АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОДУЛЬ ДИРЕКТИВНОЙ ЦВЕТОСТИМУЛЯЦИИ В СТРУКТУРЕ СЕТЕВОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОДИФИКАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОДУЛЬ ДИРЕКТИВНОЙ ЦВЕТОСТИМУЛЯЦИИ В СТРУКТУРЕ СЕТЕВОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОДИФИКАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОДУЛЬ ДИРЕКТИВНОЙ ЦВЕТОСТИМУЛЯЦИИ В СТРУКТУРЕ СЕТЕВОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОДИФИКАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Пятакович Ф.А. Макконен К.Ф. Дударева С.Л. Емельянов Г.В. Статья в формате PDF 124 KB

Актуальность темы. В последние годы в отечественной клинической пpaктике начали широко применять методы биоуправления, с сигналами различной модальности, направленные на трaнcформацию паттерна электроэнцефалограммы и последующую модификацию функционального состояния пациента. Современная технология биоуправления включает, как правило, использование цифровых сигнальных процессоров (ЦСП),  обеспечивающих предварительную обработку входных сигналов (фильтрация, анализ спектра). Такой подход освобождает процессор компьютера от подобной обработки и переключает его на сервисные функции.

Стандартным подходом к проектированию программных систем является применение монолитной архитектуры, заключающей в себе все необходимые функции, заложенные на этапе разработки. Подобные системы обычно проектируются и реализуются с помощью того или иного языка высокого уровня, поддерживающего объектно-ориентированное программирование. Такая архитектура не отличается гибкостью, так как невозможно произвести модернизацию системы без ее замены целиком. С другой стороны, монолитные приложения сравнительно надежны, так как на их отладку затрачивается достаточно много времени. Однако высокий уровень надежности удается сохранить лишь до внесения каких-либо изменений и усовершенствований в систему, после чего фактически приходится тестировать все приложение целиком.

Однако современные требования, предъявляемые к биомедицинским системам, в значительной мере связаны с возможностями постоянного расширения и наращивания их функциональных свойств.

Важными проблемами являются также универсализация биомедицинского программного обеспечения, под которой, прежде всего, понимается проблема повторного использования программного кода, и преодоление имеющихся препятствий на пути интеграции разнородных компьютерных биомедицинских систем.

В настоящее время получила широкое распространение пpaктика модульного построения программного обеспечения, при котором система разбивается на ряд функционально законченных модулей, причем каждый модуль удовлетворяет определенным соглашениям. Это дает возможность обеспечить совместимость модулей, то есть такую совместимость, при которой им не обязательно «знать» друг о друге что-либо кроме данных, указанных в соответствующем соглашении. Соглашение оформляется в виде интерфейсов, то есть описаний комaнд использования. Такой подход упрощает разделение задач между участниками разработки и в корне меняет процесс проектирования и реализации программного проекта.

Под модулем понимается некоторый законченный бинарный объект, содержащий один или большее количество компонентов. Отдельные модули являются независимыми исполняемыми единицами. Взаимодействие и управление независимыми модулями обеспечивается на самом общем уровне средствами управляющей оболочки. При этом сам модуль выступает отдельным элементом программной архитектуры системы, так как является в общем случае неделимым на более мелкие составляющие, то есть монолитным. Такой подход позволяет рассматривать данные элементы в качестве «черных  ящиков»,   скрывающих   особенности   внутренней   реализации, функциональность которых доступна извне посредством интерфейсов.

Диспетчер данных, или связующее программное обеспечение (от англ. middleware), решает задачи поддержки модульной системы, а также организации взаимодействия внутри нее. Диспетчер данных выполняет посреднические функции для модулей, обеспечивая связующий интерфейс между модулями, между клиентской и серверной частью, а также возможность прозрачной работы модулей в сети.

Следовательно, разработка интегрированных биотехнических систем, включающих принципы директивного биоуправления цветостимуляцией на основе мотивированного участия больного, с последующим применением технологии БОС ЭЭГ-терапии является актуальной.

Настоящее исследование выполнялось в соответствии с планами проблемной комиссии по хронобиологии и хрономедицине РАМН, с научным направлением кафедры 051301: «Разработка универсальных методологических приемов хронодиагностики и биоуправления на основе биоциклических моделей и алгоритмов с использованием параметров биологической обратной связи», а также при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)» по проекту: РНП.2.2.3.3.3301 «Разработка моделей и алгоритмов на основе биологической обратной связи для сетевой интегрированной системы коррекции нарушений центральной нервной системы и модификации функционального состояния школьников и учащейся молодежи».

Цель исследования включала разработку автоматизированного модуля директивной цветостимуляции предназначенного для трaнcформации текущей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и последующей модификации функционального состояния пациента.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- создать структуру автоматического модуля директивной цветостимуляции;

- сформировать редактор схем цветостимуляции;

- разработать программное средство управления, обеспечивающее реализацию директивной цветостимуляции.

Структурно, произвольная компьютерная биотехническая система может быть разделена на четыре уровня: уровень сопряжения с устройствами регистрации первичных электрофизиологических данных, уровень обработки накопленной информации, уровень представления и уровень коммуникационного взаимодействия.

В целом, архитектура системы должна обеспечивать возможность подключения различных устройств в зависимости от назначения и требований диагностических методов, закладываемых в систему на этапе разработки или в процессе ее совершенствования.

Результаты исследования. Общая структура разработанного нами модуля представляет собой совокупность следующих компонентов.

Первый осуществляет старт модуля директивной цветостимуляции в фоновом режиме на компьютере пациента и ожидает управляющих комaнд от управляющей оболочки или пакетов комaнд, содержащих схемы цветостимуляции, которые сохраняются во временном файле на компьютере пациента. Кроме того, он содержит форму настройки для указания сетевого адреса компьютера, с установленным диспетчером данных.

Второй компонент запускается по комaнде управляющей оболочки биотехнической системы. При старте компонента схема, сохраненная во временном файле, загружается в модуль и начинается выполнение правил, указанных в схеме цветостимуляции.

Модуль реализован на языке программирования Object Pascal в среде программирования Delphi 7.0 с использованием библиотеки DirectX. Точность работы модуля обеспечивается мультимедийным таймером, период сpaбатывания которого может быть от 1 мс и выше, для доступа к которому использованы функции Windows API.

Использование мультимедийного таймера позволяет добиться высокой точности работы в многозадачной операционной системе Windows XP, но следует заметить, что высокая нагрузка на компьютер может увеличить погрешность сpaбатывания таймера. Поэтому при работе с модулем директивной цветостимуляции рекомендуется выгрузить неиспользуемое программное обеспечение из оперативной памяти компьютера.

При стандартной конфигурации системы Windows XP суммарная задержка в работе модуля составляет 10-15 мс в цикле работы тестовой схемы длительностью 3 мин.

Редактор формул цветостимуляции предназначен для создания и редактирования произвольных схем цветостимуляции и сохранения их в виде файлов на электронном носителе для их последующего применения в модуле директивной цветостимуляции.

Редактор формул реализован на языке программирования Object Pascal, в среде программирования Delphi 7.0.

Доступ к функциям редактора формул цветостимуляции осуществляется через главное меню, в котором содержатся пункты Файл, Редактирование, Справка.

Пункт меню Файл включает следующие комaнды: создание новой формулы цветостимуляции, сохранение созданной формулы или изменений, внесенных в уже существующую структуру, открытие созданной ранее формулы цветостимуляции для редактирования и выход из редактора формул цветостимуляции с возвратом в главное окно управляющей оболочки биотехнической системы.

При вызове комaнд: «Создать», «Открыть», «Сохранить» или «Сохранить как» открывается стандартное диалоговое окно Windows, позволяющее выполнить выбранную комaнду.

Комaнда «Создать» реализует не заполненный сценарий для  цветостимуляции, в который можно добавить одну или несколько секций, содержащих правила воздействия на зрительный анализатор пациента.

Секция содержит два раздела, полностью описывающих дыхательный цикл: Вдох и Выдох. В каждом из разделов можно задать одно или несколько Правил, описывающих световые импульсы, закодированные подобно паттернам ЭЭГ (∆θα-ритмам), включающих длительность воздействия, задающих частоту воздействия, длительность цветовых импульсов и пауз, а также количество повторений правила.

Кроме того, редактор позволяет выбирать цвет воздействующих импульсов для каждого ритма.

При использовании этой функции вызывается стандартное диалоговое окно Windows, позволяющее задать любой цвет из системной палитры.

Комaнды «Сохранить» или «Сохранить как» сохраняют созданные схемы цветостимуляции в виде бинарного файла, имеющего расширение *.lsch на жестком диске или на любом другом электронном носителе.

В качестве имени файла используется название формулы цветостимуляции. Такое требование обусловлено тем, что управляющая оболочка биотехнической системы при старте проверяет каталог хранения формул и динамически строит меню для их выбора и загрузки в модуль директивной цветостимуляции, причем имена файлов становятся соответствующими пунктами меню.

Управление модулем цветостимуляции реализовано через компонент управления модулем цветостимуляции и подразумевает:

- загрузку формул цветостимуляции, созданных при помощи редактора формул;

- запуск модуля цветостимуляции, установленного на компьютере пациента;

- принудительную остановку модуля цветостимуляции.

Пакет загрузки формул цветостимуляции представляет собой пакет комaнды, содержащий интервал в миллисекундах между запуском свечения объектов, длительность свечения объектов, признак вдоха-выдоха и тип ритма ЭЭГ.

Длительность сеанса цветостимуляции задается пакетом комaнды, содержащим длительность сеанса в минутах.

Соответствие цвета объектов типу ритма ЭЭГ задается пакетом комaнды, содержащим несколько пар значений соответствия типа ритма и цвета отображения объектов.

Запуск модуля цветостимуляции осуществляется с компьютера, на котором установлена управляющая оболочка биотехнической системы посредством выбора соответствующего пункта меню пользователем-врачом, проводящим сеанс. Старт модуля директивной цветостимуляции происходит на компьютере пациента.

Выводы

  1. Разработана структура автоматического модуля директивной цветостимуляции, посредством детерминированных биоциклических моделей и алгоритмов, направленных на модификацию функционального состояния человека.
  2. Созданы модели нейродинамической активности мозга в виде формул цветостимуляции, основанных на паттернах цветостимулов аналогичных паттернам сигналов ЭЭГ.
  3. Сформирован редактор формул цветостимуляции, предназначенный для динамического создания и изменения формул воздействия и отличающийся, как наличием эталонных сценариев цветостимуляции, так и формируемых по требованию пользователя.


ГОРМОНИЗАЦИЯ НООСФЕРЫ И СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ГОРМОНИЗАЦИЯ НООСФЕРЫ И СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Статья в формате PDF 89 KB...

20 05 2026 1:37:29

ФОРМИРОВАНИЕ НАВЫКА ПОНИМАНИЯ КАК ВАЖНЕЙШЕЕ УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ ЦЕЛОСТНОЙ ЛИЧНОСТИ

ФОРМИРОВАНИЕ НАВЫКА ПОНИМАНИЯ КАК ВАЖНЕЙШЕЕ УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ ЦЕЛОСТНОЙ ЛИЧНОСТИ Предложен новый подход к построению педагогической системы учителя. Выделена ее основная цель: формирование навыка понимания. Предложен путь ее реализации, включающий согласование целей обучения, разработку новой программы и новых форм и методов обучения. Выявлены некоторые трудности обучения, затрудняющие формирование навыка понимания. ...

06 05 2026 12:28:46

ЛЕЧЕНИЕ БОЛЬНЫХ С УКУШЕННЫМИ РАНАМИ

ЛЕЧЕНИЕ БОЛЬНЫХ  С УКУШЕННЫМИ РАНАМИ Статья в формате PDF 121 KB...

05 05 2026 19:10:42

НОВЫЙ ВИД АМФИБИЙ В ВОДОЕМАХ СРЕДНЕГО УРАЛА

НОВЫЙ ВИД АМФИБИЙ В ВОДОЕМАХ СРЕДНЕГО УРАЛА Изучены особенности биологии и некоторые демографические хаpaктеристики двух популяций озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.), случайно интродуцированной в водоемы-охладители тепловых станций, на территории Среднего Урала. Условия существования в новых водоемах оказались благоприятными. За интродукцией последовало самостоятельное расселение, обе популяции в настоящее время занимают значительную территорию. Животные, обитающие в этих популяциях, отличаются по размерно-возрастному составу размножающихся особей, типу нереста, плодовитости. Полученные данные позволяют утверждать, что обнаруженные различия носят адаптивный хаpaктер. ...

03 05 2026 6:24:56

ВЛИЯНИЕ БЦБК НА БАЙКАЛ

ВЛИЯНИЕ БЦБК НА БАЙКАЛ Статья в формате PDF 276 KB...

28 04 2026 20:18:43

ЖИЗНЬ ЭТО...

ЖИЗНЬ ЭТО... «Что такое жизнь?» Этот вопрос занимает человечество с древнейших времён. Многие философы и естествоиспытатели пытались и пытаются разрешить этот вопрос, определить жизнь как явление. Существует множество определений жизни, но, несмотря на это, среди них нет ни одного, который бы наиболее полно отразил основной принцип существования жизни, её сущность. В предлагаемой вашему вниманию статье сделана ещё одна попытка объяснения феномена жизни. Её основная идея: Жизнь - это самовоспроизводящийся катализатор диссипации энергии. Что касается самовоспроизведения, то здесь всё более или менее понятно, а вот словосочетание «катализатор диссипации» требует некоторых разъяснений. Диссипация - термин, обозначающий рассеяние энергии, т.е. её переход с потенциально более высокого уровня на более низкий - тепловой уровень. В свете рассматриваемого определения жизни подразумевается, что энергия квантов солнечного света, которые могут стрaнcтвовать в космосе «бесконечно», будучи поглощенной растениями поэтапно диссипатируется, в процессах жизнедеятельности и формирования собственных структур последовательными участниками пищевой цепи (растение - травоядное - хищник - падальщики), в тепловое излучение. Таким образом, живое вещество, многократно ускоряя процесс диссипации энергии солнечных квантов в тепловое излучение, играет в нем роль специфического катализатора. Далее рассматривается ряд важных следствий, вытекающих из данного определения. ...

24 04 2026 21:54:21

Внутривидовое разнообразие Yersinia pestis

Внутривидовое разнообразие Yersinia pestis Статья в формате PDF 131 KB...

23 04 2026 5:50:24

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПЕДИКУЛЯР¬НОЙ ФИКСАЦИИ ПРИ ТРАВМАХ ПОЗВОНОЧНИКА (ПЕРВЫЙ ОПЫТ В ЗАБАЙКАЛЬЕ)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПЕДИКУЛЯР¬НОЙ ФИКСАЦИИ ПРИ ТРАВМАХ ПОЗВОНОЧНИКА (ПЕРВЫЙ ОПЫТ В ЗАБАЙКАЛЬЕ) В статье представлен результат первого в Забайкалье опыта использования в травматологической пpaктике систем трaнcпедикулярной фиксации позвоночника. Проанализировано 12 случаев успешного применения метода. ...

20 04 2026 12:38:31

ФАКТОР НЕКРОЗА ОПУХОЛЕЙ И ГИБЕЛЬ КЛЕТОК ПЕЧЕНИ

ФАКТОР НЕКРОЗА ОПУХОЛЕЙ И ГИБЕЛЬ КЛЕТОК ПЕЧЕНИ Статья в формате PDF 97 KB...

19 04 2026 4:59:30

ГЕНОФОНД ПОЧВ

ГЕНОФОНД ПОЧВ Статья в формате PDF 105 KB...

16 04 2026 17:44:43

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::