информационных технологий [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко // Известия ОрелГТУ. Сер. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: информационные системы и технологии, 2008. - № 1-3/269(544). - С. 64-68.

19. Егоров, Б.А. Использование современных технологий для технического биоуправления медицинскими токовыми физиоаппаратами [Текст] / Б.А. Егоров, М.В. Яковенко, В.Ю. Казаков, Е.А. Жеребцов // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: труды XVII Международного научно-технического семинара. - Алушта. - СПб.: ГУАП, 2008. - С. 74.

20. Устройство контроля ударного объема [Текст]: заявка 2010109544 Российская Федерация / К.В. Подмастерьев, М.В. Яковенко, A.B. Козюра; заявитель и патентообладатель Орл. гос. техн. ун-т. - Положительное решение от 21.03.2010.

ЛР ИД № 00670 от 05.01.2000 г. Подписано к печати 04.05.2010 г. Усл. печ. л.1. Тираж 100 экз. Заказ № 125 Полиграфический отдел ОрелГТУ 302025, г. Орел, ул. Московская, д. 65

Введение

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И 10 ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Характеристика применяемых токов терапевтического 10 Диапазона

1.2 Обоснование выбора ударного объема в качестве 14 информативного контролируемого параметра

1.3 Обоснование требований к методу контроля ударного объема

1.4 Анализ существующих методов контроля ударного объема 20 1.4 Л Метод ангиокардиографии для контроля ударного объема

1.4.2 Методы реографии для контроля ударного объема

1.4.3 Метод электрокардиографии для контроля ударного объема

1.4.4 Метод Фуко-кардиографии для контроля ударного объема

1.4.5 Метод тахоосциллографии для контроля ударного объема

1.4.6 Метод термодилюции для контроля ударного объема

1.4.7 Методы эхотомоскопии для контроля ударного объема

1.4.8 Имперический метод Старра оценки ударного объема

1.5 Постановка цели и задач исследований 44 Выводы по главе 1 , •

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА И ПРИНЦИПА КОНТРОЛЯ

2.1 Теоретическое моделирование функционирования 48 сердечнососудистой системы

2.1.1 Анализ моделей функционирования сердечнососудистой

Системы

2.1.2 Физическая модель сердечнососудистой системы

2.1.3 Математическая модель функционирования 56 сердечнососудистой системы, учитывающая влияние токового воздействия на ударный объем -''

2.2 Принцип контроля ударного объема

2.3 Экспериментальные исследования объекта и принципа контроля

2.3.1 Цель и задачи экспериментальных исследований

2.3.2 Комплекс для проведения экспериментальных 64 Исследований

2.3.3 Метод экспериментального воздействия

2.3.4 Исследование влияния параметров модуляции тока на 72 ударный объем

2.3.5 Исследование закона распределения вероятности значений 79 ударного объема

2.3.6 Исследование функции влияния амплитуды тока на 83 ударный объем

Выводы по главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА КОНТРОЛЯ 91 УДАРНОГО ОБЪЕМА

3.1 Обоснование выбора методов измерений определяемых при кон- 91 троле ударного объема параметров

3.2 Алгоритм контроля

3.3 Обоснование режимов контроля

3.3.1 Общие положения по выбору режимов

3.3.2 Обоснование времени обеспечения установившегося 95 Режима '

3.3.3 Обоснование выбора времени измерения

3.4 Анализ точности метода контроля

3.4.1 Теоретический анализ точности метода контроля

3.4.2 Экспериментальные исследования погрешности метода 104 контроля

Выводы по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ УДАРНОГО ОБЪЕМА

4.1 Структура и архитектура устройств

4.2 Алгоритм функционирования

4.3 Принципиальная схема устройства 124 Выводы по главе

Введение

Широкое распространение токовой физиотерапии обусловлено простотой технической реализации, локальностью воздействия и доказанными лечебными эффектами. В то же время, говорить о полном отсутствии воздействия на организм в целом, а также об отсутствии побочных эффектов от электрофизиотерапевтических процедур неправомочно. Неконтролируемое изменение состояния сердечнососудистой системы (ССС), сопутствующее токовым процедурам, может приводить к негативным последствиям, вплоть до летального исхода. При этом контроль параметров организма во время проведения таких процедур за исключением субъективной оценки ощущений пациента практически не осуществляется.

Принимая во внимание, что 46,6 % больных страдают сердечнососудистым заболеваниям, становится очевидной высокая актуальность проблемы объективного контроля состояния ССС при проведении токовой физиотерапии. При этом целью такого контроля является получение достоверной информации о фактическом состоянии ССС и обеспечение условий для автоматического управления токовым воздействием.

Анализ состояния проблемы показал, что существенный вклад в исследования и разработку методов и средств контроля состояния ССС внесли: Л.И. Калакутский, Э.С. Манелис, Б.А. Егоров, B.C. Мархасин и др., а вопросам моделирования параметров работы ССС посвящены работы В.Л. Карп-мана, Е.П. Попечителева, Б.И. Мажбич, Г.П. Иткина, А.П. Прошина, H.H. Савицкого, A.A. Ушакова, B.C. Улащика, С.П. Маркина, В.М. Боголюбова, и др.

Сложность решения проблемы заключается в том, что, с одной стороны, состояние ССС характеризуется несколькими десятками различных параметров, а, с другой стороны, специфика объекта и условий контроля выдвигает дополнительные требования к методу контроля: электросовместимость (возможность контроля в условиях воздействия на объект электрическим током); безопасность (отсутствие негативного воздействия средства контроля на объект); быстродействие (малое время контроля, обеспечивающее возможность многократного проведения контроля за период токового воздействия); простота и низкая стоимость (возможность использования средства контроля совместно или в составе средств токового воздействия).

На основе анализа результатов исследований, проведенных различными авторами, включая соискателя, установлено, что в качестве интегрального комплексного параметра, обеспечивающего объективную оценку состояния ССС, целесообразно принять ударный объем (ЯУ), а в качестве критерия принятия решения - величину возрастания БУ при токовой нагрузке по отношению к значению при ее отсутствии х = 8У / 8У„. При этом, осуществить экспресс-контроль ударного объема в процессе токового .воздействия существующими методами не представляется возможным, поскольку они либо электронесовместимы, либо крайне трудоемки, сложны и дороги.

Таким образом, задача разработки объективного, простого и безопасного метода контроля ударного объема, совместимого с токовым воздействием, является актуальной. Решению этой задачи посвящена .настоящая диссертационная работа.

Объектом исследования является контроль сердечнососудистой системы, функционирующей в условиях внешнего нагружения электрическим токовым воздействием, а предметом исследования — принципы, модели, алгоритмы и средства контроля ударного объема, изменяющегося под воздействием внешним электрическим током.

Цель работы: разработка метода и средств неразрушающего экспрессконтроля ударного объема, совместимых с токовым воздействием и обеспе чивающих возможность управления средствами токового воздействия.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1 Обоснование требований к разрабатываемому методу контроля.

2 Проведение анализа существующих методов контроля ударного объема и выбор совместимого с токовым воздействием метода для проведения экспериментальных исследований с разработкой на его основе исследовательского комплекса.

3 Исследование принципа контроля ударного объема, включая:

- разработку модели ударного объема SV, описывающей его связи с внутренними и внешними факторами и учитывающей влияние параметров токового воздействия;

- экспериментальные исследования характера влияния параметров токового физиотерапевтического воздействия на изменение ударного объема;

4 Разработка алгоритма контроля ударного объема;

5. Обоснование режимов контроля ударного объема;

6 Метрологический анализ метода контроля ударного объема и экспериментальное подтверждение его работоспособности;

7 Разработка средств контроля.

Исследования базируются на теории точности, биомеханике кровообращения, гидродинамике и гемодинамике, теории информационно-энергетического взаимодействия объектов живой и неживой природы, методов корреляционного и регрессионного анализов, аналитических группировок и других методов математической статистики.

Экспериментальные исследования проведены с использованием стандартного контрольно-измерительного, диагностического и физиотерапевтического оборудования и комплекса разработанных соискателем алгоритмов и программ, реализованных в оболочках Lab VIEW, Nemetchek Allplan 2005, Mathcad 11 Enterprise Edition, CorelDRAW Graphics Suite 12. В экспериментах участвовали медицинские специалисты и добровольцы различного пола и возраста (от 20 до 75 лет).

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана модель функционирования ССС при воздействии на объект электрического тока, учитывающая влияние параметров тока на ударный объем;

- экспериментально установлен характер функций влияния амплитудных и временных параметров токового воздействия на значение ударного объема;

- разработан принцип контроля заключающийся в использовании взаимосвязи ударного объема с систолическим и диастолическим давлением, частотой и ритмичностью сердечных сокращений, а также с влиянием токового воздействия;

- раз работай алгоритм и обоснованы режимы неразрушающего экспресс-контроля З'К.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработанные метод и средство экспресс-контроля ударного объема обеспечивают объективную оценку состояния ССС в процессе проведения токовой физиотерапии, что способствует повышению эффективности и безопасности средств токового воздействия;

- разработанное средство контроля ударного объема'обеспечивает возможность управления техническими средствами токового воздействия.

- разработанный экспериментальный комплекс, обеспечивающий возможность непрерывного мониторинга ударного объема в условиях воздействия электрическим током, может использоваться в качестве экспериментального оборудования для проведения исследований.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод неразрушающего экспресс-контроля ударного объема, совместимый с токовым воздействием, включающий оригинальный принцип, математический аппарат, алгоритм реализации и обоснованные режимы контроля.

2. Результаты экспериментальных исследований зависимостей ударного объема от параметров токового воздействия.

3. Принцип построения, структуры и алгоритмы работы средств контроля ударного объема предложенным методом, обеспечивающих возможность управления устройствами токового воздействия.

4. Экспериментальный комплекс, обеспечивающий возможность получения объективной количественной информации об ударном объеме в условиях косвенного воздействия электрическим током.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих конференциях и семинарах: XVI и XVII Международные научно-технические семинары «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации» (г. Алушта, 2007, 2008 г.); 10-я Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и проблемы измерений» (г. Москва, 2008 г.); Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве (ИТНОП)», (г. Орел, 2006 г.), 9-я и 11-я международные конференции «Медико-экологические информационные технологии» (г. Курск, 2006, 2008 г.), Международные научно-технические конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии (ФРЭМЭ)» (г. Владимир, 2006 - 2008 г.), Международная конференция «Виртуальные и интеллектуальные системы (ВИС)» (г. Орел, 2006 г.).

Разработанные метод и средство контроля апробированы и внедрены на предприятии ЗАО «Научприбор» г. Орла, а также Орловском государственном техническом университете в рамках реализации образовательных программ подготовки специалистов, бакалавров и магистров по направлениям «Приборостроение» и «Биомедицинская инженерия»,-'

Публикации. По результатам работы опубликованы 20 научных работ, включая 11 статей, 8 материалов и тезисов докладов, положительное решение о выдаче патента на полезную модель. Кроме того, на способ контроля подана заявка на изобретение.