Комп'ютерна система передопераційного планування хірургічної корекції патології окорухового апарату людини
Електронного архіву Харківського національного університету радіоелектроніки (Open Access Repository of KHNURE)
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Комп'ютерна система передопераційного планування хірургічної корекції патології окорухового апарату людини
|
|
| Creator |
Кухаренко, Д. В.
|
|
| Subject |
модель окорухового апарату
комп’ютерна система передопера-ційне планування model of oculomotor vehicle computer system before operation plan-ning |
|
| Description |
Дисертаційна робота присвячена розробці комп’ютерної системи передопера-ційного планування хірургічної корекції окорухового апарату з урахуванням дії всього комплексу м’язів. У роботі проведено огляд існуючих методів і засобів побудови моделі око-рухового апарату. Існуючі на даний момент експериментальні моделі штучного ока, а саме моделі окорухового апарату, мають ряд недоліків, найголовнішим із яких те, що прикріплення окорухових м’язів до склери розглядаються, як точки на поверхні очного яблука, хоча насправді зони прикріплення мають досить значну протяжність. Настільки значну, що вона суттєво впливає на особливості біомеханіки окорухового апарату. У багатьох працях не розглядається детально зміна дії окорухових м’язів при виведенні очного яблука із первинної позиції погляду. У багатьох моделях і публікаціях не наводиться математичний апарат або він має спрощену форму. Деякі моделі виконують функцію тільки для ознайомлення з будовою очних структур. Розроблено метод визначення координат на поверхні моделі очного яблука та метод розрахунку моментів сил окорухових м’язів на поверхні моделі очного яблу-ка, які поєднані в комп’ютерній системі, котра враховує біологічні параметри люди- 19 ни. Створений наступний математичний апарат: математична модель побудови век-торів сили тяги очних м’язів, тривимірна модель окорухового апарату з офтальмоло-гічною сферичною системою координат, математична модель прогнозування опера-тивних втручань. Синтезована структурна схема комп’ютерної системи передопераційного плану-вання хірургічної корекції патології окорухового апарату людини, яка складається з таких блоків: модуль 3D зображення (тривимірна модель окорухового апарату лю-дини), модуль штучного інтелекту (нейронна мережа для визначення оптимального методу прогнозування хірургічних втручань), блок додаткових обчислень, база даних пацієнтів, блоки вхідних та вихідних даних. Випробування комп’ютерної системи передопераційного планування хірургіч-ної корекції косоокості на основі нейронної мережі у медичному закладі показали її високу ефективність, що підтверджено актом випробувань. Для експериментів з ви-користанням знань для синтезу архітектури нейронної мережі прямого поширення розроблено методи, що реалізують процес медичного планування оперативних втручань окорухового апарату в офтальмології. Порівняльний аналіз трьох нейронних мереж показав, що нейрона мережа, побудована і навчена з використанням значень ймовірностей результатів хірургічного втручання, навчається швидше і не схильна до перенавчання. Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів передопераційного планування хірургічної корекції. Результати аналізу показали адекватність запропо-нованої моделі і ефективність розроблених методів. Розроблена комп’ютерна систе-ма є адекватною за критеріями Стьюдента та Фішера. Якість побудованої моделі оцінюється як добре, оскільки середня помилка апроксимації не перевищує 10 %. Сформульовані основні медико-технічні вимоги при роботі з комп’ютерною систе-мою передопераційного планування. Рекомендується для визначення кутів косооко-сті використовувати призмову страбометрію, а для визначення радіуса ока рекомен-дується використовувати ультразвуковий метод дослідження. Можливо користува-тися іншими розглянутими методами діагностики залежно від ситуації, наприклад, коли інші методи діагностики недоступні або час на проведення додаткових дослі-джень обмежений. Проведено дискримінантний аналіз між вихідними даними інтерактивного та комп’ютерного планування, за результатами якого зменшені ймовірності помилок при урахуванні площі м’язів та результуючого моменту сили на 14 % та 19 % відпо-відно. Це пояснюється врахуванням в математичній моделі додаткових топографо-анатомічних даних при визначенні ділянок прикріплення окорухових м’язів. Запропоновано використовувати в передопераційному хірургічному плануванні комп’ютерну систему, яка підвищує ефективність хірургічного втручання на 27 %. Комп’ютерна система значно скорочує час перебування пацієнта під наркозом за рахунок швидкості та зручності отримання необхідних розрахунків. Нова комп’ютерна система передопераційного планування хірургічної корекції косоокості дає можливість уявити причини та механізми розвитку певних форм косоокості, а також прогнозувати результати хірургічних втручань на окорухових м’язах. Користуючись такою комп’ютерною системою, офтальмолог-хірург зможе 20 вибрати оптимальну тактику хірургічного лікування і дозування оперативних втручань для конкретного хворого.Dissertation work is devoted development of the computer system of the before operation planning of surgical correction of oculomotor vehicle taking into account the action of all complex of muscles. The review of existent methods and facilities of construction of model of oculomotor vehicle is in-process conducted. The method of determination of coordinates is developed on the surfaces of model of eyeball and method of calculation of moments of forces of oculomotor muscles on-the-spot. The comparative analysis of the got results of the preoperated planning of surgical correction is conducted. The results of analysis were showed adequacy of the offered model and efficiency of the developed methods.
|
|
| Date |
2016-06-23T13:14:23Z
2016-06-23T13:14:23Z 2014 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
Кухаренко, Д. В. Комп'ютерна система передопераційного планування хірургічної корекції патології окорухового апарату людини : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.11.17 "Біологічні та медичні прилади і системи" / Д. В. Кухаренко ; МОН України, Харк. нац. ун-т радіоелектроніки. – Х., 2014. – 136 с.
http://openarchive.nure.ua/handle/document/1175 |
|
| Language |
uk
|
|