автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Моделирование и алгоритмизация процессов визуализации и диагностики в биомедицинских системах на основе конвейерных технологий

РГЗ ОД

^ - На правах рукописи

Мутафян Михаил Иванович

МОДЕЛИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И ДИАГНОСТИКИ В БИОМЕДИЦИНСКИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ КОНВЕЙЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.13.09 Управление в биологических и медицинских системах (включая применение вычислительной техники)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж -1996

Работа выполнена на межвузовской кафедре "Компьютеризации управления в медицинских и педагогических системах" Воронежского государственного технического университета.

Научный консультант Заслуженный деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф. Фролов В.Н.

Официальные оппоненты:

д-р мед. наук, проф. Губки М.Л. д-р техн. наук, проф. Смоленцев Б.П. д-р техн наук, проф. Сысоев В.В.

Ведущая организация Курский государственный

технический университет

Защита состоится 1 июля 1696 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д063.81.04 при Воронежским государственном техническом унизерситете по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский проспект, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан 31 мая 1896 г. -

Ученый секретарь диссертационного совета

Пасмурнов С.М.

Введение

Актуальность работы. Особую роль проблемы освоения информационными технологиями новых областей познания приобретают п области биомедицинских исследований, объектом в которых выступает сам человек как биологическая система. На сегодняшний день известно много вариантов применения ЭВМ для создания медицинских архивов, прогнозирования заболеваний, статистического анализа данных в целях управления процессом лечения. Причем особое внимамние уделяется применению вычислительной техники в диагностических системах сбора и анализа информации с медицинских приборов и датчиков, в том числе, в режиме реального времени. При этом темпы развития информационней технологии вступают в противоречие со скоростью изменения психологии человека, его возможностью перерабатывать и анализировать большие объемы диагностических данных для эффективного выбора лечения.

Современные тенденции развития диагностической аппаратуры связаны с активизацией визуального представления регистрируемых процессов с использованием средств компьютерной графики и обработки изображений и требуют разработки автоматизированных систем с возможностью адаптации алгоритмов обработки к особенностям аппаратуры и специфики исследования. При этом создание автоматизированных диагностических систем является сложной задачей, в особенности, если возникает необходимость совмещения гибкости и универсальности функций системы . Важное значение в таких условиях приобретает организация программно—аппаратных средств в виде "партнерских систем" с максимальным использованием ранее накопленного опыта врача-исследователя и существующих программных систем. Гибкость и универсальность этих средств должны сочетаться с их высокой эффективностью в конкретном прикладном исполнении при том, что эти требования в большинстве случаев трудно совместимы.

Преодоление "кризиса сложности", связанного с возрастанием потоков информации в процессе диагностики и лечения заболеваний, возможно на пути создания адекватного изменяющимся потребностям исследователя мобильного математического инструментария, предназначенного для обработки биомедицинской информации различного вцда, как статистистической так и, что особенно важно, визуальной.

С другой стороны, расширяющаяся инфраструктура региональных и глобальных компьютерных сетей а сочетании с IBM — стандартизацией de facto отечественного парка вычислительной техники, выступают как движущий фактор унификации способов обработки, хранения и передачи биомедицинской информации в сторону их интернационализации и вхождения в мировое информационное пространство, причем потребителями этой информации

могут быть как различные медицинские учреждения, так и отдельные исследователи.

Таким образом, проблема повышения эффективности разработки и внедрения автоматизированных биомедицинских информационных систем, основанных на использовании передовых компьютерных технологий, мобильных адаптируемых вычислительных систем и средств когнитивной визуализации, ориентированных на использование врачами — исследователями в лечебно — диагностических и учебных процессах, является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с межвузовской комплексной научно —технической программой 12.11 "Перспективные информационные технологии в высшей школе", в рамках решений III и IV совещания Международной Ассоциации диагностических центров по вопросам автоматизации обработки информации, целевой программы "Информатизация здравоохранения России на 1991 — 1995 гг." (раздел 4.1.2.4 "Разработка и внедрение информационных медико —технологических систем"), в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета (ВГТУ) "Биомедкибернетика, компьютеризация в медицине" при выполнении ГБ тем научных исследований N 91.27, 51/92, 62/93, 06/95.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка и научное обоснование принципов построения конвейерных мобильных систем визуализации и обработки данных в биомеди — цинских лечебно—диагностических и информационных системах на основе современных компьютерных технологий для диагностики и выбора лечения.

Для достижения этой цели в работе необходимо поставить следующие задачи:

произвести системный, анализ проблем обработки ин — формации в биомедицинских автоматизированных системах и лечебно—диагностическом процессе;

разработать структуру конвейерной среды обработки био — медицинской информации от числовых данных до видеоизображе — ний;

осуществить структурный синтез информационных подсистем обработки биомедицинской информации;

разработать структуру интегрированной автоматизиро — ванной системы ддя исследования и управления качеством лечения хронических заболеваний;

сформировать модели и алгоритмы автоматизированной системы лицензирования и аккредитации медицинских объектов;

создать программно — алгоритмическое обеспечение для автоматизированной системы диагностики и анализа микро — остеологических останков;

сформировать структуру и разработать программно — алгоритмическое обеспечение для исследования эффективности методов восстановления соотношений элементов и функций зубо — челюстной системы на основе бесконтактной регистрации траекторий движения нижней челюсти;

апробировать разработанные модели и алгоритмы в практической деятельности лечебно —диагностических учреждений.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе применялись методы системного анализа, теории управления, математического и объектно —ориентированного анализа, теории вероятностей и математической статистики, вычислительной математики и математического моделирования, компьютерной графики, распознавания образов, цифровой обработки изображений и анализа сигналов, теории построения операционных систем.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

принципы построения алгоритмических и программных средств на основе конвейерной технологии, отличающейся организацией мобильной обработки разнообразной биомедицинской информации в различных средах операционных систем в виде потока взаимодействующих процессов с использованием контекстного PIPE —механизма передачи данных;

информационная модель построения программных интерфейсов, позволяющая адаптировать инструментальные средства визуализации и обработки данных в медицинских автоматизированных системах и лечебно —диагностическом процессе к особенностям программной среды окружения и интегрировать различные прикладные пакеты;

модель построения командного интерпретатора изображений, позволяющего обрабатывать большие массивы диагностических видеоданных в составе автоматизированной системы ARCADA, предназначенной для долговременного накопления, прогнозирования и отслеживания результатов лечения хронических заболеваний;

алгоритмы анализа изображений и обработки информации в составе распределенной автоматизированной системы для исследования функциональных характеристик зубочелюстной системы, отличающиеся конвейерной организацией, модульным исполнени — ем, возможностью гибкой модификации программного обеспечения и позволяющие группе исследователей совместно проводить обработку диагностической информации с оптимальным распределением вычислительных ресурсов в ON-LINE и OFF—LINE режимах;

структура и алгоритмы обработки автоматизированной системы для исследования остеологической информации в процессе судебно-медицинской экспертизы, обеспечивающие ее комплексный анализ путем интеграции средств информационной базы,

конвейерной статистической обработки макро- и микрохаракте— ристик костной ткани;

алгоритм стандартизации критериев экспертных оценок на основе использования когнитивных визуальных паттернов, отличающийся ориентацией на применение в слабоформализованных и информационно—избыточных системах, и позволяющий оценивать степень адекватности норме матриц экспертных оценок в процессе лицензирования медицинских объектов.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Реализована на основе ПЭВМ информационная модель интеграции средств программно — аппаратного комплекса обработки изображений и универсальной открытой среды обработки экспериментальных данных на основе конвейерных технологий, позволяющая включить в процесс обработки врачей — исследователей, не владеющих навыками программирования. Модульный принцип формирования программной среды с возможностью расширения позволяет наращивать возможности обработки при изменении условий экспериментов.

Сформирована структура и создан аппаратный комплекс для задач ортопедической стоматологии с целью восстановления соотношений элементов и функции зубочелюстной системы. Создана и внедрена распределенная компьютерная информационная система, ориентированная на исследования в области стоматологии, отличающаяся интеграцией в рамках одной вычислительной среды сетевых средств и многотерминальной станции. Разработано программно—алгоритмическое обеспечение обработки изображений для диагностики функциональных характеристик зубочелюстной системы, предложены и исследованы методики для врачей — стоматологов по использованию автоматизированной системы обработки информации для бесконтактной диагностики функциональных характеристик зубочелюстной системы.

Сформирована структура и создано программно — алгоритмическое обеспечение автоматизированной системы обработки изображений для исследования остеологической информации в задачах восстановления возраста и черт личности по микроструктуре костных останков. Предложены методики оценки структурных характеристик костной ткани по видеоизображениям для врачей судмедэкспертов на основе использования конвейерной технологии обработки экспериментальных данных и инструментария когнитивной визуализации, сформирована структура информационной базы по более чем 230 признакам для изучения взаимосвязи идентификационных черт личности со структурой костной ткани.

В рамках нового подхода осуществлена алгоритмизация информационной модели интеграции различных представлений медицинской информации на основе использования электронных медицинских интегрированных карт, позволяющая использовать в

едином электронном документе текст и визуальную информацию о здоровье пациента, а также интегрировать различные способы представления дишостической информации для долговременного накопления и отслеживания результатов лечения хронических заболеваний.

Созданы и внедрены алгоритмы и программные средства информационной системы лицензирования и аккредитации медицинской деятельности, ориентированные на возможность организации распределенной обработки информации посредством использования электронных многопрофильных медицинских анкет; модели обработки экспертных заключений в процессе лицензирования и формирования интегрального коэффициента оценки деятельности медицинских объектов.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований в виде математического и программно — алгоритмического обеспечения внедрены в научных разработках в НПО "Стоматология" (г. Воронеж), на кафедрах ортопедической стоматологии, терапевтической стоматологн 1 с курсом физиотерапии, судебной медицины ВГМА им.Н.И.-'/рденко; в практику работы комиссии по лицензированию и аккредитации Администрации Воронежской области; в Воронежском областном клиническом лечебно — диагностическом центре; в учебном процессе Международного университета высоких технологий и Воронежского государственнго технического университета при обучении студентов по специальности 190500 "Биотехнические и медицинские аппараты и системы". Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет около 25 млн. рублей в год в ценах 1996 года, что подтверждается актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: II Всесоюзной научно —технической конференции "Проблемы и перспективы автоматизации производства и управления на предприятиях и в организациях приборо —машиностроения" (Пермь,

1990); IX Всесоюзном симпозиуме "Эффективность, качество, надежность систем "человек —техника" (Воронеж, 1990); Всесоюзном совещании "Интерактивное проектирование технических устройств и автоматизированных систем на ПЭВМ" (Воронеж, 1991); 2 —ом Всесоюзном симпозиуме с международным участием "Медицинские микрокомпьютерные системы" (Ростов— на—Дону,

1991); Российском совещании—семинаре "Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1992); региональном совещании — семинаре для руководящих работников и преподавателей вузов Центрально — Черноземного Региона "Компьютеризация управления качеством высшего образования" (Воронеж, 1992); Всероссийском совещании —

семинаре "Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1993); III Международном форуме "Стратегия здоровья: Интеллектуальное обеспечение медицины" (Гурзуф, 1994); Воронежской областной научно —практической конференции "Проблемы судебной медицины и клинической практики" (Воронеж, 1994); Всероссийском совещании — семинаре "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1994); Межрегиональной научно —практической конференции "Семья в системе рёабилигационныых мероприятий" (Екатеринбург, 1994); Республиканской научно — практической конференции "Проблемы современных технологий обучения и развития умственной активности студентов и школьников" (Воронеж, 1Э94); Международной научно-технической конференция "SPIE. Advaced Laser Dentistry" (С — Петербург, 1994); Всероссийской научно — практической конференции "Информатизация здравоохранения России" (Ижевск, 1995); Всероссийском совещании семинаре "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1995); Международной научно —технической конференции "Диагностика, информатика, метрология —95" {С —Петербург, 1995);. 2 —ой Всероссийской с участием стран СНГ конференции "Распознавание образов и анализ изображений: новые информационные технологии" (Ульяновск, 1995); XXII Международной Школе и Конференции САПР—95 "Применение новых информационных 'технологий в науке, образовании, медицине и бизнесе" (Гурзуф, 1995); Международной Конференции и Школе по биомедицинскому приборостроению "БИОМЕДПРИБОР-95" (Ялта-Гурзуф, 1995); Всероссийской научной конференции по лицензированию (Сочи, 1995); Всероссийской научно — технической конференции с международным участием "Медицинские информационные системы" (Таганрог, 1995); научно — технических конференциях Воронежского государственного технического университета, 1989—1996 гг.; Воронежского областного клинического лечебно—диагностического центра 1993—1996 г г.; на научных семинарах межвузовской кафедры "Компьютеризация управления в медицинских и педагогических системах" 1990—1996 гг.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 54 научных работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, изложенных на 249 с. машинописного текста, содержит 103 рисунка, 17 таблиц, 2 фотографии, библиографию из 282 наименований и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В пор в ой главе проведен системный анализ существующих подходов обработки информации в биомедицинских информационных системах и лечебно—диагностическом процессе. Подчеркивается, что многообразие проблем и особенности обработки информации связаны со сложностью исследования человеческого организма как биологической системы, глубокими структурно — фунционалъными взаимосвязями его отдельных подсистем. Современные достижения информатики позволяют утверждать, что экстенсивный процесс развития компьютерных технологий закончился. Дальнейше развитие будет происходить на пути их качественного преобразования в условиях принципиально —неустранимой сложности объектов исследования.

С другой стороны, современная компьютерная технология обработки информации значительно опережает существующую технологию визуализации данных, что приводит к потере контакта исследователя с изучаемым объектом. Активизация познавательного процесса исследователя сегодня связана с интеграцией средств компьютерной графики, распознавания образов и обработки изображений. Являясь основным элементом при построении систем управления пользовательским интерфейсом, визуализация сегодня превращается в решающее звено развития интерактивных автоматизированных систем, определяя эффективность их практического использования.

Особую роль автоматизированные системы обработки изображений (АСОИ) играют для ряда медицинских систем. Одной из них является система диагностики функциональных характеристик зубочелюстной системы (ЗЧС). Отмечается, что одной из важнейших задач стоматологии является определение основного параметра ЗЧС, не имеющей фиксированной высоты прикуса —это положение челюсти в центральном соотношении. Проводится оценка эффективности существующих методик и способов диагностирования, указывается на трудности использования рентгенологических, электромиографических и фотометрических методов в поликлинических условиях. Подчеркивается, что любые вмешательства и механические воздействия извне на живой организм приводят х нежелательным последствиям при регистрации физиологических параметров. Следовательно, единственным способом, но оказывающим влияния на физиологические функции любой системы живого организма и позволяющим проводить автоматизированную обработку является бесконтактный способ получения информации на основе АСОИ.

Другое применение АСОИ —в задачах судебно — медицинской экспертизы при идентификации личности по костным останкам, означает начало нового этапа в разработке диагностических автоматизированных систем. Исследование костей, лишенных четких

анатомических ориентиров, представляет серьезные трудности, поскольку традиционные макроскопические методы диагностики (остеоскопия, остеометрия, рентгенография и др.) становятся нерезультативными. Недостаточно формализованные признаки макро-и микроструктуры костей приводят к тому, что результаты экспертизы зависят, в большей степени от опыта и интуиции эксперта. Наличие большого числа трудоемких промежуточных этапов: микрорентгенография, фотоработы, микро — скопия, подсчет мик— роструктурных элементов вручную на фотопозитивах микрорент— генограмм и микрофотофамм, — приводит к усталости зрительного анализатора исследователя и отражается на качестве и воспроизводимости экспертных выводов. При этом недостаточно развитое статистическое обеспечение обработки первичного морфологического материала существенно усложняет анализ и оценку микро — структурной информации, ограничивая результат диагностики возраста лишь уровнем одной из общеизвестных групп: 1 — 3, 4— 7, 8-12, 13-16, 17-21, 22-35, 36-45, 46-60, 61-90 лет.

Проведенный анализ показал, что существующие на момент выполнения данного исследования интегрированные программные комплексы (ИПК) обработки видеоинформации, графические и статистические пакеты общего назначения не отвечают требованиям, предъявляемым к АСОИ для задач диагностики функциональных характеристик 34 С и судебно-медицинской идентификации личности по костным останкам. В условиях отсутствия четко формализованных методик обработки результатов измерений, узкая специализация используемых в составе АСОИ алгоритмов статистической обработки, отсутствие дружественных интерфейсов программных комплексов и их принципиальная ориентированность на конкретные аппаратно —технические решения не позволяют исследователю проводить гибкую обработку диагностической информации. Изменение постановки задачи диагностирования или смена условий эксперимента приводит к необходимости разрабатывать новое программное обеспечение (ПО).

В основе предлагаемого подхода к построению лечебно — диагностических и информационных автоматизированных систем лежит следующий принцип: врачу сегодня необходимо предложить программный инструментарий, позволяющий самостоятельно формировать персональную среду обработки различной биомеди — цинекой информации из готовых модулей, не прибегая к дополнительному программированию, и иметь возможность проводить статистическую обработку и визуализацию информации в диалоговом поисковом режиме с возможностью адаптации к особенностям исследования.

Вторая глава содержит обоснование теоретических основ построения автоматизированных биомедицинских систем на основе конвейерных технологий.

При разработке инструментальных средств обработки биомедицинской информации учитываются особенности взаимодействия человека —оператора с вычислительной системой (ВС). Неполнота информации, поступающей из ВС к индивиду и его ограниченная способность по ее восприятию порождают аномальное состояние знания, проявляющееся в потере ориентации индивида в лавине информации, что приводит к состоянию постоянного напряжения и тревоги. С другой стороны, аномальное состояние знания индивида предлагается рассматривать как источник информационной потребности нового качества, в основе которой лежит попытка унификации предметных знаний с возможностью итерационного уточнения ее структуры и взаимосвязей на основе механизмов: конфигурирования индивидом своей предметной среды; избыточности потенциальных команд как средства повышения гибкости взаимодействия; отказа от жесткой схемы директивного взаимодействия с вычислительной системой в пользу "апелляции к интересу" индивида на основе его психолингвистической модели. Адаптация к новым знаниям может происходить с помощью когнитивного ассоциативного подхода, как способа выявления новых взаимосвязей системы, фундаментом которого является "гуманитарный background" (Г.Р.Громов), роль которого в условиях услонения структуры современных знаний будет непрерывно возрастать.

Основываясь на конструктивистской модели Пейперта сформулированы Следующие принципы организации взаимодействия в интерактивных вычислительных средах человек —ЭВМ: 1) необходимо создавать предметные микромиры обработки, ориентированные на естественный контекст; 2) главным назначением предметных сред должно быть побуждение исследователя к активному участию в процессе конструирования "объектов —с — помощью —которых —можно —думать" (object to think with); 3) в качестве меры адаптивности диалога может выступать конструктив — но — комбинаторные возможности предметного мира.

Всем этим требованиям отвечает конвейерная технология обработки диагностических данных, основанная на идеологии объектно —ориентированного анализа, т. к. она позволяет исследователю самостоятельно формировать среду обработки, намечать цели и достигать их наиболее эффективными методами. При этом концептуальная модель ВС включает следующие этапы: формализации сущностей объекта (объекты и атрибуты) и формализации отношений между сущностями (связи); изучения динамики поведения объектов и связей во времени; декомпозиции действий ВС на фундаментальные процессы и изображение их в виде диаграмм потоков данных и диаграмм потоков действий.

Тогда жизненный цикл вычислительной системы будем рассматривать как динамическую модель состояний. Движение

данных от объекта к потребителю при обработке данных в составе ВС можно рассматривать как последовательную фильтрацию потока информации (рис.1), распадающегося на две принципиальные части — анализ и синтез. Если в основе первой лежит процесс снижения размерности объекта исследований, посредством диверсификации, то в основе второго — заложен процесс создания нового знания посредством наращивания размерности или унификации формализованного и когнитивного знания, как отражения от экрана знаний индивида с переходом в плоскость анализа и оценивания.

Предлагается обработку биомедицинской информации

рассматривать как непрерывный поток, организованный на основе мобильной конвейерной технологии с помощью контекстно — ориентированного PIPE —механизма передачи информации, позволяющих связывать функциональные программы —примитивы в любой комбинации для достижения необходимого конечного результата. Как следствие расширяются функции программных средств, отсутствуют привязка к конкретным форматам кодировки данных и зависимость программ обработки от различных типов внешних устройств.

В основе информационной модели диагностического процесса лежит представление ее как канала связи, согласующего поток информации, поступающий с объекта, с пропускной способностью исследователя. При этом решающим звеном обработки является визуализация экспериментальных данных.

В основу конвейерной технологии предлагается положить концептуальную модель UNIMODEL построения мобильных программных интерфейсов (ПИ), в основу которой заложены идеи: максимальная открытость ВС для потенциально широкого взаимодействия и расширения как отдельных программных компонентов, так и систем; возможность конфигурации ВС пользователем под конкретные задачи; унификация процедур обмена между процессами и ИПК. UNIMODEL представляет собой пространственную модель, состоящую из трех основных уровней (рис.2): конфигурации, прикладных задач и поля поддержки. Взаимодействие процессов, находящихся на уровне прикладных задач, осуществляется с помощью перехода в плоскость конфигурации с учетом сформированного пользователем контекста обработки. Взаимодействие процессов осуществляется конфигуратором с помощью системных каналов обмена, которые представляют собой сово — купности модулей ПИ и файлов обмена.

Обработка диагностической информации осуществляется средствами мобильной среды |PROC, программные средства которой реализованы в виде функциональных фильтров с ориентацией на использование в конвейерах и позволяют манипулировать с данными следующих типов: числовыми, текстовыми, матричными и видеоизображениями (объектами). Сформирован набор функциональных модулей, в который включены операции определения основных статистических характеристик, фильтрации, инструментарий манипулирования объектами, программы селекции, сортировки, печати, графического отображения, интерфейсы к СУБД, конверторы изображений и пр. Модульный принцип формирования |PROC, позволяет связывать программы —примитивы в любой комбинации для достижения необходимого конечного результата и легко наращивать программы обработки для решения других задач.

Структура модели построения программных интерфейсов UNIMODEL

Рас. 2

На основе модели иЫ1МСЮЕЬ осуществлен синтез информационных подсистем обработки биомедицинской информации (структура которых представлена на рис.3) за счет унификации ее представления, конвейерной обработки и когнитивной визуализации, что позволило на единой платформе объединить различные прикладные информационные и диагностические системы.

Топология систем и задач исследования

Рис. 3

В третьей главе рассматриваются вопросы формирования биомедицинских информационных автоматизированных систем.

Одним из характерных классов этого направления является информационная система лицензирования и аккредитации меди — цинсикх объектов. Для этого разработано информационное обеспечение, в основу которого положено использование метода анализа иерархий, что позволяет рассматривать лицензирование и аккредитацию как процесс с поэтапной корректировкой функции цели подсистем на основе непрерывного уточнения информационных потребностей.

Предложенная модель принятия решений, структура которой представлена на рис. 4, позволяет объективизировать критерии оценки медицинских объектов и обеспечить их постоянное итерационное уточнение на основе мониторинга структурно —

функциональных характеристик объекта, в том числе, посредством использования электронной многопрофильной медицинской анкеты, унифицирующей обработку информации с удаленных медицинских объектов (1 — пространство целевых функций, 2— пространство лицензирования, 3 —пространство решений, 4 —пространство оценивания, 5 — парадигма, 6 —объектный континуум).

Другой класс информационных медицинских систем— АРМ врача—исследователя. Разработаны алгоритмические средства формирования адаптивной информационной среды для разработки АРМ врачей —исследователей, в основе которой лежат принципы выявления информационных потребностей пользователей и предоставления им инструментария для переработки информации с возможностью его расширения при изменении целей исследования. Независимость системы обработки информации от средств организации ввода и типа СУБД достигается за счет использования среды |PROC.

Априорная неопределенность системы запросов эксперта при взаимодействии с информационной системой в процессе оценки медицинских объектов определяет актуальность разработки программного инструментария формирования средств диалога на основе элементов и конструкций естественного языка (рис.5), реализация которого в виде командного SQL —ориентированного интерпретатора, позволяет достичь необходимой адаптивности в процессе решения широкого круга прикладных задач пользователями различной квалификации. Потоковая обработка запросов достигается как в

среде ОС UNI К, так и в MSDOS средствами языка AWK с интеллектуальной поддержкой ко чтекста диалога средствами языка PROLOG.

Рас. 5

Показано, что интеграция биомедицинской информации по хроническим заболеваниям ь составе автоматизированной иссле — доваельской системы ARCA JA на основе унификации способов представления, хранения и обработки позволит: на основе хронологического анализа течения хронических заболеваний выявлять их причины и изучать отдаленные результаты лечения; формировать на магнитных носителях индив11дуальные электронные медицинские карты о состоянии здоровья пациента; упростить подготовку медицинских заключений, включая результаты анкетирования, и составление статистических справок и отчетов на любой момент времени с использованием в их составе диаграмм, графиков и видеоизображений; подготавливать учебные компьютерные автоматизированные системы на реальном фактологическом материале для обучения и повышения квалификации медицинского персонала; сформировать информационную базу и соответствующий инструментарий систем консультативной поддержки для лечебно—диаг— ностических учреждений.

В четвертой главе приводятся модели и алгоритмы автоматизированных процедур обработки информации и визуализации в диагностических биомедицинских системах. Приводится описание структуры АСОИ, предназначенной для диагностики функцио —

налькых характеристик ЗЧС (АСОИ ЦОКЛЬ — рис.6), на основе ПЭВМ IBM PC/AT, совмещенной с телевизионной установкой, позволяющей в режиме реального времени регистрировать и анализировать динамику изменения расстояний между опорными метками на лице пациента. Было спроектировано и изготовлено специальное стоматологическое кресло со съемной верхней зеркальной насадкой, представляющей собой два зеркала, установленных под углом 45 градусов к сагиталышй плоскости и проецирующих Z—координаты опорных меток на лице пациента во фронтальную плоскость, что позволило свести задачу измерения 3-х мерных координат к двухмерной.

Описываются алгоритмические процедуры конвейерной системы обработки информации в составе АСОИ ЦОКЛЬ. Обсуждаются динамические методы анализа изображений для определения траекторий движений нижней челюсти, которые можно разделить на две группы: методы анализа двухмерных проекций опорных точек, расположенных на лице пациента, сидящем в анфас (фронтальная плоскость), и методы анализа трехмерных проекций точек, расположенных как во фронтальной плоскости, так и в сагитальной.

Кластеризация изображений осуществляется программой СЬАБТ, предназначеной для выделения из каждого кадра координат опорных меток и отсечения зашумления. В ее основу заложен быстрый "полуторопроходной" алгоритм. На первом проходе обработки кадра с помощью построчного сканирования происходит выделение координат каждого кластера и находится их общее количество, при этом результатом обработки является числовой массив координат. На втором проходе происходит упорядочивание координат кластеров относительно времени измерений. Подчеркивается, что принципиальным отличием предлагаемого подхода обработки изображений от распространенных методов является организация обработки в виде гибкого к возможным расширением конвейера (рис.7) из набора функциональных утилит, обеспечивающего согласованное взаимодействие всех составных частей АСОИ. Структуры и типы данных остаются привилегией утилит и могут быть спрятаны от пользователя.

-Г (Организация конвейера обработки ]-

Рис. 7

В рамках АСОИ ЦОКЛЬ сформулирован набор инвариантных процедур обработки изображений, пригодных для ши — рокого крута задач диагностирования. Описывается алгоритмизация процессов обработки биомедицинских изображений при исследовании микроостеологических останков в составе разработанной АСОИ КОСТЬ, предназначенной для задач судебно-медицинской экспертизы. Предложена классификация и математическая формализация описания структурных компонентов костной ткани (рис.8,9), дающая в руки исследователей по сравнению с традиционными методами качественно более мощный инструментарий, применение которого направлено на поиск новых перспективных направлений в практике идентификации личности по костным останкам. Построение математических моделей, основанных на анализе морфологических параметров костной ткани, измеренных с помощью АСОИ КОСТЬ, и современных статистических методов позволит выяснить взаимосвязь макро-, микроостеологических признаков с соматоскопическими и соматометрическими характе —

МАКРОметрия поперечного шлифа трубчатой кости

Сегмент повышенного интереса

Компоненты

1 .КОСТ ВО МО ЗГОВЗ я

полость (КМП) 2«Эвдоостзльаьгй отдел (ЭО|

3. Мезоостальный отдел (МО|

4. Периостальный отдел (ПО)

5. Остеовы__

Медианные

_радиусы

Г1-радиус-вектор

КМП Г2радвус~вектор ЭО

Г 3' радиус-вектор МО

Г4-радиус-вектор ПО

_Математические характеристики

Площадь, периметр в коордаваты центра тяжести:

- Всего изображения без учета а . /а р « «V КМП в остеонов ' я \ *Г' V,}

- Остеонов и КМП лг -

- Всего изображения с учетом , КМП И остеонов

МИКРОметрия поперечного шлифа трубчатой кости

Компоненты

0 {Мх/-2,Му/-2| С1 -Угол выборки

1. Остеовы

2. Гаверсовы пластины

3. Гаверсовы каналы

1 Спайные ляеви

Медианные радиусы

{ОВ} = Г| {ОС} = ГЗ {СШ} = гз {ОА1} = Г4

Графические показатели вдоль секущей

Тг Тз

Т7

Т<

Т4 Та

Тб

Т1-радиус КМП

Т2 -толщина границы

остеона

ТЗ—толщина спайной линии Т4 -толщина гаверс. пластин

Т5,Тв -толщина гаверс. каналов

Т7-толщина остеона

Рис.го

ри стихами индивидуума, что приведет к диагностике пола, возраста, роста и конституциональных особенностей индивида.

Заложенная в основу построения апаратных и про — граммно — алгоритмических средств АСОИ ЦОКЛЬ и АСОИ КОСТЬ идеология позволяет сформировать стратегию об — работки видео и числовой информации в виде универсальной среды автоматизированных;

процессов обработки визуальной информации на основе конвейерной технологии, эффективность применения которой обусловлено высокой мобильностью и гибкостью про — . граммного инструментария как с точки зрения общесистемной реализации, так и с точки зрения прикладных пользователей.

Приводятся алгоритмы

формализации изображений,

Stia.il

оптимального кодирования, архивизации и фильтрации изображений. Представлены классификация алгоритмов многопороговой сегментации и алгоритмы бинеаризации полутоновых изображений, основанные-на различных пороговых методах. Показана эффективность компрессии видеоинформации для режима реального времени. Описываются алгоритмы, применяемые для печати растровых полутоновых изображений, практические проблемы реализации алгоритмов цветопередачи при обработке биомедицинских изображений. Выбор алгоритмов обработки в составе разработанных АСОИ определялся в каждом конкретном случае структурой анализируемых изображений и требованиями прикладной задачи. Установлено, что необходима адаптация методов цифровой обработки к классу изображений в соответствии со спецификой исследования. Конвейерная среда |PROC позволяет проводить апробацию всех описанных алгоритмов на основе экспериментальной оценки качества изображений, производимой в каждом конкретном случае врачом —исследователем.

Пятая глава посвящена рассмотрению вопросов формирования инструментальных средств автоматизированных исследовательских систем диагностики и управления процессом лечения. Для обработки видеоизображений разработан командный интерпретатор BIPS, ориентированный на использование в средах ОС MSDOS и UNIX и представляющий собой интегрированную программную систему с широким набором операций обработки полутоновых и цветных изображений. Форматы входных/выходных данных: позволяют достаточно просто осуществлять процессы взаимодействия данных среды BIPS с другими информационными системами и ИПК.

В составе BïPS используются: механизм генерации сценариев, определяющий последовательность и сущность обработки и позволяющий при массовой обработке отойти от утомительного диалога с интерактивной системой; механизм формирования конфигурационных файлов, позволяющий персонифицировать программную среду (контекст обработки).

Основными медицинскими областями применения BIPS являлись: морфологические исследования (гистологический и цитологический анализ микропрепарата, анализ костной ткани); эндоскопия; стоматология; КТ; УЗ И. Организация обработки в системе BIPS в виде интерпретации последовательности макрокоманд позволяет значительно ускорить проведение обработки изображений, выделять на них наиболее информативные для постановки диагноза признаки, записывать их в электронные медицинские интегрированные карты, подготавливать иллюстративный материал для информационных медицинских систем.

Установлено, что системы визуализации экспериментальных данных целесообразно создавать с помощью языков графического

описания на основе инструментального набора готовых программных элементов, объединяемых по принципу конвейерной обработки; данных. Графическую систему можно рассматривать как транслятор, преобразующий информацию из одной формы представления (массив) — в другую (изображение). Множество входных объектов определяется задачами пользователя, множество выходных — возможностями реального графического устройства (ГУ). Большой ассортимент ГУ с различным набором аппаратно выполняемых функций привел к необходимости выделения виртуального графического устройства (ВГУ) в отдельный функциональный модуль. ВГУ посредством программной эмуляции примитивов сводит входной набор своих функций в подмножество функций конкретного ГУ. Интерфейс с ВГУ не зависит от того, как реализованы различные функции при работе с конкретным ГУ.

Сформирована модель конвейерного препроцессора DAT2VIZ, осуществляющего преобразование массивов экспери — ментальных данных в код программы на языке XScript, представляющем собой машинно — независимый графический язык для описания и манипулирования объектами векторной графики, что позволяет создавать мобильные графические системы (рис. 12). DAT2VIZ реализован в виде функционального фильтра, который посредством PIPE механизма легко встраивается в конвейер обработки данных.

Рис. 12

По многим соображениям представление информации на основе ХБспр! является более предпочтительным по сравнению с использованием растровых форматов, т.к.: большинство графиче —

ских объектов представляется в векторной форме; файл описания объекта на языке Хйспр!; составляет менее 5% по сравнению с его растровым представлением; объекты, описанные посредством Х8спр(, можно без потерн точности подвергать геометрическим преобразованиям.

Использование средств компьютерной графики в процессе лицензирования и аккредитации медицинских объектов, позволяет предложить метод стандартизации критериев их оценки (рис. 13,14), в основу которого положено интерактивное формирование интегральной визуальной свертки матрицы экспертных оценок и матриц условной нормы различными группами экспертов, что приводит к значительному повышению наглядности и эффективности экспертизы. Применение стандартных подходов экспертного оценивания на основе формирования числовых интегральных показателей не позволяет надежно выделять веса и приоритеты сотен трудно — формализуемых разнородных факторов в процессе лицензирования.

В задачах медицинской диагностики особое место занимают человеко-машинные методы анализа изображений. Причем большую актуальность приобретают инструментальные системы, позволяющие реализовать в своем составе алгоритмы обработки изображений, основанные на различных пермутационных актах восприятия, засчет "угадывания" трудноформализусмых критериев различия относительной нормы и патологии. Взяв за основу математический аппарат обобщения Минковского, можно рассматривать процесс обработки информации в виде последовательности

проецирования и наращивания размерности "мира объектов" (рис. 15): одномерные сигналы, формой описания которых являются наборы чисел, переходят посредством операции строчной разветки в 20 изображения, формой представления которых, в свою очередь, является функция распределения яркости пикселов. Дальнейшее развитие этой схемы происходит при использовании операции сложения Минковского над массивом пикселов, когда X— координатной образующей является амплитуда яркости каждого пиксела, что позволяет выйти из 20 в 2.50—мерное пространство, информационная наглядность представления объектов в котором отражена на рис. 16.

Визуализация кьобрахаяхй яд осяовэ ововт«иях Шяховахого

Сложение М ИНКДОСКОГО:

! 2—О объекты I

В+ Т = Б

Декомиозицвв Миикожского

| 2—Р объежты"]

в в

( 3--Р объекты }

/

Б - В = Т

Проекция объекта

1МИР" объектов

Алгоритм "Минковского'

т

20

Яшбриекм

2.50

им^епи

ЗО

Вокселы

) I

: Црцмлрм аЛрабоюш ■ тйбражЬшй '

Рис. 16

Использование | алгоритмов визуали— 1 зации, основанных на обобщении Мин — ковского, способствует. активизации познавательной дея — тельности исследователя и позволяет повысить информационный контраст анализируемых изображений, в тех случаях, когда выявление границ и иных традиционных геометрических характеристик изображений оказывается неинформативным. Дальнейшее наращивание размерности объектов произойдет посредством при —

Ряс.15

влечения к анализу временной компоненты и, как следствие, формированию и визуализации динамически картированных изображений.

В шестой главе рассматриваются техническое и программное обеспечение прикладных задач визуализации в медицинских информационных системах и лечебно—диагностическом процессе.

Обсуждается практическая реализация прикладных задач визуализации и распределенной обработки информации в составе системы ORTO —NET, позволяющей интегрировать в единую программную среду подсистемы обработки изображений, информационной поддержки лечебно—диагностического процесса и обучения, статистической обработки результатов измерений в ONLINE и OFF-LINE режимах в условиях стоматологической поликлиники. Рассмотрены основные особенности ORTO —NET, связанные с комбинированным использованием различных операционных систем. Показано, что рациональная обработка информации может осуществляться одновременно в MS DOS и в среде многозадачной ОС XENIX (UNIX), использование которых позволило эффективно проводить регистрацию и обработку визуальной информации и решать задачи ведения медицинских карт и пр.

Организацию конвейерной обработки информации в АСОИ ЦОКЛЬ можно разбить на следующие этапы: ввод последовательности кадров и запись на магнитный носитель; выбор порога би — неаризации и ее осуществление; упаковка изображения для хранения на магнитном носителе; чтение и запись изображений с магнитного носителя, их просмотр и редактирование; нахождение координат меток (кластеров) для каждого кадра с одновременным отсечением шума; упорядочивание координат кластеров по времени измерений; построение временной зависимости x(t), y(t); статистическая обработка; визуализация результатов. Серии измерений состояли из 150 кадров, размер кадра 256х256х1байт (64 кб). Проведение более длительных измерений связано со сложностью обеспечения пациентом повторяемости речевых проб. Динамическая зависимость координат опорных точек от времени, происходит с помощью вычисления величины: t=N1*TSB. Где Nj—номер кадра, ТЕВ — время ввода изображения в ПЭВМ, которое зависит как от эффективности алгоритмов кодирования (размер кодированного кадра <К> = 530 байт, т.е. происходило сжатие исходной видеоинформации более чем в 120 раз), так и от аппаратных характеристик ПЭВМ. Для IBM РС/АТ/286 (с тактовой частотой 16 MHz) <Твв> = 0.2с.

Важное место отводится обсуждению проблем обработки информации при восстановлении траекторий движения нижней челюсти. Показана простота организации конвейеров обработки.

Для получения зависимости, представленной на рис.18 использовалась команда: • I II III IV V

tv2dsk J CLAST | EXTR x3~xl x4~x2 | f_t x у | graf_dos где этап I — чтение и оцифровка изображения; II — кластеризация; III —извлечение и нормировка движений точки gnation относительно nasion; IV — формирование временной зависимости координат вида x(t),y(t); V—отображение графика на экране терминала.

Проведен анализ эффективности применения АСОИ ЦОКЛЬ для измерения функциональных характеристик ЗЧС. На рис.17 показаны траектории движения точек nasion и gnation, из которых видно, что хотя голова пациента была зафиксирована на подголовниках кресла, необходимо нормировать траектории движения gnation с учетом перемещений nasion. Во время регистрации пациенту предлагается произвести комплекс функциональных движений, который заключался в следующем: из состояния центральной окклюзии с максимальной амплитудой производилось открывание и закрывание рта; пауза 2 с в состоянии центральной окклюзии; проведение разговорной пробы 15 с; свободная пауза 2 с; глотательное движение; приведение челюсти в равновесное состояние; пауза 10 с; боковые движения нижней челюсти (рис.18). Нормированные траектории движения gnation представлены на рис.18, 19, детальный анализ которых позволяет наглядно определять состояние физиологического покоя, состояние функционального покоя нижней челюсти, величину межокклюзионного промежутка, максимальный размах и т.п.

Отмечается, что одной из особенностей состояния UNIX — подобных систем обработки является вытекающее из требования мобильности отставание средств графического представления ин — формации, т.к. графика является наиболее машинно — зависимой частью ПО. Для преодоления указанной проблемы разработана подсистема визуализации и анализа GRAFIN, основанная на многооконном пользовательском интерфейсе с использованием мно —; гоуровневой системы меню и позволяющей исследователю нахо — диться в "мире" изучаемых объектов (гистограмм) и их графиче — , ского и алфавитно-цифрового представления, интерактивно ма—| нипулировать с .любым набором экспериментальных данных. Подсистема GRAFIN позволяет проводить независимый интерактивный анализ информации одновременно нескольким пользователям. Предусмотрена возможность поканального изучения содержимого гистограмм. Подчеркивается, что алфавитно-цифровое представление диалога с возможностью его расширения на ГУ позволяет создавать машинно—независимые интерактивные системы статистической обработки и анализа данных.

Дан анализ применяемых методик обработки и анализа геометрических характеристик костной ткани, которые включают:

- ......I.......i......i........í !.......1......i-C^D----!.......j-...... ......":----;.......v............•..... '.....!" Çgnatton] '....."?....... .......i.......Í.....!........i.....; •.....ш": № — —траектории движения точен gaaUOQ Ь ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ алося oct и

® дпижекнх точки Я na (loa в вертикальной плоскости открывания рт(

-1-1-1-t-1--»-1-1-1-!— 9 Itt 1»» 111 134 1*1 14« 149 1» 1« til 184 1П

X, ликсел

Рас. 17

Амплатуда вертикальных перемещений точки gnaticn. Y(tf

Pnc. IB

отслеживание контуров и нахождение периметров внешнего и внутреннего контуров среза трубчатой кости; нахождения площадей, всего объекта, всех его составляющих и их разности; формирования гистограмм плотности по произвольному медианному радиус — вектору.

Описываются результаты проведенных патоморфолошче — ских исследований при изучении "метаболического профиля" гепатоцитов, результаты использования методов компьютерной стереометрии при исследовании патологии слизистой оболочки желудка и гистологических препаратов ткани пародонта.

Подчеркивается, что главным преимуществом при использовании АСОИ в функциональной диагностике состояний ЗЧС, судебно-медицинской экспертизе и морфологических исследованиях является объективизация диагностической информации при минимизации влияния на получение результатов психологического состояния и практического опыта врача; значительном повышении точности регистрации, наглядности и обоснованности экспертных заключений.

Описаны особенности реализации программных интерфейсов и командного языка информационной системы КРИС, предназначенной для визуализации и обработки как учебной информации, так и сообщений компьютерной связи RELCOM.

Проводится сравнительный анализ использования комплексной диагностической визуализации в гинекологии.

Анализируется эффективность внедрения автоматизированной системы лицензирования и аккредитации медицинских объектов, рассматриваются особенности формирования электронной многопрофильной медицинской анкеты.

Приводятся результаты внедрения программно — алго— ритмических средств в лечебно—диагностические учреждения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исходя из анализа проблем обработки данных в биоме— . дицинских информационных системах с точки зрения повышения их эффективности разработаны и обоснованы принципы построения j алгоритмических и программных средств на основе конвейерной j технологии, отличающейся организацией мобильной обработки разнообразной биомедицинской информации в различных средах операционных систем в виде потока взаимодействующих процессов с использованием контекстного PIPE—механизма передачи данных. Предложен модульный принцип формирования программной среды, обеспечивающий возможность ее адаптации с учетом изменения условий экспериментов.

2. Предложена информационная модель построения программных интерфейсов, позволяющая адаптировать инструментальные средства визуализации и обработки данных в медицинских

автоматизированных системах и лечебно — диагностическом процессе к особенностям программной среды окружения и интегрировать различные прикладные пакеты.

3. Сформирована модель построения командного интерпретатора изображений, обеспечивающего обработку больших массивов диагностических видеоданных в составе автоматизированной системы ARCADA, предназначенной для долговременного накопления, протезирования и отслеживания результатов лечения хронических заболеваний. Осуществлена алгоритмизация инфор — мациошшой системы интеграции различных представлений медицинской информации на основе использования электронных медицинских интегрированных карт, позволяющая использовать в едином электронном документе текст и визуальную информацию о результатах лечения.

4. В рамках распределенной автоматизированной системы созданы аппаратный комплекс и программно —алгоритмическое обеспечение обработки информации для исследования функциональных характеристик и восстановления соотношений элементов и функции зубочелюстной системы бесконтактным способом, позволяющие группе исследователей совместно проводить обработку диагностической информации с оптимальным распределением вычислительных ресурсов в ON —UNE и OFF —LINE режи — мах.Предложены и исследованы методики для врачей—стоматологов по использованию автоматизированной системы обработки изображений для диагностики функциональных характеристик зубочелюстной системы.

5. Разработаны структура и алгоритмы обработки в автоматизированной системе для исследования остеологической информации в процессе судебно —медицинской экспертизы, обеспечивающие ее комплексный анализ путем интеграции средств информационной базы, конвейерной статистической обработки макро- и микрохарактеристик костной ткани. Предложены методики оценки структурных характеристик костной ткани по видеоизображениям для врачей судмедэкспертов на основе использования конвейерной технологии обработки экспериментальных данных и инструментария когнитивной визуализации, сформирована структура информационной базы по более чем 230 признакам для изучения взаимосвязи различных идентификационных черт личности по структуре костной ткани.

6. Предложены алгоритмы и программные средства информационной системы лицензирования и аккредитации медицинской деятельности, ориентированные на возможность организации распределенной обработки информации посредством использования электронных многопрофильных медицинских анкет. Разработан алгоритм стандартизации критериев экспертных оценок на основе использования когнитивных визуальных паттернов.

отличающийся ориентацией на применение в слабоформализованных и информационно избыточных системах, и позволяющий оце— 1 нивать степень адекватности норме матриц экспертных оценок в процессе лицензирования медицинских объектов.

7. Результаты исследований в виде информационного, ма — тематического, программно — аппаратного и методического обеспечения апробированы и внедрены в лечебно — диагностических и учебных заведениях, в практику лицензирования и аккредитации медицинской и фармацевтической деятельности департамента социальной политики Администрации Воронежской области.

8. Суммарный экономический эффект от внедрения результатов данной работы составляет 25 млн. рублей.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Мутафян М.И., Санакоев К.Г., Степанцов В.А. Структура адаптивной интеллектуальной системы технического зрения СТЗ ГПС // Тез. докл. конф. "Эффективность, качество, надежность систем человек — техника". Воронеж, 1990. — С.93.

2. Мутафян М.И., Санакоев К.Г., Степанцов В.А. Приме—, нение модифицированного байесовского подхода к задачам распознавания образов // Тез. докл. конф. "Эффективность, качество, надежность систем человек— техника". Воронеж, 1990. — С.94.

3. Мутафян М.И. Применение методов цифровой обработки изображении в задачах медицинской диашостики // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1991. — С.58— 67.

4. Мутафян М.И., Эксаревский Е.В. Применение машино — независимого формата для хранения растровых графических изображений //Тез. докл. Всесоюзного совещания "Интерактивное проектирование техн. устройств и автоматизированных систем на ПЭВМ". Воронеж, 1991. - С.122-124.

5. Мутафян М.И. Построение интерфейса прикладных программ в интегрированных программных комплексах //Тез. докл. Всесоюзного совещания "Интерактивное проектирование техн. устройств и автоматизированных систем на ПЭВМ". Воронеж, 1991. - С.119-120.

6. Фролов В.Н., Резников K.M., Каливрад ~лян Э.С., Мутафян М.И. Использование системы обработки изображений в задачах ортопедической стоматологии /7 Тез. докл. 2 Всесоюзного симпозиума с международным участием " Медицинские микрокомпьютерные системы'. Ростов — на—Дону, 1991. — С. 54. j

7. Кретинина В.В., Мутафян М.И. Модель построения мо— i бильных программных интерфейсов в интегрированных средах обработки биомедицинской информации // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1992. — С.142—148.

8. Мутафян М.И., Ковешникова В.В. Мобильный программный комплекс обработки биомедицинской информации // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1992. - С.75-82.

9. Мутафян М.И., Кретинина В.В. Структура универсальной модели построения программных интерфейсов в мобильных средах обработки информации // Тез. докл. российского совещания — семинара "Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем". Воронеж: ВПИ, 1992. — С.69 - 70.

10. Каливраджиян Э.С., Мутафян М.И. Применение автоматизированной системы обработки изображений в целях восстановления утраченного соотношения элементов и функций зубоче — люстной системы обработки информации // Тез. докл. российского совещания — семинара "Оптимальное проектирование технических устройств и автоматизированных систем". Воронеж: ВПИ, 1992. — С.82 — 82.

И. Мутафян М.И., Попова О.Б. Автоматизированный способ оценки психологической совместимости и корректировки индивидуальных свойств личности // Тез. докл. регионального совещания —семинара для руководящих работников и преподавателей вузов ЦЧР "Компьютеризация управления качества высшего образования". Воронеж, 1992. — С.16—17.

12. Резников K.M., Каливраджиян Э.С., Мутафян М.И. Построение диалоговых автоматизированных систем с учетом психологических аспектов взаимодействия человек—ЭВМ // Тез. докл. регионального совещания — семинара для руководящих работников и преподавателей вузов ЦЧР "Компьютеризация управления качества высшего " " '""" ~ 37 - 38.

теризир! ая система КРИС // Тез.

докл. регионального совещания —семинара для руководящих работников и преподавателей вузов ЦЧР Компьютеризация управления качества высшего образования'. Воронеж, 1992. — С.35 — 36.

14. Степанян H.A., Мутафян М.И., Степанян И.Н. Использование электронных медицинских интегрированных карт в медицинской практике // Тез. докл. Всероссийского совещания-семинара 'высокие технологии в проектировании техн.устройств и автом. систем". Воронеж, 1993. — С.53—54.

15. Степанян H.A., Мутафян М.И. Разработка электронных медицинских интегрированных карт в практике Воронежского областного лечебно —диагностического центра // Тез. докл. Ш Международного форума. "Стратегия здоровья: Интеллектуальное обеспечение медицины". Украина, Крым, Гурзуф, 1994.— С.77-79.

16. Фролов В.Н., Степанян H.A., Мутафян М.И. Медицинские компьютерные обучающие системы на основе визуализации реальных изображений // Тез. докл.: Сб. матер. Воронежск. обл. науч. — практ. кокф. "Проблемы судебной медицины и клинической практики". Воронеж, 1994. — С. 19—21.

17. Минаков Э.В., Степанян H.A.,Мутафян М.И..Степанян И.Н., Кушш A.A., Степанян E.H. Структурные основы формирования интегрированных медицинских информационно — справочных систем для исследований в области патоморфологии, гастроэнтерологии и стоматологии // Тез. докл.: Сб. матер. Воронежск. обл. науч.— практ. конф. "Проблемы судебной медицины и клинической практики . Воронеж, 1994. - С.21-23.

18. Глух С.А., Мутафян М.И., Эксаревский Ё.В. Программный комплекс для организации информационного обеспечения в распределенных системах передачи и обработки информации // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвузовский сборник научных трудов. Воронеж, 1994. — С.90— 95.

19. Мутафян М.И., Федянин В.И. Разработка программного инструментария регрессионного анализа для задач статистического моделирования // Тез. докл. Всероссийского совещания —семинара "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1994. — С.9—10.

20. Мутафян М.И., Белов A.A. Автоматизированная радио — термографическая система диагностики // Тез. докл. Всероссийского совещания — семинара "Математическое обеспечение высоких

Мутафян М.И. Компыо —

технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1994. —

21. Мутафян М.И., Логинова Е.С. Конвейерный препро— 1 цессор для визуализации экспериментальной информации // Тез. докл. Всероссийского совещания — семинара "математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1994. С. 174-175.

22. Есипов Ю.А., Мутафян М.И., Фролов М.В. Формирование адаптивной интегрированной системы информационной поддержки лечебно—диагностического процесса и обучения // Тез. докл. Всероссийского совещания—семинара "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1994. - С. 179-180.

23. Мутафян М.И., Степанян H.A. Стратегия построения диалоговых информационных систем с учетом психологических аспектов взаимодействия "человек —ЭВМ" //Высокие технологии в технике и медицине: Межвуз. сборник научных трудов. Воро — неж, 1994. — С.68—78. .

24. Мутафян М.И., Степанян H.A. Проблемные лекции в сочетании с медицинскими компьютерными обучающими системами на основе реальных изображений — новый этап подготовки специалистов // Высокие технологии в технике и медицине: Межвузовский сборник научных трудов. Воронеж,1994. — С.158— 162.

25. Мутафян М.И., Степанян H.A. Повышение психоло —. гической устойчивости индивида в процессе взаимодействия с ЭВМ // Тез. докл. межрегион, научно—практич. конференции "Семья в системе реабилитационныых мероприятий". Екатеринбург, 1994. Часть I - С.104— 107.

26. Мутафян М.И., Родионов О.В., Степанян H.A., Федянин

B.И. Комплексная инструментальная система диагностики и анализа патологических состояний различных систем организма // Компьютеризация в медицине: Межвуз.сб. науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1994.-С.31-34.

27. Степанян H.A., Мутафян М.И., Степанян И.Н. Формирование интегрированной медицинской информационно — справочной системы ARCADA для исследования хронических заболеваний // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1994.- С.49-54.

28. Мутафян М.И., Степанян H.A. Принципы построения автоматизированной системы обработки изображений BIPS для биомедицинских исследований и формирования информационно — справочных медицинских систем // Высокие технологии в медицинской диагностике: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, Во—: ронеж.обл.клин. леч.— диагн.центр, 1994. — С.85 — 91.

29. Коробова К.С., Мутафян М.И., Разинкин К.А.. По—, строение учебных программно—аппаратных комплексов для из—j учения динамик биомедицинских процессов на основе интеграции вычислительных средств аналоговой и цифровой техни — ки//Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1995.-С145-151.

30. Мутафян М.И., Бачурин Д.В. Разработка интерактивного программного инструментария бинеаризации биомеди — цинских изображений // Тез. докл. Всероссийского совещания — семинара "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1995. — С. 45 — 46.

31. Мутафян М.И., Родионов О.В., Федянин В.И., Говоров

C.B. Построение локальной вычислительной сети автоматизированного инструментального обеспечения исследования систем организма // Тез. докл. Всероссийского совещания —семинаре

"Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1995. — С. 204 — 205.

32. Зазулин Ю.В., Мутафян М.И. Формирование статистических моделей определения возраста человека на основе исследования микроструктуры трубчатых костей // Тез. докл. Всероссийского совещания — семинара "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1995. - С. 69-70.

33. Меремьянин A.B., Мутафян М.И., Попова О.В. Обработка экспертных заключении в процессе лицензирования медицинских учреждений методами многомерного шкалирования // Тез. докл. Всероссийского совещания — семинара "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине". Воронеж, 1995. - С. 79-80.

34. мутафян М.И. Компьютерная визуализация в функциональной диагностике состояний зуоочелюстной системы // Тез. докладов 2-й Всероссийской с участием стран СНГ конференции 'Распознавание образов и анализ изображений: новые информационные технологии". Ульяновск, 1995. Часть IV. — С.139— 141.

35. Kalivradzhiyan Е., Lesnykh N., Kunin V., Mutafyan M.I. The usage of low intensity laser radiation for the treatment of the inflanmatory processes of the oral cavity mucosa after applying removable plate dentures В кн.: Proceedings SPIE. International Conference on

Advanced Laser Dentistry", St.Peterburg, Russia, 1995, vol.1984, pp.225-230.

36. Степанян H.A., Мутафян М.И., Фролов M.B. Использование медицинских компьютерных обучающих систем на основе реальных изображений в сочетании с проблемными лекциями // Тез.докладов Международной школы — конферешцш САПР —95 "Новые информационные технологии в науке,образовании, медицине и бизнесе". Украина, Ялта—Гурзуф, 1995, том 2, С.287 —288.

37. Степанян H.A., Мутафян М.И. Анализ механизмов повышения психологической устойчивости индивида в процессе взаимодействи с ЭВМ // Тез.докладов Международной школы — конференции САПР —95 "Новые информационные технологии в науке,образовании, медицине и бизнесе". Украина,Ялта — Гурзуф, 1995, том 2, С.289 — 290.

38. Мутафян М.И., Родионов О.В., Федянин В.И. Разработка компьютеризированного комплекса для исследования функциональных систем организма человека // Компьютеризация в медицине: Мсжвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1995,— С.16 —20.

39. Мутафян М.И., Фролов М.В., Хоц С.С., Цеханова Э.Ю., Шатов A.B. Технология комплексной диагностической визуализации в гинекологии // Компьютеризация в медицине: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1995,- С.118-123.

40. Бахметьев В.И., Зазулин Ю.В., Мутафян М.И. Разработка автоматизированной системы идентификации личности по морфологии костей человека // Современные методы диагностики и лечения. Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: Воронеж.гос.мед.акад., Междунар. ун-т высоких технологий, 1995. Часть II. — С.66 —72.

41. Меремьянин Л.В., Мутафян М.И. Формирование модели информационной системы лицензирования медицинской деятельности // Тез. докл. Всероссийской коиф. 'Информационные технологии и системы'. Воронеж,1995. — С.44.

42. Мутафян М.И., Степанян H.A. Автоматизированная системы для исследования "Метаболического профиля" гепатоцитов // Тез. докл. Всероссийской конф. "Информационные технологии и системы'. Воронеж,1995. — С.22.

43. Каливраджиян Э.С., Мутафян М.И.,Корнев А.К.,Лещева Е.А. Разработка автоматизированной информационной системы

ORTONET для исследований в области стоматологии // Тез. докл. Всероссийской конф. "Информационные технологии и системы". Воронеж, 1995. - С.68.

44. Меремьянин A.B., Мутафян М.И., Бурковский A.B. Разработка инструментальных средств формирования запросов в информационных системах с использованием конструкций естественного языка // Тез. докл. научно — практич. конференции "Высокие технологии в практике "учреждений здравоохранения г.Воронежа". Воронеж: ВГТУ.1995, - С.39-40.

45. Меремьянин Л.В., Мутафян М.И. Разработка электронной многопрофильной медицинской анкеты в составе информационной системы лицензирования и аккредитации медицинской деятельности // Тез. докл. науч. — практ. конф. "Высокие технологии в практике учреждений здравоохранения г.Воронежа". Во — ронсж: ВГТУ, 1995. - С.38.

46. Меремьянин A.B., Мутафян М.И. Принципы формирования функциональной структуры информационных систем принятия решений на основе метода анализа иерархий // Тез. докладов научно —практич. конференции "Высокие технологии в п^актике^ уч]эрждений здравоохранения г.Воронежа". Воронеж:

47. Мутафян М.И., Меремьянин A.B. Интерактивная оценка медицинских объектов в процессе лицензирования и аккредитации на основе когнитивной визуализации // Тез. докладов научно — практич. конференции "Высокие технологии в практике учреждений здравоохранения г.Воронежа". Воронеж: ВГТУ, 1995. — С. 129—130.

48. Мандрыкин A.B., Мутафян М.И. Разработка интерактивных процедур программного инструментария обработки изображений для задач медицинской диагностики // Тез. докладов научно —практич. конференции "Высокие технологии в практике ^эеждений здравоохранения г.Воронежа". Воронеж:ВГТУ,1995. —

49. Каливраджиян Э.С., Мутафян М.И., Корнев А.К., Лещева Е.А. Использование системы компьютерной обработки изображений с целью изучения и восстановления высоты нижнего отдела лица // Тез. докладов науч. —практ. конф. "Высокие технологии в практике учреждении здравоохранения г.Воронежа". Воронеж,1995. - С.66-Б7,

50. Мутафян М.И. Формирование структуры командного интерпретатора запросов в информационной системе ARCADA // Медицинские информационные системы: Межведомственный тематич.научн.сб.тр. Таганрог: ТРТУ, 1995. - С.122-124.

51. Мутафян М.Й., Родионов О.В., Федянин В.И. Построение программного комплекса визуализации и анализа биоме — дицинской информации // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз. сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1995. 4.1 — | С.137—143. i

52. Мутафян М.И. Структура программного обеспечения автоматизированной системы обработки изображений для исследования функциональных характеристик зубочелюстной системы // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1995. Ч.П - С.85-91.

53. Каливраджиян Э.С., Мутафян М.И., Корнев А.К.,Лещева Е.А. Бесконтактный способ компьютерной оценки состояния нижней челюсти. М.: Стоматология. Т. 74. N 6. 1995. — С.65 —69.

54. Мутафян М.И., Чулкова С.Э. Разработка программ в инструментальной среде ОС ONIX/Учебн.посооие. Воронеж: ВГТУ, 1996. 148с.

ЛР N 020419 от 12.02.92

Подписано к печати 29.05.96

Усл. печ. л. 2,0. Т. 100 экз. Зак. ГМ/£&

Воронежский государственный

технический университет.

394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

Участок оперативной полиграфии

Воронежского государственного

технического университета