Спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози на основі фрактального аналізу двовимірного простору поля температур
Номер патенту: 59703
Опубліковано: 25.05.2011
Автори: Приходченко Володимир Васильйович, Думанський Юрій Васильйович, ЛЯХ ЮРІЙ ЄРЕМІЙОВИЧ, Гур'янов Віталій Григорович, Приходченко Олег Володимирович, Горшков Олег Георгійович
Формула / Реферат
Спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози шляхом вимірювання поверхневої температури молочних залоз жінки при її горизонтальному положенні контактним методом у багатьох точках за допомогою датчиків, які розміщені на загальному матричному сенсорі і підключені до комп'ютера, при цьому датчики матричного сенсора приводять одночасно з рівним зусиллям у контакт зі всією поверхнею обох молочних залоз і включають комп'ютерну програму для реєстрації розподілу температур поверхонь молочних залоз, розрахунку і оцінки діагностичних параметрів, на основі яких судять про наявність відхилення від норми, по завершенні стабілізації показників датчиків температури комп'ютерною програмою автоматизовано формується варіаційний розподіл температур Ti поверхонь обох молочних залоз, за допомогою якого визначається по 2,5 % персентилю реперне значення температури Т0 утворюється новий варіаційний ряд Ті' за допомогою перетворення попереднього ряду Ті за формулою
Ті' =Ті –Т0,
де Ti' - окремі значення у порядку їх зростання перетвореного варіаційного ряду, Тi значення початкового варіаційного ряду, а Т0 - реперне значення температури,
крім того, будується варіаційний ряд різниць температур відповідних точок поверхонь лівої і правої молочних залоз Ті", після чого із кроком ∆T = 0,2 °С визначаються відносні частоти Рi' і Рi'' інтервальних розподілів варіаційних рядів Ti' і Ti" від 0 °С до 3,2 °С, який відрізняється тим, що на основі фрактального аналізу двовимірного простору поля температур поверхня розподілу температур розбивається на квадрати, кількість яких дорівнює n×n, розраховується середнє значення температури для кожного з квадратів, отриманий масив n×n є першим (базовим) класом з розмірністю m=1, після чого проводиться групування менших за розмірами квадратів першого класу в більші m=2, ... , k , де m - розмірність класу, таким чином створюється k класів, що позначено як Мm, різних за розмірами квадратів, що мають різну розмірність m, далі для кожного квадрату класу Мm розраховується дисперсія шляхом обчислення квадрата відхилення від середнього значення температури квадратів класу М1, що входять в більший квадрат класу Мm, далі розраховується середня дисперсія для класу Мm, що позначено як <D2m> , яка пов'язана з розмірністю класу m наступною формулою,
<D2m> ≈ (а×m)H,
де а - константа, m - розмірність класу Мm, Н-показник Херста, далі використані такі позначення: ln(<RD2m>) - логарифм середньої дисперсії класу Мm розподілу температури правої молочної залози, ln(<LD2m>) - логарифм середньої дисперсії класу Мm розподілу температури лівої молочної залози, ln(<R-LD2m>) - логарифм середньої дисперсії класу Мm розподілу температури різниці температур лівої і правої молочної залози, найбільш значущі для класифікації ознаки, що використовувались в експертній системі:
а) для жінок до 40 років - ln(<RD82>); ln(<RD210>); ln(<LD28>); ln(<LD210>); ln (<R-LD25>); ln(<R-LD210>); Р1'' (< 0,2 °C); P2"(0,2 °C - 0,4 °С); P3"(0,4 °C - 0,6 °C); P7"(1,2 °C-1,4 °C); P8"(1,4 °C -1,6 °C); P9"(1,6 °C - 1,8 °C); P10"(l,8 °C - 2,0 °C); P11"(2,0 °C - 2,2 °C); P12"(2,2 °C - 2,4 °C); Age (вік);
б) для жінок 40 років і більше - ln(<R-LD22>); ln(<R-LD24>); ln(<R-LD52>); ln(<R-LD26>); ln(<R-LD27>); ln(<R-LD28>); ln(<R-LD29>); ln(<R-LD210>); ln(<R-LD211>); ln(<R-LD212>); P3"(0,4 °C - 0,6 °C); P9"(1,6 °C - 1,8 °C); Р10"(1,8 °С -2,0 °C); Р11"(2,0 °С - 2,2 °C); P12'(2,4 °C - 2,6 °C); P13'(2,6 °C - 2,8 °C); P14'(2,8 °C -3,0 °C); T0;
після чого, у випадку, якщо вік жінки до 40 років, ознаки а) подаються на вхід першого шару першої нейромережевої моделі, що складається із трьох шарів на виході якої отримується значення критерію Y, яке порівнюється з його критичним значенням Yкрит = 0,15, якщо
Y ≥ Yкрит, - робиться прогноз про наявність патології;
Y ≤Yкрит, - формується висновок про нормальний стан молочних залоз;
у випадку, якщо вік жінки 40 років і більше, ознаки б) подаються на вхід першого шару другої нейромережевої моделі, що складається із трьох шарів на виході якої отримується значення критерію Z, яке порівнюється з його критичним значенням Zrhbn = 0,95, якщо
Z ≥ Zкрит, - робиться прогноз про наявність патології;
Z ≤ Zкрит, - формується висновок про нормальний стан молочних залоз.
Текст
Спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози шляхом вимірювання поверхневої температури молочних залоз жінки при її горизонтальному положенні контактним методом у багатьох точках за допомогою датчиків, які розміщені на загальному матричному сенсорі і підключені до комп'ютера, при цьому датчики матричного сенсора приводять одночасно з рівним зусиллям у контакт зі всією поверхнею обох молочних залоз і включають комп'ютерну програму для реєстрації розподілу температур поверхонь молочних залоз, розрахунку і оцінки діагностичних параметрів, на основі яких судять про наявність відхилення від норми, по завершенні стабілізації показників датчиків температури комп'ютерною програмою автоматизовано формується варіаційний розподіл температур Ti поверхонь обох молочних залоз, за допомогою якого визначається по 2,5 % персентилю реперне значення температури Т0 утворюється новий варіаційний ряд Ті' за допомогою перетворення попереднього ряду Ті за формулою Ті' =Ті –Т0, де Ti' - окремі значення у порядку їх зростання перетвореного варіаційного ряду, Тi значення початкового варіаційного ряду, а Т0 - реперне значення температури, крім того, будується варіаційний ряд різниць температур відповідних точок поверхонь лівої і правої молочних залоз Ті", після чого із кроком ∆T = 0,2 °С визначаються відносні частоти Рi' і Рi'' інтервальних розподілів варіаційних рядів Ti' і Ti" від 0 °С до 3,2 °С, який відрізняється тим, що на основі фрактального аналізу двовимірного простору поля 2 (19) 1 3 59703 4 рію Y, яке порівнюється з його критичним значенням Yкрит = 0,15, якщо Y ≥ Yкрит, - робиться прогноз про наявність патології; Y ≤Yкрит, - формується висновок про нормальний стан молочних залоз; у випадку, якщо вік жінки 40 років і більше, ознаки б) подаються на вхід першого шару другої нейро мережевої моделі, що складається із трьох шарів на виході якої отримується значення критерію Z, яке порівнюється з його критичним значенням Zrhbn = 0,95, якщо Z ≥ Zкрит, - робиться прогноз про наявність патології; Z ≤ Zкрит, - формується висновок про нормальний стан молочних залоз. Спосіб належить до медицини, зокрема до онкології і може бути застосований при проведенні скринінгу жіночого населення на наявність ознак пухлинних захворювань молочної залози. Відомий спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози [1. Yves Lemoigne, Alessandra Caner and Ghita Rahal Physics for Medical Imaging Applications. Series II: Mathematics, Physics and Chemistry - Vol.240 p. 355-380] шляхом рентгенівської мамографії. Недоліком відомого способу є те, що рентгеномамографія не дозволяє здійснювати ранню діагностику, так як визначає пухлини тільки при наявності відповідних структурних змін. Крім того, відомий спосіб не може бути застосовано дуже часто, тому що при передозуванні рентгенівського опромінювання виникає загроза виникнення індуційованого цим випромінюванням раку молочної залози, особливо у молодих жінок внаслідок високої чутливості тканин їх молочних залоз до радіаційного впливу. Недоліками відомого способу є також те, що він потребує достатньо громіздкого, дорогого обладнання і наявності спеціально обладнаного приміщення, що суттєво обмежує його застосування для проведення масового скринінгу жінок. Відомий спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози, без застосування радіаційного впливу, проводиться шляхом вимірювання температури поверхні молочних залоз жінки за інтенсивністю теплового випромінювання у мікрохвильовому (дециметровому) діапазоні довжин хвиль, що пропорційна її температурі, розрахунку і оцінці діагностичних параметрів, на основі яких судять про наявність відхилення від норми [2. "Радиотермометр диагностический компьютеризированный интегральной глубинной температуры мягких и костных тканей РТМ-01-"РЭС". ТУ 9441-00139549185-2007]. До недоліків відомого способу належать значні витрати часу, складність виявлення локалізації пухлинних утворювань, а також залежність результатів вимірів від кваліфікації персоналу, який його використовує, що суттєво знижують об'єктивність та достовірність відомого способу. Це зумовлено тим, що при практичному застосуванні відомого способу спочатку антену-аплікатор приводять у тепловий контакт на 20-30 с з реперною точкою шкіри до стабілізації температури антени, а потім на 5-7 с послідовно попарно з кожною із 20 симетричних точок поверхонь однієї та другої молочних залоз. По закінченні вимірів за допомогою перег ляду термограми на екрані монітора виконується перевірка результатів вимірювань для визначення необхідності повторних вимірювань температури. Крім того, згідно з відомим способом, обов'язковим етапом вимірювань є перевірка стабільності результатів шляхом повторних вимірювань температури у зоні сосків правої і лівої молочних залоз. Якщо результати вимірювань відрізняються на ±0,5° від тих, що були отримані спочатку, то весь цикл вимірювань повторюється. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози [3. Патент на корисну модель UA49069, МПК А 61 В 5/01. Спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози/ Думанський Ю.В., Приходченко В.В., Лях Ю.Є., Гур'янов В.Г., Приходченко О.В.; Донецький національний медичний університет / Заявка №u200912174 от 26.11.2009; опубл. 12.04.2010, Бюл. №7] шляхом вимірювання поверхневої температури молочних залоз жінки при її горизонтальному положенні контактним методом у багатьох точках за допомогою датчиків, які розміщені на загальному матричному сенсорі і підключені до комп'ютера, при цьому датчики матричного сенсора приводять одночасно з рівним зусиллям у контакт зі всією поверхнею обох молочних залоз і включають комп'ютерну програму для реєстрації розподілу температур поверхонь молочних залоз, розрахунку і оцінки діагностичних параметрів, на основі яких судять про наявність відхилення від норми, по завершенні стабілізації показників датчиків температури комп'ютерною програмою автоматизовано формується варіаційний розподіл температур Ті поверхонь обох молочних залоз, за допомогою якого визначається по 2,5% персентилю реперне значення температури Т0, утворюється новий варіаційний ряд Ті' за допомогою перетворення попереднього ряду Tі за формулою Ті'=Ті-Т0, де Ті' - окремі значення у порядку їх зростання перетвореного варіаційного ряду, Ті значення початкового варіаційного ряду, а Т0 - реперне значення температури, крім того, будується варіаційний ряд різниць температур відповідних точок поверхонь лівої і правої молочних залоз Ті", після чого із кроком ∆T=0,2°С визначаються відносні частоти Рі' і Pі" інтервальних розподілів варіаційних рядів Ті' і Ті" від 0°С до 3,2°С. При цьому висновок про нормальний стан, наявність патології або раку молочної залози видається за результатами розрахунків експертної системи, що склада 5 ється з двох нейромережевих моделей, які враховують складні нелінійні взаємозв'язки функціонального стану молочної залози з гістограмою розподілу температур. Недоліком відомого методу є те, що при проведенні аналізу враховується тільки гістограми розподілу частоти температури і не враховується структура поля температур, яка є важливим фактором оцінки стану молочної залози. Це не дозволило досягти більш ніж 72% специфічності методу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу діагностики пухлинних захворювань молочної залози методом фрактального аналізу двовимірного простору поля температур молочної залози шляхом використання значення показника Херста для двовимірного простору, підвищити специфічність та прогностичність способу діагностики. Суть технічного рішення полягає у тому, що спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози відрізняється тим, що на основі фрактального аналізу двовимірного простору поля температур поверхня розподілу температур розбивається на квадрати, кількість яких дорівнює n×n, розраховується середнє значення температури для кожного з квадратів, отриманий масив nn є першим (базовим) класом з розмірністю m=1, після чого проводиться групування менших за розмірами квадратів першого класу в більші m=2, ..., k, де m - розмірність класу, таким чином створюється k класів, що позначено як Мm, різних за розмірами квадратів, що мають різну розмірність m, далі для кожного квадрату класу Мm розраховується дисперсія шляхом обчислення квадрата відхилення від середнього значення температури квадратів класу М1, що входять в більший квадрат класу Мm, далі розраховується середня дисперсія для класу Мm, що позначено як 2 , яка пов'язана з розмірністю класу m наступною формулою, 2 H (am) , де а - константа, m - розмірність класу Мm, Н показник Херста, далі використані такі позначення: 2 ln() - логарифм середньої дисперсії класу Мm розподілу температури правої молочної зало2 зи, ln() - логарифм середньої дисперсії класу Мm розподілу температури лівої молочної зало2 зи, ln() - логарифм середньої дисперсії класу Мm розподілу температури різниці температур лівої і правої молочної залози, найбільш значущі для класифікації ознаки, що використовувались в експертній системі: 2 а) для жінок до 40років - ln(); 2 2 2 2 ln(); ln(); ln(); ln (); 2 ln(); Р1'' (
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for diagnosing breast tumors based on fractal analysis of two-dimensional space of temperature field
Автори англійськоюDumanskyi Yurii Vasyliovych, Prykhodchenko Volodymyr Vasyliovych, Liakh Yurii Yeremiovych, Hurianov Vitalii Hryhorovych, Horshkov Oleh Heorhiiovych, Prykhodchenko Oleh Volodymyrovych
Назва патенту російськоюСпособ диагностики опухолевых заболеваний молочной железы на основе фрактального анализа двухмерного пространства поля температур
Автори російськоюДуманский Юрий Васильевич, Приходченко Владимир Васильевич, Лях Юрий Еремеевич, Гурьянов Виталий Григорьевич, Горшков Олег Георгиевич, Приходченко Олег Владимирович
МПК / Мітки
МПК: A61B 5/01
Мітки: двовимірного, поля, захворювань, основі, залози, молочної, фрактального, температур, простору, спосіб, пухлинних, аналізу, діагностики
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-59703-sposib-diagnostiki-pukhlinnikh-zakhvoryuvan-molochno-zalozi-na-osnovi-fraktalnogo-analizu-dvovimirnogo-prostoru-polya-temperatur.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб діагностики пухлинних захворювань молочної залози на основі фрактального аналізу двовимірного простору поля температур</a>
Попередній патент: Спосіб утилізації шламів газоочистки металургійних підприємств
Наступний патент: Пристрій для полірування шийок колінчатого вала
Випадковий патент: Канал автоматичного супроводження літальних апаратів за напрямком з розширеними можливостями