Ця робота присвячена розробці методики прицільної дії на структури гіпоталамуса за допомогою проекції стабільних оптичних стимулів на ретино-рефлексогені зони. Комп'ютерна система дослідження ретино-гіпоталамічної функціональної системи (КС РГФС) дозволить реалізувати специфічний метод діагностики стану гіпоталамуса, що, у свою чергу, дасть можливість розробити ефективну методику специфічної терапії таких важких захворювань, як алкоголізм, наркоманію, безпліддя, ішемічну хворобу серця, цукровий діабет, гіпертонічну хворобу, бронхіальну астму та ін.[1]
Існує прямий зв'язок між сітківкою ока і гіпоталамусом. Гіпоталамус регулює роботу практично усіх органів і систем. Саме тому він виступає основною мішенню для діагностичних і терапевтичних впливів у пацієнтів з нейропатологічними синдромами. В основі цих захворювань лежить поразка або порушення функції гіпоталамуса. Розробками в зоні пошуку способів "адресних" діагностичних і терапевтичних впливів на окремі структури гіпоталамуса займаються фахівці ДонДМУ і НДІ медичних проблем сім'ї. Метою досліджень є виявлення ретино-рефлексогених зон, розташованих на сітківці ока, впливаючи на які оптичним стимулом здійснюється стимуляція структур гіпоталамуса, який, у свою чергу, регулює роботу певних органів або структур. Для вирішення цього завдання розроблена комп'ютерна система дослідження ретино-гипоталамічної функціональної системи людини. Розроблена у рамках цієї роботи комп'ютерна система дослідження ретино-гипоталамической функціональної системи людини являє собою складову частину більшого проекту дослідження ретино-гипоталамической функціональної системи людини в медицині органічних станів і гінекології. Серед значного переліку захворювань, обумовлених поразкою або порушенням функції гіпоталамуса, в цій роботі робиться акцент на розробку нової методики лікування пацієнток, які знаходяться у безплідному шлюбі у галузі медицини пограничних станів.
- Пошук адекватних параметрів оптичних стимулів, що викликають реакції гіпоталамуса.
- Складання карти ретинорефлексогенных зон.
КС РГФС дозволить:
- істотно підвищити ефективність діагностики, лікування і профілактики цілого ряду різних захворювань;
- значно скоротити витрати на діагностику і лікування цих захворювань;
- скоротити економічні втрати внаслідок тимчасової непрацездатності і інвалідності;
- істотно підвищити рівень можливостей психофізичної адаптації населення до негативних соціально-психологічних дій;
Для пошуку параметрів стимулюючих оптичних стимулів (СОС), які викликають реакції гіпоталамусу, у рамках цієї роботи розроблена нейромережева модель ретино-гипоталамічної функціональної системи (РГФС) людини. Ця модель дозволяє прогнозувати і формувати разом з генетичним алгоритмом очікувані відповідні реакції організму на стимулюючі впливи сітківки за обраним заздалегідь критерієм. Модель здатна в цьому доповненні замінити собою досліджувану систему (РГФС). Критеріями оцінки ефективності рішення може виступати відхилення від очікуваної реакції при впливі СОС порівняно з фоновою.[4] В якості методу реалізації моделі РГФС запропоновано використати нейромережеве моделювання, оскільки нейронні мережі успішно застосовують при рішенні завдань прогнозування. Дія на структури гіпоталамуса здійснюється за допомогою проекції на ретино-рефлексогені зони безліччю світлопроводів, розташованих на контактній лінзі, за допомогою світлодіодів. Система управління дозволяє регулювати координати, спектральний склад, щільність енергії і експозицію (тривалість дії) СОС. Пошук оптимальних параметрів оптичних стимулів являється завданням великої розмірності. Оскільки число світлопроводів досить велике, обчислювальна складність такої процедури очевидна. Складність обчислювальної процедури розраховується по формулі:
де m -кількість світлопроводів;
С - кількість режимів роботи одного світлопровода.
Кількість режимів роботи одного світлопровода можна визначити по формулі:
Для пошуку оптимальних параметрів оптичних стимулів необхідно вирішити завдання комбінаторної оптимізації. Існує декілька підходів до вирішення цієї проблеми. В якості таких алгоритмів можна використати метод повного перебору, евристичний метод і еволюційний метод. Евристичний метод також може застосовуватися до завдань такого класу. У основі цих алгоритмів лежить використання набору певних правил, складеного групою експертів конкретної проблемної області. Основним недоліком цього методу є його суб'єктивність. Тобто вживані правила складають експерти, які грунтуються на власний досвід, знання і інтуїцію. Тим самим алгоритм, розроблений за цими правилами, може працювати з деякою погрішністю. Оскільки поставлене завдання відноситься до комбінаторної оптимізації багатопараметричних функцій, жоден з перерахованих методів не дозволяє знайти оптимальне рішення за прийнятний час. Для вирішення цієї проблеми використаний ефективніший еволюційний метод- генетичні алгоритми. Для пошуку оптимальних параметрів оптичних стимулів розроблений модифікований ГА. Для реалізації модифікованого ГА були вирішені питання, пов'язані з кодуванням особини, вибором цільової функції і оператора репродукції, розробкою проблемно-орієнтованих операторів кросинговера і мутації, а також вибраний критерій зупинки алгоритму. В якості цільової (Fitness) функції, яка дозволяє оцінити якість отриманого рішення, запропоновано використати нейромережеву модель РГФС людини. Висновки: в ході проведення теоретико-практических досліджень був розроблений модифікований ГА. Спільне використання ГА і НС як цільова функція дозволяє за допустимий час отримати субоптимальне рішення. Отримані результати будуть використані для розробки ефективну методики специфічної терапії ряду важких захворювань.
При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: 1 грудня 2011. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.