LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Медицина. Медичні науки → Автоматизована система визначення життєздатності клітин (на прикладі культивованих фібробластів)



ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ






МЕРКУЛОВА КАТЕРИНА ВОЛОДИМИРІВНА


УДК 0004.04:576.08










АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА ВИЗНАЧЕННЯ ЖИТТЄЗДАТНОСТІ КЛІТИН (НА ПРИКЛАДІ КУЛЬТИВОВАНИХ ФІБРОБЛАСТІВ)






Спеціальність 05.13.06 –

"Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології"





Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук









Донецьк – 2005

Дисертацією є рукопис.



Роботу виконано в Донецькому національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Спорихін Віктор Яковлевич,

Донецький національний технічний

університет МОН України, м. Донецьк, професор кафедри автоматизованих систем управління.


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Ткаченко Валерій Миколайович,

Інститут прикладної математики та механіки НАН України, м. Донецьк, завідувач відділу теорії керуючих систем.


кандидат технічних наук, доцент

Литвиненко Володимир Іванович,

Херсонський національний технічний

університет МОН України, м. Херсон, доцент кафедри інформаційних технологій.


Провідна установа: Харківський національний університет

радіоелектроніки МОН України, м. Харків.


Захист відбудеться "_2__"__лютого_____ 2006 р. о _13__ год. _00__ хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 11.051.08 в Донецькому національному університеті, за адресою: 83055, м. Донецьк, пр. Театральний, 13, корп. 4, ауд. 416.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького національного університету за адресою: 83055, м. Донецьк, вул. Університетська, 24.


Автореферат розіслано "_28_"_____грудня_____2005 р.


Учений секретар спеціалізованої

вченої ради К 11.051.08,

кандидат технічних наук Д. В. Шевцов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Для Донбасу з його розвиненою металургійною і гірничодобувною промисловістю кількість людей, постраждалих від опіків на підприємствах, є досить значною. Під час лікування опікових ран усе більше застосування отримують культивовані фібробласти, що використовуються як стимулюючий матеріал для росту тканин. Процес культивування фібробластів у спеціалізованих лабораторіях вимагає проведення контролю життєздатності вирощуваних клітин. У наш час більшість використовуваних на практиці лабораторних методів дослідження функціонального стану клітин потребують багато часу, вони трудомісткі, а одержувані результати значною мірою суб'єктивні. Корекція ходу процесу культивування на основі таких результатів є малоефективною і може призвести до одержання фібробластів з низькою життєздатністю і непридатних для лікування.

Ефективність управління процесом культивування та визначення функціонального стану клітин можна підвищити шляхом використання автоматизованої системи. Для розробки автоматизованих систем необхідні нові методики визначення життєздатності клітин, які реалізуються за допомогою сучасних комп'ютерних технологій. Такий підхід дозволить розробляти програмне забезпечення, побудоване на основі новітніх методів і алгоритмів обробки й перетворення інформації про стан культивованих фібробластів. Цей перспективний напрям розробляється рядом провідних учених країн СНД, серед яких значних результатів досягли Грицик В.В. (Україна), Магакян Ю.О. (Вірменія), Дудкін К.Н. (Росія), Погорелов В.М. (Росія), Медовий В.С. (Росія) та інші.

У зв'язку з цим актуальною науковою задачею є створення автоматизованої системи визначення життєздатності клітин на прикладі культивованих фібробластів, що використовує сучасні методи обробки й аналізу зображень. Застосування автоматизованої системи дозволить досліджувати життєздатність клітин без переривання процесу культивування і вчасно коректувати його хід. Автоматизована система підвищить оперативність і точність прийняття рішень про життєздатність клітин, що прискорить процес вирощування, дозволить раніше розпочинати ефективне лікування пацієнтів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках держбюджетних тем Донецького національного технічного університету Н-30-2000 "Розробка науково-методичних основ побудови і використання комп'ютерних систем технічної і медичної діагностики в науковій і навчальній роботі" і Д-11-04 "Розробка і дослідження нейромережевих та еволюційних методів побудови систем прийняття рішення" (№ державної реєстрації 0104U002394). Тема дисертаційної роботи відповідає договору № 2 від 9.03.2004 р. про тристороннє співробітництво Донецького національного технічного університету, науково-дослідницького інституту медичних проблем сім'ї Донецького державного медичного університету ім. М. Горького й інституту невідкладної і відновлювальної хірургії ім. В. К. Гусака АМН України, відповідно до якого ведеться спільна інформаційна і консультативна діяльність, а також спільна розробка програмного забезпечення комп'ютерних систем визначення життєздатності клітин.

Мета роботи і задачі дослідження. Метою роботи є розробка автоматизованої системи визначення життєздатності клітин, що забезпечує підвищення оперативності й точності прийняття рішення про життєздатність фібробластів за рахунок використання методів, алгоритмів і програмного забезпечення обробки інформації з застосуванням сучасної комп'ютерної техніки.

Для досягнення поставленої мети в роботі сформульовано і виконано такі задачі:

  • створення автоматизованої системи визначення життєздатності клітин на прикладі культивованих фібробластів;

  • вибір і дослідження методу оцінки життєздатності культивованих фібробластів на першій стадії розвитку культури;

  • вибір і адаптація методу обробки зображень моношарів фібробластів на другій стадії розвитку культури;

  • розробка алгоритмів і програмного забезпечення автоматизованої системи визначення життєздатності клітин, експериментальні дослідження й апробація.

Об'єкт дослідження: процес проектування й розробки компонент математичного забезпечення автоматизованих систем обробки експериментальних результатів й прийняття рішень.

Предмет дослідження: автоматизована система визначення життєздатності клітин на прикладі культивованих фібробластів.

Методи дослідження, застосовані у роботі, базуються на використанні основних положень теорії імовірностей і математичної статистики, модульного підходу, теорії матриць, синергетики, системного підходу, а також використані методи цифрової обробки зображень та методи математичного моделювання.

Наукова новизна отриманих результатів.

  • Уперше запропоновано метод оцінки життєздатності клітин на основі ентропійного еквівалента, який використовує характеристики зображень клітин, що дозволяє виконувати за допомогою


  •