name: Прогнозирование и диагностика заболеваний провоцируемых воздействием электромагнитных полей радиочастотного диапазона на основе гибридных нечетких моделей
keyword_list: энергонасыщенные системы система поддержки принятия решений алгоритм прогнозирования гибридные нечеткие решающие правила влияние электромагнитных волн
abstract: Цель работы. Повышение качества принятия решения о состоянии здоровья людей заболевания, которых вызываются электромагнитными полями радиочастотного диапазона в сочетании с разнородными факторами риска, за счет разработки методов, гибридных нечетких моделей и алгоритма прогнозирования и диагностики исследуемого класса заболеваний реализуемых соответствующей системой поддержки принятия решений. 
  Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
  1. Провести анализ структуры исходных данных и классов заболеваний возникающих под воздействием ЭМП радиочастотного диапазона в сочетании с другими существенными факторами риска и выбрать математический аппарат исследования.
  2. Разработать метод синтеза гибридных нечетких математических моделей прогнозирования и ранней диагностики заболеваний, вызываемых действием ЭМП радиочастотного диапазона в сочетании с другими разнородными производственными, природными и индивидуальными факторами риска.
  3. Разработать метод оценки влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на функциональное состояние операторов энергонасыщенных систем.
  4. Получить математические модели прогнозирования и ранней диагностики заболеваний нервной системы, вызываемых действием ЭМП радиочастотного диапазона различной частоты и напряженности.
  5. Синтезировать математические модели оценки влияния ЭМП радиочастотного диапазона на функциональное состояние операторов энергонасыщенных систем.
  6. Разработать структуру системы поддержки принятия решений для врачей, ведущих пациентов, заболевания которых вызываются ЭМП радиочастотного диапазона в сочетании с другими разнородными факторами риска и соответствующий алгоритм управления процессами принятия решений.
  7. Произвести апробацию предложенных методов и средств на репрезентативных контрольных выборках.
  Научная новизна исследований. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
  -метод синтеза гибридных нечетких математических моделей прогнозирования и ранней диагностики заболеваний, вызываемых действием электромагнитных полей радиочастотного диапазона отличающийся учетом различных составляющих электромагнитных полей действующих на организм человека, его адаптационных и функциональных резервов в сочетании с разнородными факторами риска другой природы, позволяющий получать нечеткие гибридные математические модели, обеспечивающие требуемое для медицинской практики качество принимаемых решений;
  -метод оценки влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на функциональное состояние операторов энергонасыщенных систем, отличающийся описанием исследуемых показателей на психологическом и физиологическом уровнях, причем на психологическом уровне используются свойства внимания и памяти, а на физиологическом уровне - электрические характеристики биологически активных точек в сочетании с другими факторами риска; 
  -нечеткие гибридные математические модели прогнозирования и ранней диагностики заболеваний нервной системы у людей, подвергающихся вредному воздействию ЭМП радиочастотного диапазона, которые для задачи прогнозирования заболеваний нервной системы обеспечивают уверенность в правильном прогнозе не менее 0,9, а для задачи определения ранних стадий заболеваний - не ниже 0,95, что позволяет рекомендовать полученные результаты для внедрения в практическую медицину;
  -нечеткие модели оценки влияния ЭМПРЧ на функциональное состояние операторов, подвергающихся воздействию исследуемого диапазона частот с уровнем доверия к предложенному типу решающих правил 0.9;  
  -система поддержки принятия решений с соответствующим алгоритмом управления, отличающиеся оригинальными гибридными нечеткими моделями объединенными в иерархическую сетевую структуру и позволяющие управлять логикой организации лечебно – диагностического процесса в зависимости от индивидуальных особенностей организма подвергающегося комбинированному воздействию различных по своей природе факторов риска, включая ЭМП радиочастотного диапазона, что позволило повысить качество медицинского обслуживания пациентов подвергающихся воздействию исследуемых диапазонов ЭМП.
  Теоретическая и практическая значимость работы состоит в развитии теории распознавания образов, нечеткой логики принятия решений, включая методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил, при решении задач повышения качества ведения пациентов подвергающихся действиям ЭМП радиочастотного диапазона в сочетании с другими разнородными производственными, природными и индивидуальными факторами риска за счет разработки нового направления в создании систем поддержки принятия решений (СППР) медицинского назначения. 
  Разработанные гибридные модели позволяют оценивать уверенность в прогнозе появления и развития заболеваний нервной системы у исследуемой категории пациентов, а также осуществлять оценку влияния ЭМПРЧ на функциональное состояние операторов, подвергающихся воздействию исследуемого диапазона частот. 
  Полученные в диссертации методы, модели и алгоритм используются в составе СППР, практическое применение которой повышает качество оказания медицинской помощи исследуемой категории пациентов. 
  Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» («Проведение прикладных научных исследований в области биоинформационных технологий», уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) RFMEFI57614X0071), в соответствии с научным направлением Юго-Западного государственного университета «Разработка медико-экологических информационных технологий» и при финансовой поддержке гранта Юго-Западного государственного университета в рамках внутриуниверситетского конкурсного отбора.
  Результаты работы внедрены в образовательный процесс Юго-Западного государственного университета при подготовке магистров по направлению 12.04.04 «Биотехнические системы и технологии», на кафедре Военно – полевой терапии Военно – медицинской академии (г. Санкт – Петербург) и прошли испытания в «ООО Класс Клиник Орел» г Орла.
  Методология и методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, теории биотехнических систем медицинского назначения, моделирования, теории синтеза сложных информационных систем, теории алгоритмов, нечетких множеств, прикладной математической статистики, экспертного оценивания. При разработке гибридных нейросетевых модулей принятия решений в качестве инструментария использовался Matlab 8.0 с графическим интерфейсом пользователя для NeuralNetworkToolbox со встроенным пакетом FuzzyLogicToolbox. 
  Положения, выносимые на защиту:
  1. Метод синтеза гибридных нечетких математических моделей прогнозирования и ранней диагностики заболеваний, вызываемых действием ЭМП радиочастотного диапазона позволяет получить нечеткие гибридные математические модели, обеспечивающие повышение качества оказания медицинской помощи выбранной категории пациентов в условиях действия сочетанных и смешенных электромагнитных полей в сочетании с другими разнородными производственными, природными и индивидуальными факторами риска.
  2. Метод оценки влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на функциональное состояние операторов энергонасыщенных систем обеспечил возможность синтеза соответствующих решающих правил с требуемой для практических приложений точностью.
  3. Математические модели  прогнозирования и ранней диагностики заболеваний нервной системы у людей, подвергающихся вредному воздействию ЭМП радиочастотного диапазона, обеспечили  уверенность в правильном прогнозе не менее 0,9, а в наличии ранних стадий заболеваний нервной системы не ниже 0,95, а нечеткие модели оценки влияния ЭМПРЧ на функциональное состояние операторов подвергающихся воздействию исследуемого диапазона частот обеспечили  уровень  доверия к принимаемым решениям не хуже 0.9.
  4. Система поддержки принятия решений с соответствующим алгоритмом управления, позволяет управлять логикой организации лечебно – диагностического процесса в зависимости от индивидуальных особенностей организма подвергающегося комбинированному воздействию различных по своей природе факторов риска, включая ЭМП радиочастотного диапазона, что позволило повысить качество медицинского обслуживания пациентов подвергающихся воздействию исследуемых диапазонов ЭМП.
  Степень достоверности и апробации работы. Результаты исследования показали их воспроизводимость в различных условиях, отсутствие противоречий относительно нечетких алгоритмов принятия решений и методов математического моделирования, а также аналогичных результатов, полученных другими исследователями. Результаты экспериментальных исследований решающих правил по прогнозированию и ранней диагностики заболеваний вызываемых действием сочетанных и смешенных электромагнитных полей в сочетании с другими разнородными производственными, природными и индивидуальными факторами риска согласуются с ранее опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Филист
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор кафедры БМИ
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: O-4610-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603139063
chairman_dissertation_council.rinc_id: 251980
chairman_dissertation_council.url: https://swsu.ru/ds/99.2.029.03/
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-1358-671x
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Емельянов
organization_supervisor.patronymic: Геннадьевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 28.23.17
rubrics.name: Логика в искусственном интеллекте
rubrics.code: 28.23.35
rubrics.name: Экспертные системы
oecds.code: 01.02.ET
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, INFORMATION SYSTEMS
oecds.code: 02.02.ES
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, HARDWARE & ARCHITECTURE
oecds.code: 02.06.IG
oecds.name: ENGINEERING, BIOMEDICAL
speciality_codes.name: Приборы, системы и изделия медицинского назначения
speciality_codes.code: 2.2.12.
supervisors.fio: Кореневский Николай Алексеевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Приборы, системы и изделия медицинского назначения
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Коржук Николай Львович
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Геофизика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Чопоров Олег Николаевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЗГУ
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
protection_organization.ogrn: 1034637015786
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ЮЗГУ
author_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
author_organization.ogrn: 1034637015786
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения