Методы и аппаратно-программные комплексы персонализированного мониторинга системы внешнего дыхания человека на основе многочастотной электроимпедансной томографии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Алексанян Грайр Каренович

• Алексанян Грайр Каренович
• доктор наук
• 2024

Оглавление диссертации доктор наук Алексанян Грайр Каренович

Введение

1 Медико-техническое обоснование мониторинга внешнего дыхания человека методом многочастотной электроимпедансной томографии

1. 1 Анатомические и физиологические особенности дыхательной системы человека

1.1.1 Газообмен в легких

1.1.2 Работа системы внешнего дыхания

1.2 Биомеханика дыхательного цикла и возможности визуализации актов вдоха и выдоха человека

1.3 Нарушения функций внешнего дыхания и искусственная вентиляция легких человека

1.4 Анализ методов и технических средств мониторинга функции внешнего дыхания человека в клинических условиях

1.5 Требования к методам и техническим средствам мониторинга системы внешнего дыхания при искусственной вентиляции легких

1.6 Преимущества и возможности электроимпедансной томографии для мониторинга и оценки системы внешнего дыхания человека

1.7 Современные медико-технические средства электроимпедансной томографии легких человека

1.8 Выводы и постановка задачи исследования

2 Принципы построения математических, компьютерных и физических моделей для многочастотной электроимпедансной томографии лёгких человека

2.1 Математическая модель электрического поля сечения объекта для многочастотной электроимпедансной томографии

2.2 Основные подходы к построению компьютерных моделей многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.2.1 Основные требования к компьютерным моделям многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.2.2 Инструменты моделирования и обработки данных для многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.3 Двумерные компьютерные модели для многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.3.1 Моделирование получения первичной измерительной информации

2.3.2 Моделирование нарушения качества контакта «кожа-электрод»

2.4 Трехмерные модели для многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.4.1 Трехмерные конечно-элементные модели для многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.5 Методика моделирования процессов внешнего дыхания

2.6 Моделирование процессов вентиляции и перфузии легких

2.7 Физические модели (фантомы) для проведения исследований

2.7.1 Универсальные фантомы

2.7.2 Функциональные анатомические макеты грудной клетки для многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

2.8 Выводы по главе

3 Теоретические основы персонализированного мониторинга системы внешнего дыхания

на основе многочастотной электроимпедансной томографии

3. 1 Комплексный подход персонализированного мониторинга системы внешнего дыхания человека на основе многочастотной электроимпедансной томографии

3.2 Определение мест наложения электродной системы на тело пациента

3.3 Способы наложения электродной системы на тело пациента

3.3.1 Наложение электродной системы с одноразовыми электродами

3.3.2 Наложение электродной системы с многоразовыми электродами

3.3.3 Наложение электродной системы с несколькими электродами поясами

3.4 Способы съема и передачи первичной измерительной информации

3.4.1 Получение первичной измерительной информации и интегрального параметра

3.5 Учет пространственного положения тела пациента при мониторинге системы внешнего дыхания

3.6 Экспериментальная оценка возможности применения многочастотной электроимпедансной томографии для мониторинга системы внешнего дыхания

3.7 Метод определения необходимой частоты инжектируемого тока на основе многочастотной электроимпедансной томографии

3.8 Метод визуализации поля вентиляции легких на основе электроимпедансной томографии

3.9 Метод визуализации поля перфузии тканей грудной полости на основе электроимпедансной томографии

3.10 Алгоритм расчета коэффициента «вентиляция/перфузия» при многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

3.11 Принципы отображения медико-технической информации для систем многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

3.11.1 Визуальная форма отображения медико-технической информации

3.11.2 Графическая форма отображения медико-технической информации

3.11.3 Числовая форма отображения медико-технической информации

3.12 Выводы по разделу

4 Принципы построения и алгоритмы функционирования аппаратно-программных

комплексов многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

4.1 Принципы построения и алгоритмы функционирования аппаратной части устройства сбора и передачи данных

4.1.1 Принципы построения электродных систем

4.1.2 Принципы построения и алгоритмы функционирования блока источника тока

4.1.3 Принципы построения и алгоритмы функционирования блока измерения

4.1.4 Принципы построения и алгоритмы функционирования блока управления

4.1.5 Принципы построения и алгоритмы функционирования блока коммутации

4.1.6 Принципы построения и алгоритмы функционирования блока сопряжения

4.1.7 Принципы построения и алгоритмы функционирования блока питания

4.1.8 Принципы построения и алгоритмы функционирования главного вычислительного устройства

4.2 Принципы построения и алгоритмы функционирования программной части аппаратно-программных комплексов многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

4.2.1 Принципы построения и алгоритмы функционирования программной части устройства сбора и передачи данных

4.2.2 Принципы построения и алгоритмы функционирования программной части главного вычислительного устройства

4.3 Принципы построения интерфейса пользователя

4.4 Конструктивные особенности аппаратно-программных комплексов многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

4.4.1 Конструктивные исполнения устройства сбора и передачи данных

4.4.2 Конструктивные исполнения аппаратно-программных комплексов многочастотной электроимпедансной томографии лёгких человека

4.5 Принципы построения корпусов изделий для многочастотной электроимпедансной томографии лёгких человека

4.6 Принципы маркировки составных частей аппаратно-программных комплексов многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

4.7 Принципы интеграции электроимпедансной томографии с аппаратами искусственной вентиляции легких

4.7.1 Критерии сравнения вариантов сопряжения модуля искусственной вентиляции легких и модуля электроимпедансной томографии

4.7.2 Обоснование выбора варианта сопряжения модуля искусственной вентиляции легких и интегрированного модуля электроимпедансной томографии

4.7.3 Обоснование выбора варианта сопряжения модуля искусственной вентиляции легких и модуля электроимпедансной томографии в качестве приставки

4.8 Выводы по разделу

5 Аппаратно-программные комплексы многочастотной электроимпедансной томографии

легких человека

5.1 Разработанные аппаратно-программные комплексы многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

5.1.1 Аппаратно-программный комплекс многочастотной электроимпедансной томографии легких человека (ЭИТ-01)

5.1.2 Комплекс мониторинга и искусственной вентиляции легких человека на основе электроимпедансной томографии (КМИВЛ ЭИТ)

5.1.3 Портативный аппаратно-программный комплекс многочастотной электроимпедансной томографии легких человека (ЭИТ-01 Portable)

5.1.4 Универсальный аппаратно-программный комплекс многочастотной электроимпедансной томографии легких человека (OEM-модуль)

5.1.5 Аппаратно-программный комплекс многочастотной электроимпедансной томографии легких человека с каналом пульсоксиметрии (ЭИТ ВФ + SpO2)

5.1.6 Портативный аппаратно-программный комплекс мониторинга вентиляционной функции легких на основе многочастотной электроимпедансной томографии (ЭИТ ВФ Portable)

5.1.7 Аппаратно-программный комплекс многочастотной электроимпедансной томографии легких человека (АПК ЭИТ 3D)

5.1.8 Аппаратно-программный комплекс многочастотной электроимпедансной томографии легких лабораторных мышей

5.2 Разработанные электродные системы

5.3 Медико-технический стенд для проведения испытаний методов и технических средств многочастотной электроимпедансной томографии легких человека

5.4 Мобильные приложения удаленного взаимодействия с устройствами электроимпедансной томографии легких человека

5.5 Веб-портал поддержки проведения исследований

5.6 Выводы по разделу

6 Экспериментально-клинические исследования аппаратно-программных средств

мониторинга системы внешнего дыхания на основе многочастотной электроимпедансной томографии

6.1 Общие сведения о проведении экспериментально-клинических исследований

6.2 Результаты одновременной спирометрии и электроимпедансной томографии легких

6.3 Результаты электроимпедансной томографии легких и спиральной компьютерной рентгеновской томографии

6.4 Результаты экспериментально-клинических исследований в отделении анестезиологии реанимации. Этап

6.5 Результаты экспериментально-клинических исследований в отделении анестезиологии реанимации. Этап

6.6 Результаты экспериментально-клинических исследований на базе вивария

6.7 Результаты электроимпедансной томографии легких крупных лабораторных животных

6.8 Выводы по разделу

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А (справочное) - Список работ, опубликованных автором по теме

диссертации

Приложение Б (справочное) - Акт внедрения результатов диссертационной работы в АО

«ПО «УОМЗ»

Приложение В (справочное) - Акт внедрения результатов диссертационной работы в

ФГБУ «НМИЦ онкологии» Минздрава России

Приложение Г (справочное) - Акт внедрения результатов диссертационной работы в

ФГБОУ ВО ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова

Приложение Д (справочное) - Разработанные электродные системы для многочастотной

электроимпедансной томографии легких человека

Приложение Е (справочное) - Демонстрация и популяризация результатов диссертационного исследования

Приложение Ж (справочное) - Наиболее значимые достижения по результатам диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и аппаратно-программные комплексы персонализированного мониторинга системы внешнего дыхания человека на основе многочастотной электроимпедансной томографии»

Актуальность темы

Мониторинг системы внешнего дыхания (СВД) является одним из важных направлений респираторной поддержки пациентов [1] и зависит от внедрения в клиническую практику новых неинвазивных технических средств, которые могут быть использованы как в амбулаторных, так и в стационарных условиях. Для оценки СВД наибольшее распространение получили методы функциональной диагностики [2], которые не в полной мере пригодны для задач непрерывного и прикроватного мониторинга, в особенности, для пациентов, подключенных к системам искусственной вентиляции легких (ИВЛ) [3]. Их реализация требуют выполнения специальных тестов и дыхательных маневров [4]. Кроме того, сама процедура ИВЛ является травмоопасной [5] и должна сопровождаться постоянным мониторингом СВД для выявления уже на начальной стадии патологических отклонений с возможностью визуализации тех областей легких, в которых они наблюдаются. Данная проблема частично решается с помощью методов медицинской визуализации, основанных на рентгенологических [6], радионуклидных [7] и ультразвуковых [8] исследованиях. Однако наличие лучевой нагрузки, особенности использования радиофармпрепаратов, невозможность длительного прикроватного мониторинга, трудности с проведением и повторением измерений, необходимость транспортировки пациентов, находящихся на респираторной поддержке, в специализированные кабинеты, существенно ограничивают их использование в клинической практике. В этой связи, существует потребность в иных методах и технических средствах мониторинга СВД, которые могут быть использованы в условиях отделений реанимации и интенсивной терапии.

Одним из направлений решения вышеуказанных проблем является использование метода электроимпедансной томографии (ЭИТ) [9], принцип действия которого основан на оценке изменения распределения поля проводимости исследуемой части объекта в процессе дыхания при протекании через него высокочастотного тока малой амплитуды [10]. Практическая реализация метода ЭИТ не требует выполнения дыхательных маневров [11], диагностических тестов [12], активного участия пациента и его взаимодействия с медицинским персоналом [13]. Это особенно важно при респираторной поддержке (в том числе при ИВЛ) пациентов с дыхательной недостаточностью [14], которые проходят лечение в отделениях интенсивной терапии, анестезиологии реанимации и постоперационных палатах [15]. Медико-техническая информация, получаемая при ЭИТ-исследовании в режиме реального времени, показывает каким образом различные области (регионы) легких реагируют на те или иные терапевтические мероприятия [16], что способствует выявлению на ранних стадиях потенциальные ухудшения

Кроме того, вследствие непрерывного мониторинга конкретного пациента появляется возможность в большей степени персонализировать тактику лечения и оценивать ее эффективность в динамике в любой момент времени, чего нельзя достичь, например, с использованием технологий ионизирующего излучения [18]. Так, получаемые динамические изображения изменения поля проводимости при дыхательных циклах позволяют наблюдать за распределением вентиляции с обеспечением обратной связи для медицинского персонала. Это позволяет персонализировать режимы ИВЛ под потребности конкретного пациента, что способствует уменьшению рисков возникновения вентилятор-индуцированных повреждений (ВИПЛ) [19]. При этом остаются нерешенными ряд теоретических и прикладных проблем, преодоление которых позволит повысить эффективность применения метода ЭИТ в клинической практике [20,21]. К ним относятся: потребность в персонализации ЭИТ-исследования, повышение корректности решения обратной задачи ЭИТ, разработка новых методов выделения динамических процессов в реконструированном поле проводимости, создание новых типов электродных систем (ЭС) для двухмерной и трёхмерной ЭИТ, разработка методик моделирования исследуемой области, условий эксплуатации и способов получения измерительных данных, разработка принципов построения и алгоритмов функционирования современных медико-технических средств ЭИТ легких человека, которые могут быть использованы как самостоятельные изделия, так и в качестве приставки к аппаратам ИВЛ, их изготовление, а также апробация на базе медицинской организации. Перспективным является использование многочастотной ЭИТ (МЧ ЭИТ) [22-24], заключающийся в обеспечении возможности инжектирования тока не только одной заданной частоты, но и разных частот в заданном диапазоне, что позволяет учитывать изменение электрических свойств области исследования и выбирать для каждого пациента необходимую частоту тока [25].

Научные исследования выполнялись в соответствии с Приоритетным направлением развития науки, технологий и техники РФ «Информационно-телекоммуникационные системы» (согласно Указу Президента РФ от 07.07.2011 г. №899), приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (утверждена Указом Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 года № 642), а именно персонализированная медицина и высокотехнологичное здравоохранения и технологии здоровьесбережения, научным направлением ЮРГПУ (НПИ) «Теория, принципы, моделирование и технологии проектирования информационных, измерительных и управляющих систем», а также в рамках следующих фундаментальных и прикладных научных исследований и экспериментальных разработок:

1) Проект «Разработка устройства съема первичной измерительной информации для систем электроимпедансной томографии» (2022-2023 гг., программа «Приоритет-2030»). (Руководитель Алексанян Г.К.).

2) Проект № 19-79-00322 «Технология персонализированного мониторинга и оценки регионарного вентиляционно-перфузионного отношения отделов легких у пациентов в пред- и послеоперационном периоде на основе трехмерной многочастотной электроимпедансной томографии» (2019-2021 гг., Российский научный фонд). (Руководитель Алексанян Г.К.).

3) Проект № 075-15-2019-1840 от 04 декабря 2019 г. «Разработка комплекса для мониторинга и искусственной вентиляции легких на основе электроимпедансной томографии». (2019-2020 гг., федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2021 годы», уникальный идентификатор соглашения RFMEFI60719X0305). (Руководитель Алексанян Г.К.).

4) Проект № СП-21.2019.4 «Разработка технологии персонализированного мониторинга и оценки нарушений регионарных вентиляционно-перфузионных отношений легких человека методом трехмерной многочастотной электроимпедансной томографии» (2019 -2021 гг., Стипендия Президента РФ). (Руководитель Алексанян Г.К.).

5) Проект № 14.574.21.0029 от 17 июня 2014 г. «Разработка аппаратно - программного комплекса электроимпедансной томографии биологических объектов». (2014-2015 гг., федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2021 годы», RFMEFI57414X0029). (Руководитель Алексанян Г.К.).

6) Проект № 18-38-00786 «Разработка методологии и алгоритмических средств интеллектуальной идентификации внутренних структур биологических объектов в системах электроимпедансной томографии». (2018-2019 гг., Российский фонд фундаментальных исследований). (Исполнитель Алексанян Г.К.).

7) Проект № МК-196.2017.8 «Разработка теоретических основ и алгоритмов многоракурсной электроимпедансной томографии для систем неинвазивной трехмерной медицинской визуализации». (2017-2018 гг., Грант Президента Российской Федерации). (Руководитель Алексанян Г.К.).

8) Проект № 16-38-60173 «Технологии интеллектуального анализа данных электроимпедансной томографии для трехмерной реконструкции и визуализации проводимостей внутренних структур биологических объектов». (2016 г., Российский фонд фундаментальных исследований). (Руководитель Алексанян Г.К.).

9) Проект № МК 4856.2015.8 от 16 февраля 2015 г. «Разработка новых методов и алгоритмов электроимпедансной томографии для создания технических средств визуализации внутренних структур биообъекта». (2015-2016 гг., Грант Президента Российской Федерации). (Руководитель Алексанян Г.К.).

Степень разработанности темы

Электроимпедансная томография [26] (ЭИТ) является методом неинвазивной медицинской визуализации, позволяющим в реальном времени наблюдать за изменением распределения поля проводимости ДО^(7) в заданном сечении TS(xy) при инжектировании через него высокочастотного тока малой амплитуды и заданной формы fm. Для этого на

поверхность объекта равномерно накладываются электроды ELn (как правило, по периметру), которые в конкретный момент времени ti являются либо инжектируемыми, либо измерительными. Переключение состояния электродов ELn задается специальной управляющей программой. Конфигурация измерительных и инжектируемых электродов, а также алгоритм их переключения формируют систему отведений. В основе алгоритмов ЭИТ лежит решение обратной задачи по реконструкции поля проводимости O^(t) в сечении T(x, y) (или его изменения ДО^(7)). Несмотря на то, что сам метод известен с 70-х годов XX века, его развитие было ограничено алгоритмическими и вычислительными возможностями устройств обработки медико-технической информации [23]. Однако, развитие современной радиоэлектронной базы и медицинского приборостроения способствовали стремительному росту данного направления [23].

Аналитический обзор публикационной активности, выполненный за три последних десятилетия по международным базам данных (Web of Science, Scopus, Pubmed, РИНЦ и др.), патентной ситуации (по базам ФИПС, Espacenet, EAPO, Patentscope и др.) и мировой нормативно-правовой базы по эксплуатации технических средств ЭИТ, показал, что вопросы персонализации ЭИТ претерпевают изменения, связанные с общим трендом развития метода. Это обусловлено тем, что, как правило, выполнение ЭИТ в клинических условиях основано на применении тока заданной частоты без привязки к физиологическим и анатомическим особенностям пациента, определяющие электрические свойства области исследования. Единственными направлениями учета специфики исследуемого объекта является длина электродного пояса, которая зависит от периметра охвата грудной клетки, и пол пациентов [26-28]. При этом не учитываются внутренние анатомическими и физиологическими особенностями человека, такие как толщина жировой ткани, распределение жидкости в организме, процент скелетно-мышечной ткани и т.п., которые могут оказывать влияние на протекание тока и визуализацию изменения поля проводимости в процессе дыхания. Данные обстоятельства накладывают ограничения на возможности метода ЭИТ, в особенности, при выполнении мероприятий респираторной поддержки.

Кроме того, на внедрение метода ЭИТ в повседневную медицинскую практику влияют низкое пространственное разрешение, чувствительность к шуму в измерительных данных, ошибки моделирования и некорректность решения обратной задачи [18]. В настоящее время при решении задач ЭИТ наибольшее распространение получили методы, основанные на алгоритмах

линейной обратной проекции [29], в том числе с регуляризацией Тихонова [30,31], учитывающие априорные сведениях о распределении проводимости внутренних структур в рассматриваемом сечении, а также итеративные методы на основе алгоритма Гаусса-Ньютона [32,33]. Значительные результаты в повышении информативности результатов ЭИТ-исследования достигнуты с применением алгоритмов GREIT [34], D-Bar [35,36], ADMM [37], дивергенции (расстояние) Брэгмана [38] и др. Одним их новых направлений является персонализированный подход повышения корректности обратной задачи, основанный на отказе от учета распределения проводимости объекта в заданном сечении за счет аппроксимации границы проводящих внутренних структур [39,40]. Данные методы лежат в основе современных подходов улучшения пространственного разрешения ЭИТ и позволяют повысить эффективность всего процесса мониторинга СВД.

Однако практическая реализация рассмотренных выше методов требует определения и учета гиперпараметров [41] и указание начальных значений проводимости, что приводит к возрастанию вычислительных требований к устройствам мониторинга [18]. Их применение в составе конечных изделий медицинской визуализации [25], способных работать непрерывно длительно и в режиме реального времени, по-прежнему остается ограниченным и неопределенным. В этой связи существует потребность в разработке новых научно обоснованных методов и медико-технических средств длительного персонализированного мониторинг СВД пациентов, в том числе с респираторными осложнениями, позволяющих повысить достоверность идентификации динамических процессов в сечении за счет повышения корректности решения обратных задач.

Объект и предмет исследования

Объект исследования - методы мониторинга система внешнего дыхания человека.

Предмет исследования - методы, алгоритмы и аппаратно-программные комплексы длительного прикроватного неинвазивного мониторинга системы внешнего дыхания человека на основе электроимпедансной томографии.

Цели и задачи диссертационного исследования

Цель работы состоит в разработке взаимосвязанных методов и аппаратно-программных комплексов многочастотной электроимпедансной томографии (АПК МЧ ЭИТ), позволяющих выполнять персонализированный мониторинг СВД пациентов в пред- и послеоперационном периоде.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научно-технические задачи.

1) разработать теоретические основы персонализированного длительного прикроватного мониторинга внешнего дыхания человека на основе МЧ ЭИТ;

2) разработать методику моделирования процессов внешнего дыхания с помощью многокомпонентных конечно-элементных моделей области исследования;

3) разработать компьютерные и физические модели (фантомы) объектов для исследования новых алгоритмов и методов МЧ ЭИТ;

4) разработать метод подбора частоты инжектируемого тока для персонализации мониторинга состояния легких человека на основе МЧ ЭИТ;

5) разработать метод визуализации поля вентиляции легких при МЧ ЭИТ;

6) разработать метод визуализации поля перфузии тканей грудной полости при МЧ ЭИТ;

7) разработать принципы построения и алгоритмы функционирования АПК МЧ ЭИТ;

8) разработать новые типы ЭС для двухмерной и трехмерной МЧ ЭИТ легких человека;

9) выполнить экспериментально-клинические исследования (ЭКИ) предложенных в диссертационной работе новых научно обоснованных технических решений мониторинга СВД с целью проверки их работоспособности на базе медицинской организации, в том числе в отделении анестезиологии реанимации.

Решение поставленных задач и возможности получения запланированных результатов обеспечивается:

- применением фундаментальных законов теории электрического поля, теории измерений, теории биотехнических систем, теории планирования экспериментов, математической статистики, метрологии и обработки сигналов;

- всесторонним анализом текущего уровня, патентной ситуации, и нормативно-правовой

базы,

- применением численных методов решения систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений;

- критическим обсуждением основных результатов на всероссийских и международных научных конференциях, профильных выставках, ярмарках и круглых столах;

- экспертной оценкой предложенных научно-технических решений в рамках выполнения ряда фундаментальных и прикладных научных исследований и разработок, получением разрешений комитетов по этике на проведение научных исследований;

- проведением ЭКИ на базе медицинской организации в отделении анестезиологии реанимации, на малых и крупных лабораторных животных;

- технико-экономическим обоснованием разработки АПК МЧ ЭИТ легких человека, проведением маркетинговых исследований.

Методология и методы диссертационного исследования

Теоретическая часть диссертационной работы основана на применении методов решения обратных задач, математического и схемотехнического моделирования, системного анализа,

компьютерной визуализации, а также способов съема, регистрации, обработки, передачи, приема и анализа биомедицинских сигналов и данных.

Лабораторные экспериментальные исследования проводились с применением методов планирования эксперимента, методов математической статистики, регрессионного и корреляционного анализов.

Клинические исследования разработанных средств (алгоритмических и технических) выполнялись на базе федерального государственного бюджетного учреждения «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии" Минздрава России), г. Ростов-на-Дону, в отделении анестезиологии реанимации.

Технико-экономическое обоснование результатов диссертационного исследования, а также решение вопросов технологической подготовки производства и организации серийного выпуска изделия, а также внедрения клиническую практику выполнялись в том числе на базе Акционерного общества «Производственное объединение «Уральский оптико-механический завод» имени Э.С. Яламова» (АО «ПО «УОМЗ»), г. Екатеринбург.

Теоретические исследования и экспериментальные разработки проводились с применением таких современных специализированных программных пакетов и средств, как EIDORS, GNU Octave, STATISTICA, COMSOL Multiphysics, FEMM, MATLAB, DipTrace, MicroCap, Solidworks, Ultimaker Cura и др. Разработка программных продуктов осуществлялась на языках С++, JAVA, LabVIEW, Python.

Основные положения, выносимые на защиту

1) Теоретические основы персонализированного длительного прикроватного мониторинга системы внешнего дыхания человека на основе многочастотной электроимпедансной томографии, представляющие собой комплекс взаимосвязанных методов съема, передачи и обработки измерительной информации, позволяющие персонализировать процесс мониторинга.

2) Методика моделирования процессов внешнего дыхания на основе многокомпонентных компьютерных конечно-элементных моделей томографического сечения, позволяющая по плетизмограммам человека, записанным при различных режимах дыхания настроить модель под конкретные группы исследовательских испытаний, дифференцировать и персонализировать процессы в томографическом сечении.

3) Универсальные и анатомические модели (фантомы) объектов исследований, предназначенные для проведения физического эксперимента по моделированию различных неоднородностей в томографическом сечении.

4) Метод подбора частоты инжектируемого тока, позволяющий повысить чувствительность электроимпедансной томографии к визуализации внутренних структур в плоскости томографического сечения.

5) Методы выделения вентиляции и перфузии легких, позволяющие повысить корректность решения обратной задачи и достоверность их визуализации их в плоскости наложения электродной системы.

6) Принципы построения, структуры и алгоритмы функционирования аппаратно-программных комплексов многочастотной электроимпедансной томографии легких человека.

7) Аппаратно-программные комплексы многочастотной электроимпедансной томографии легких человека, отличающиеся различными функциональными возможностями и конструктивными особенностями.

8) Обоснование предложенных технических решений на основе результатов экспериментально-клинических исследований на базе медицинской организации на пациентах в отделении анестезиологии реанимации, на мелких и крупных лабораторных животных.

Научная новизна

1) Разработаны теоретические основы персонализированного длительного прикроватного мониторинга СВД на основе МЧ ЭИТ, позволяющие получить объективную информацию о глобальной и регионарной вентиляции, перфузии и коэффициенте «вентиляция/перфузия», отличающиеся тем, что до выполнения медицинских манипуляций в предоперационном периоде для пациента определяются индивидуальные параметры ЭИТ, которые далее учитываются во время операции при задании и корректировке режимов аппаратов ИВЛ и в послеоперационном периоде. Обеспечивается возможность мониторинга динамики изменения состояния легких и уменьшается риск получения и развития вентилятор-индуцированных повреждений (ВИПЛ).

2) Предложена методика моделирования процессов внешнего дыхания, заключающаяся в использовании многокомпонентных компьютерных конечно-элементных моделей томографического сечения, отличающаяся тем, что закон изменения поля проводимости может быть задан по плетизмограммам человека, записанным при различных режимах дыхания. Методика позволяет настроить модель под конкретные группы исследовательских испытаний, дифференцировать и персонализировать процессы в томографическом сечении.

3) Разработаны универсальные и анатомические модели (фантомы) объектов исследований, предназначенные для подключения к АПК МЧ ЭИТ легких человека с целью проведения физического эксперимента по моделированию различных неоднородностей в томографическом сечении, отличающиеся использованием разных типов электродов и конфигураций электродных систем (ЭС), а также возможностью управления регионарным

воздухонаполнением. Предложенные фантомы обеспечивают получение первичной измерительной информации (ПИИ) для последующей реконструкции поля проводимости и ее динамической визуализации.

4) Предложен метод подбора частоты инжектируемого тока для персонализации мониторинга на основе МЧ ЭИТ, заключающийся в расчете скорости изменения средних значений реконструированного поля проводимости для каждой частоты из заданного диапазона частот инжектируемого тока с последующим определением частоты, начиная с которой наблюдается наименьшая скорость изменения усредненных значений. Далее осуществляется перестройка параметров инжектирования на выбранную частоту и запускается основной процесс выполнения ЭИТ-исследования. Метод позволяет повысить чувствительность ЭИТ к визуализации внутренних структур в плоскости томографического сечения.

5) Предложены методы визуализации поля вентиляции и перфузии легких, отличающиеся тем, что перед реконструкцией поля изменения проводимости выполняется фильтрация измеренных напряжений с выделением вентиляционной и перфузионной составляющих, которые далее используется в качестве исходной информации для решения обратной задачи. Методы обеспечивают повышение достоверности визуализации поля вентиляции и перфузии легких в условиях высоких шумов измеренных напряжений между электродами на поверхности грудной клетки.

6) Разработаны принципы построения, структуры и алгоритмы функционирования АПК МЧ ЭИТ легких человека, позволяющие получить новый тип отечественных высокотехнологичных медицинских изделий, применение которых позволяет персонализировать тактику лечения.

Теоретическая значимость и практическая ценность работы

Разработки расширяют теоретическую базу и возможности применения ЭИТ в клинической практике. Предложенные методы и технические средства съема, регистрации, обработки передачи, приема и анализа первичной измерительной информации (ПИИ) вносят значительный вклад в развитие медицинского приборостроения страны. Полученные положительные результаты позволяют создать основу для создания нового типа медицинских изделий -отечественных АПК длительного прикроватного мониторинга СВД на основе МЧ ЭИТ, в том числе для больных, нуждающихся в внешней респираторной поддержке.

Результаты диссертационного исследования использованы при разработке и изготовлении линейки АПК МЧ ЭИТ легких человека, отличающихся различными конструктивными исполнениями, функциональными возможностями и массогабаритными параметрами. Проведенные лабораторные и экспериментально-клинические исследования показали высокую

эффективность и работоспособность предложенных научно обоснованных технических решений, и перспективность их дальнейшего применения в клинической практике. В частности, разработан и изготовлен опытный образец электроимпедансного томографа (ЭИТ-01) для мониторинга динамики изменения состояния легких пациентов, находящихся на ИВЛ, с соответствующими рабочей конструкторской и программной документациями. Выполнены клинические исследования на пациентах в отделениях анестезиологии реанимации. Исследованы возможности прибора в клинических условиях. Кроме того, выполнена интеграция в составе единого комплекса аппаратов ИВЛ и ЭИТ на всех уровнях: аппаратном, программном и конструктивном. Сформирована научно-технический задел по ряду перспективных направлений доработки КМИВЛ ЭИТ. Выполнены ЭИТ-исследования с одновременным проведением ИВЛ (на разных режимах) на живых биологических объектах.

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, их воспроизводимостью, обоснованностью принятых допущений, применением современной контрольно-измерительной аппаратуры и средств автоматизированного проектирования и прототипирования электронных узлов, блоков и корпусов изделий, согласованностью выводов диссертации с результатами известных работ, опубликованных ранее другими авторами, а также результатами экспериментально-клинических исследований в условиях медицинской организации (ФГБУ «НМИЦ онкологии» Минздрава России).

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Алексанян Грайр Каренович, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кассиль В.Л. Принципы механической вентиляции легких в интенсивной терапии / В.Л.Кассиль, А.А.Еременко, Ю.Ю.Савичева, М.А.Выжигина. - М. : МЕДпресс-информ, 2017. -488 с. : ил. ISBN 978-5-00030-507-2

2. Пульмонология : клинические рекомендации / под ред. А. Г. Чучалина, М. М. Ильковича. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009 - 928 с.

3. Wang, G., Zhang, L., Li, B., Niu, B., Jiang, J., Li, D., ... Weng, Y. (2021). The Application of Electrical Impedance Tomography During the Ventilator Weaning Process. International Journal of General Medicine, 14, 6875-6883. https://doi. org/10.2147/IJGM. S331772

4. Аврунин О.Г. Методы и средства функциональной диагностики внешнего дыхания / О.Г. Аврунин, Р.С. Томашевский, Х.И. Фартук. - Х.: ХНАДУ, 2015 - 208 с. ISBN 978-966-303548-2

5. Silva, P.L., Scharffenberg, M. & Rocco, P.R.M. Understanding the mechanisms of ventilator-induced lung injury using animal models. ICMx 11, 82 (2023). https://doi.org/10.1186/s40635-023-00569-5

6. Троян, В. Н. Лучевая диагностика органов грудной клетки / гл. ред. тома В. Н. Троян, А. И. Шехтер - Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 584 с. (серия "Национальные руководства по лучевой диагностике и терапии") - ISBN 978-5-9704-2870-2.

7. Мигунова Е.В., Тарабрин Е.А., Кудряшова Н.Е., Синякова О.Г., Карчевская Н.А., Петухова А.Г. и др. Вентиляционная и перфузионная сцинтиграфия после трансплантации легких. Трансплантология. 2020; 12(3):174-188. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2020-12-3-174-188

8. Арыстан А. Ж., Хамзина Е. Т., Бенберин В. В., Фетцер Д. В., Беленков Ю. Н. Ультразвуковое исследование легких: новые возможности для кардиолога. Кардиология.] 2020;60(1):81-92. https://doi.org/10.18087/cardio.20.1.n617

9. Adler, A., & Holder, D. (Eds.). (2021). Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications (2nd ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9780429399886

10. Электроимпедансная томография : [монография] / Я. С. Пеккер [и др.]; Сиб. гос. мед. ун-т, Науч.-исслед. ин-т кардиологии ТНЦ СО РАМН. - Томск : Изд-во НТЛ, 2004 (ОГУП Асиновская тип.). - 190 с. : ил.; 21 см.; ISBN 5-89503-220-6 (в пер.)

11. Heines SJH, Becher TH, van der Horst ICC, Bergmans DCJJ. Clinical Applicability of Electrical Impedance Tomography in Patient-Tailored Ventilation: A Narrative Review. Tomography. 2023 Oct 18;9(5):1903-1932. doi: 10.3390/tomography9050150.

12. Frerichs, Inez et al. "Chest electrical impedance tomography examination, data analysis, terminology, clinical use and recommendations: consensus statement of the TRanslational EIT developmeNt stuDy group." Thorax 72 (2016): 83 - 93.

13. Franchineau, Guillaume et al. "Electrical Impedance Tomography to Monitor Hypoxemic Respiratory Failure." American journal of respiratory and critical care medicine vol. 209,6 (2024): 670682. doi: 10.1164/rccm.202306-1118CI.

14. Rubin, Jonah N and Lorenzo Berra. "Electrical impedance tomography in the adult intensive care unit: clinical applications and future directions." Current Opinion in Critical Care 28 (2022): 292 - 301.

15. Chiumello D, Froio S, Bouhemad B, Camporota L, Coppola S. Clinical review: Lung imaging in acute respiratory distress syndrome patients--an update. Crit Care. 2013 Nov 18;17(6):243. doi: 10.1186/cc13114.

16. Yang L, Dai M, Li S, Wang H, Cao X, Zhao Z. Real-time assessment of global and regional lung ventilation in the anti-gravity straining maneuver using electrical impedance tomography. Comput Biol Med. 2021 Aug;135:104592. doi: 10.1016/j.compbiomed.2021.104592.

17. Slutsky AS, Ranieri VM. Ventilator-induced lung injury. N Engl J Med. 2013 Nov 28;369(22):2126-36. doi: 10.1056/NEJMra1208707. Erratum in: N Engl J Med. 2014 Apr 24;370(17):1668-9.

18. C. Dimas, V. Alimisis, N. Uzunoglu and P. P. Sotiriadis, "Advances in Electrical Impedance Tomography Inverse Problem Solution Methods: From Traditional Regularization to Deep Learning," in IEEE Access, vol. 12, pp. 47797-47829, 2024, doi: 10.1109/ACCESS.2024.3382939.

19. Кузьков В. В., Лапин К. С., Фот Е. В., Киров М. Ю. Вентилятор-ассоциированное повреждение легких в отделении интенсивной терапии и операционной - что нового? // Вестник анестезиологии и реаниматологии. - 2020. - Т. 17, №№ 5. - С. 47-61. DOI: 10.21292/2078-5658-202017-5-47-61

20. Tan, Zhangjun et al. "Research Trends and Hotspots of Medical Electrical Impedance Tomography Algorithms: A Bibliometric Analysis From 1987 to 2021." Cureus vol. 15,11 e49700. 30 Nov. 2023, doi:10.7759/cureus.49700

21. Wang, Zeying et al. "Data preprocessing methods for electrical impedance tomography: a review." Physiological measurement vol. 41,9 09TR02. 5 Oct. 2020, doi:10.1088/1361-6579/abb142

22. Yunjie Yang, Jiabin Jia; A multi-frequency electrical impedance tomography system for real-time 2D and 3D imaging. Rev. Sci. Instrum. 1 August 2017; 88 (8): 085110. https://doi.org/10.1063/L4999359

23. Qin, Shaojie et al. "Characteristics and topic trends on electrical impedance tomography hardware publications." Frontiers in physiology vol. 13 1011941. 13 Oct. 2022, doi:10.3389/fphys.2022.1011941

24. Yang, Yunjie, and Jiabin Jia. "A multi-frequency electrical impedance tomography system for real-time 2D and 3D imaging." The Review of scientific instruments vol. 88,8 (2017): 085110. doi:10.1063/1.4999359.

25. Li, Wensheng et al. "Electrical impedance tomography: a review on hardware systems and circuits." Biomedical physics & engineering express, 10.1088/2057-1976/ad13a9. 8 Dec. 2023, doi:10.1088/2057-1976/ad13a9

26. Buzkova, K. and K. Roubik, 2015.The effect of electrode belt size selection upon evaluation of the distribution of ventilation using electrical impedance tomography. E—Health and Bioengineering Conference, pp: 1—4.

27. Karsten, J., Stueber, T., Voigt, N., Teschner, E., &Heinze, H.,2016. Influence of different electrode belt positions on electrical impedance tomography imaging of regional ventilation: a prospective observational study. Critical care, 20(3).

28. Tomicic, Vinko, and Rodrigo Cornejo. "Lung monitoring with electrical impedance tomography: technical considerations and clinical applications." Journal of thoracic disease vol. 11,7 (2019): 3122-3135. doi:10.21037/jtd.2019.06.27

29. D. C. Barber and B. H. Brown, ''Applied potential tomography,'' J. Phys. E, Sci. Instrum., vol. 17, no. 9, pp. 723-733, Sep. 1984.

30. G. H. Golub, P. C. Hansen, and D. P. O'Leary, ''Tikhonov regularization and total least squares,'' SIAM J. Matrix Anal. Appl., vol. 21, no. 1, pp. 185-194, Jan. 1999.

31. B. Jin and P. Maass, ' 'An analysis of electrical impedance tomography with applications to Tikhonov regularization,'' ESAIM, Control, Optim. Calculus Variat., vol. 18, no. 4, pp. 1027-1048, Oct. 2012.

32. P. Hua, E. J. Woo, J. G. Webster, and W. J. Tompkins, ''Iterative reconstruction methods using regularization and optimal current patterns in electrical impedance tomography,'' IEEE Trans. Med. Imag., vol. 10, no. 4, pp. 621-628, 1991.

33. N. Polydorides, W. R. B. Lionheart, and H. McCann, ''Krylov subspace iterative techniques: On the detection of brain activity with electrical impedance tomography,'' IEEE Trans. Med. Imag., vol. 21, no. 6, pp. 596-603, Jun. 2002.

34. [32] A. Adler, J. H. Arnold, R. Bayford, A. Borsic, B. Brown, P. Dixon, T. J. C. Faes, I. Frerichs, H. Gagnon, Y. Garber, B. Grychtol, G. Hahn, W. R. B. Lionheart, A. Malik, R. P. Patterson, J. Stocks, A. Tizzard, N. Weiler, and G. K. Wolf, ''GREIT: A unified approach to 2D linear EIT reconstruction of lung images,'' Physiolog. Meas., vol. 30, no. 6, p. 35, Jun. 2009.

35. D. Isaacson, J. L. Mueller, J. C. Newell, and S. Siltanen, ''Reconstructions of chest phantoms by the D-bar method for electrical impedance tomography,'' IEEE Trans. Med. Imag., vol. 23, no. 7, pp. 821-828, Jul. 2004.

36. K. Knudsen, M. Lassas, J. L. Mueller, and S. Siltanen, ''Regularized D-bar method for the inverse conductivity problem,'' Inverse Problems Imag., vol. 35, no. 4, p. 599, 2009

37. A. Javaherian, M. Soleimani, K. Moeller, A. Movafeghi, and R. Faghihi, ' 'An accelerated version of alternating direction method of multipliers for TV minimization in EIT,'' Appl. Math. Model., vol. 40, nos. 21-22, pp. 8985-9000, Nov. 2016.

38. J. Wang, B. Han, and W. Wang, ''Elastic-net regularization for nonlinear electrical impedance tomography with a splitting approach,'' Applicable Anal., vol. 98, no. 12, pp. 2201-2217, Sep. 2019.

39. S. Osher and J. A. Sethian, ''Fronts propagating with curvature-dependent speed: Algorithms based on hamilton-jacobi formulations,'' J. Comput. Phys., vol. 79, no. 1, pp. 12-49, Nov. 1988.

40. D. Liu, D. Gu, D. Smyl, A. K. Khambampati, J. Deng, and J. Du, ''Shapedriven EIT reconstruction using Fourier representations,'' IEEE Trans. Med. Imag., vol. 40, no. 2, pp. 481-490, Feb. 2021

41. P. T. Hankare and A. N. Cheeran, "Effect of Mesh Elements and Hyper-parameter over 2-Dimensional Electrical Impedance Tomography Model," 2023 Fifth International Conference on Electrical, Computer and Communication Technologies (ICECCT), Erode, India, 2023, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICECCT56650.2023.10179768.

42. Большой атлас анатомии человека / пер. с англ. Ю. В. Букановой. - Москва: Астрель, Кладезь, 2013 — 192 с. ISBN 978-5-271-46019-7

43. Физиологические и патофизиологические аспекты внешнего дыхания / Л. О. Гуцол [и др.] ; ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России, Кафедра патологической физиологии с курсом клинической иммунологии, Кафедра нормальной физиологии. - Иркутск : ИГМУ, 2014 - 116 с.

44. Маршак М.Е. Регуляция дыхания у человека [Текст] / Акад. мед. наук СССР. Ин-т нормальной и патол. физиологии. - Москва : Медгиз, 1961. - 267 с. : ил.; 21 см.

45. Дыхательная система человека / [пер. с англ. О. И. Максименко]. - Москва : АСТ : Астрель, 2009. - 111 с. : ил.; 21 см.; ISBN 978-5-17-053279-7

46. Нормальная физиология: Учебник / Н.А. Агаджанян, В.М. Смирнов. - 3-е изд., испр. и доп. — М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство», 2012 - 576 с.: ил. ISBN 978-5-9986-0086-9

47. Чеснокова Н.П, Брилль Г.Е., Моррисон В.В., Понукалина Е.В., Полутова Н.В. Лекция 3 Физиологические механизмы нервной и гуморальной регуляции дыхания // Научное

обозрение. Mедицинские науки. - 2017. - № 2. - С. 36-39; URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=972 (дата обращения: 10.12.2023).

48. Физиология дыхания [Текст] / РАН. Отд-ние физиологии ; Отв. ред. И. С. Бреслав, Г.Г. Исаев. - СПб. : Наука, 1994. - 680 с. - (Основы современной физиологии). - ISBN 5-02-0259039 : Б. ц.

49. Адроге Г. Ж. Тобин M. Дж. Дыхательная недостаточность. - M.: Mедицина, 2003.

- 511 с. ISBN 5-225-03618-Х

50. Фундаментальная и клиническая физиология / под ред. А.Г. Камкина и А.А. Каминского.- M.: Издательский центр «Академия», 2004.- 1072 с.

51. Практическая пульмонология : руководство для врачей / под ред. В. В. Салухова, M. А. Харитонова. - Moсква : ГЭОTАР-Mедиа, 2020. - 416 с. : ил. - ISBN 978-5-9704-5780-1.

52. Большая медицинская энциклопедия [Текст] : [в 30 т.] / гл. ред. акад. Б. В. Петровский ; [Акад. мед. наук СССР]. Легочная вентиляция - 3-е изд. - Moсква : Сов. энциклопедия, 1974-1989. URL: https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%9B%D0%81%D0%93%D0%9E%D0%A7%D0%9D0/oD0%90%D0%AF %D 0%92%D0%95%D0%9D%D0%A2%D0%98%D0%9B%D0%AF%D0%A6%D0%98%D0%AF (дата обращения: 07.11.2023).

53. Фундаментальная и клиническая физиология / под ред. А.Г. Камкина и А.А. Каминского.- M.: Издательский центр «Академия», 2004.- 1072 с.

54. Вентиляционно-перфузионное отношение / Ж. К. Науменко, А. В. Черняк, Г. В. Неклюдова, А. Г. Чучалин // Практическая пульмонология. - 2018. - № 4. - С. 86-90.

55. Белебезьев Г.И, Козяр В.В. Физиология и патофизиология легких - К. : Ника-Центр, 2003 - 312 с. ISBN 966-521-198-6

56. Бреслав И.С. Паттерны дыхания.- Ленинград: Наука.-1984.-206 с.

57. Адроге Г.Дж., Тобин M.Дж. Дыхательная недостаточность. - M.: Mедицина, 2003.

- 511 с.

58. Власенко А. В., Евдокимов Е. А., Родионов Е. П. Современные принципы коррекции гипоксии при ОРДС различного генеза (часть 1) // Вестник анестезиологии и реаниматологии. - 2020. - Т. 17, № 3. - С. 61-78. DOI: 10.21292/2078-5658-2020-17-3-61-78

59. Liou, Theodore G, and Richard E Kanner. "Spirometry." Clinical reviews in allergy & immunology vol. 37,3 (2009): 137-52. doi:10.1007/s12016-009-8128-z

60. Criée, C P et al. "Body plethysmography--its principles and clinical use." Respiratory medicine vol. 105,7 (2011): 959-71. doi:10.1016/j.rmed.2011.02.006

61. DeVrieze BW, Modi P, Giwa AO. Peak Flow Rate Measurement. [Updated 2023 Jul 31]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459325/

62. Geppe N.A., Seliverstova N.A., Malyshev V.S., Utyusheva M.G., Starostina L.S., Ozerskaya I.V. Pulmonary bronchophonography in early-aged patients with bronchial asthma. PULMONOLOGIYA. 2008;(3):38-41. (In Russ.) https://doi.org/10.18093/0869-0189-2008-0-3-38-41

63. Савушкина, О. И. Теоретические, методические и клинические аспекты исследования диффузионной способности легких / О. И. Савушкина, Г. В. Неклюдова, А. В. Черняк // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2016. - № 59. - С. 119-124.

64. Импульсная осциллометрия в диагностике нарушений механики дыхания при хронической обструктивной болезни легких / О. И. Савушкина, А. В. Черняк, Е. В. Крюков [и др.] // Пульмонология. - 2020. - Т. 30, № 3. - С. 285-294. - DOI 10.18093/0869-0189-2020-30-3285-294

65. Ланге С., Уолш Дж. Лучевая диагностика заболеваний органов грудной клетки: Руководство: Атлас; пер. с англ. под ред. С.К. Тернового, А.И. Шехтера. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 432 с.

66. S. V. G, N. Ponraj and D. P. L, "Study on Public Chest X-ray Data sets for Lung Disease Classification," 2021 3rd International Conference on Signal Processing and Communication (ICPSC), Coimbatore, India, 2021, pp. 54-58, doi: 10.1109/ICSPC51351.2021.9451726.

67. Галкина Э.В., Горбунов А.В. Методы визуализации болезней легких у взрослых // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/5730 (дата обращения: 23.10.2023).

68. Васюков, П. А. Компьютерная томография в диагностике профессиональных заболеваний легких / П. А. Васюков, М. Ю. Вострокнутова, А. Г. Байкова // Медицина труда и промышленная экология. - 2019. - Т. 59, № 9. - С. 585. - DOI 10.31089/1026-9428-2019-59-9-585586

69. Seeram, Euclid. "Computed Tomography: A Technical Review." Radiologic technology vol. 89,3 (2018): 279CT-302CT.

70. Бронов О.Ю., Китаев В.М., Пихута Д.А., Филиппов Ю.А. Первый опыт применения двухэнергетической КТ с инертным газом с ксеноном у пациентов с патологией легких. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова 2017, т. 12, № 4, часть 2 - с.27-30

71. Young, Heather M et al. "Technical Note: Volumetric computed tomography for radiotherapy simulation and treatment planning." Journal of applied clinical medical physics vol. 22,8 (2021): 295-302. doi:10.1002/acm2.13336

72. Siddharthan, T., Grealis, K., Kirkness, J.P. et al. Quantifying ventilation by X-ray velocimetry in healthy adults. Respir Res 24, 215 (2023). https://doi.org/10.1186/s12931 -023 -02517-z

73. Kirkness, Jason P et al. "Association of x-ray velocimetry (XV) ventilation analysis compared to spirometry." Frontiers in medical technology vol. 5 1148310. 22 Jun. 2023, doi:10.3389/fmedt.2023.1148310

74. Лишманов Ю.Б., Кривоногов Н.Г., Агеева Т.С., Дубоделова А.В., Мишустина Е.Л. Основные показатели вентиляционно-перфузионной сцинтиграфии легких у здоровых лиц. Вестник рентгенологии и радиологии. 2007;(6):34-39

75. Совершенствование методов контроля радиоактивных веществ в газовоздушной с реде при эксплуатации ядерных реакторов : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.01 / Васянович Максим Евгеньевич; [Место защиты: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина]. - Екатеринбург, 2019. - 109 с.

76. Кривоногов Н.Г. Радионуклидная диагностика в пульмонологии / Н.Г. Кривоногов, К.В. Завадковский // Радионуклидная диагностика для практических врачей; Под ред. Ю.Б. Лишманова, В.И. Чернова. - Томск STT, 2004. - С. 138-156

77. Sperandeo, Marco et al. "Transthoracic ultrasound in the assessment of pleural and pulmonary diseases: use and limitations." La Radiologia medica vol. 119,10 (2014): 729-40. doi:10.1007/s11547-014-0385-0

78. Филатова Т.И. Информативность компьютерной и магнитно-резонансной томографии в диагностике энтерогенных кист средостения // Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2013. № 2. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/informativnost-kompyuternoy-i-magnitno-rezonansnoy-tomografiiv-diagnostike-enterogennyh-kist-sredosteniya (Date of Access: 12.05.2022)

79. Z. Liu, H. Gu, Z. Chen, P. Bagnaninchi and Y. Yang, "Dual-Modal Image Reconstruction for Electrical Impedance Tomography With Overlapping Group Lasso and Laplacian Regularization," in IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 70, no. 8, pp. 2362-2373, Aug. 2023, doi: 10.1109/TBME.2023.3243781

80. Q. Wang, W. Cai, X. Li, X. Duan and J. Wang, "Study on 3D Electrical Impedance Imaging of Pulmonary Respiration Based on Laplacian Regularization Algorithm," 2023 3rd International Conference on Frontiers of Electronics, Information and Computation Technologies (ICFEICT), Yangzhou, China, 2023, pp. 204-209, doi: 10.1109/ICFEICT59519.2023.00043.

81. Zong, Z., Wang, Y., and Wei, Z. (2020). A review of algorithms and hardware implementations in electrical impedance tomography (invited). Prog. Electromagnetics Res. 169, 5971. doi:10.2528/pier20120401

82. Li, Zhe et al. "Emerging Trends and Hot Spots of Electrical Impedance Tomography Applications in Clinical Lung Monitoring." Frontiers in medicine vol. 8 813640. 31 Jan. 2022, doi :10.3389/fmed.2021.813640

83. Katzer, Katrin et al. "Electrical Impedance Tomography (EIT) in a Patient Suffering from Post-COVID Syndrome with Dyspnea: A Case Report." Diagnostics (Basel, Switzerland) vol. 12,10 2284. 21 Sep. 2022, doi:10.3390/diagnostics12102284

84. F. Zouari et al., "Global and regional lung function assessment using portable electrical impedance tomography (EIT) system: clinical study," 2023 45th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), Sydney, Australia, 2023, pp. 1-4, doi: 10.1109/EMBC40787.2023.10340136.

85. Leonhardt S., Lachmann B. Electrical impedance tomography: The holy grail of ventilation and perfusion monitoring // Intensive Care Medicine. - 2012. - Т.38, №12. - С.1917-1929

86. Khan TA, Ling SH. Review on Electrical Impedance Tomography: Artificial Intelligence Methods and its Applications. Algorithms. 2019; 12(5):88. https://doi.org/10.3390/a12050088

87. V. K. Tiwari, M. Meribout, L. Khezzar, K. Alhammadi and M. Tarek, "Electrical Tomography Hardware Systems for Real-Time Applications: a Review," in IEEE Access, vol. 10, pp. 93933-93950, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3203584.

88. Pennati, Francesca et al. "Electrical Impedance Tomography: From the Traditional Design to the Novel Frontier of Wearables." Sensors (Basel, Switzerland) vol. 23,3 1182. 20 Jan. 2023, doi:10.3390/s23031182

89. Bachmann, M.C., Morais, C., Bugedo, G. et al. Electrical impedance tomography in acute respiratory distress syndrome. Crit Care 22, 263 (2018). https://doi.org/10.1186/s13054-018-2195-6

90. Березовский, В.А. Биофизические характеристики тканей человека : Справочник / В. А. Березовский, Н. Н. Колотилов. - Киев : Наук. думка, 1990. - 222 с. ISBN 5-12-001374-0

91. Z. Lin et al., "Joint Inversion of Electrical Impedance, Microwave and Ultrasonic Data With Structural Feature Fusion for Human Thorax Imaging," 2023 IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO), Winnipeg, MB, Canada, 2023, pp. 28-31, doi: 10.1109/NEM056117.2023.10202474.

92. Z. Li, J. Zhang, D. Liu and J. Du, "CT Image-Guided Electrical Impedance Tomography for Medical Imaging," in IEEE Transactions on Medical Imaging, vol. 39, no. 6, pp. 1822-1832, June 2020, doi: 10.1109/TMI.2019.2958670.

93. Z. Lin et al., "Joint Inversion of Electrical Impedance, Microwave and Ultrasonic Data With Structural Feature Fusion for Human Thorax Imaging," 2023 IEEE MTT-S International Conference on Numerical Electromagnetic and Multiphysics Modeling and Optimization (NEMO), Winnipeg, MB, Canada, 2023, pp. 28-31, doi: 10.1109/NEMO56117.2023.10202474.

94. Shi, Yan et al. "The Research Progress of Electrical Impedance Tomography for Lung Monitoring." Frontiers in bioengineering and biotechnology vol. 9 726652. 1 Oct. 2021, doi:10.3389/fbioe.2021.726652

95. Система электро-импедансной визуализации лёгких PulmoVista® 500 // Drager URL: https://www.draeger.com/ru_ru/Products/PulmoVista-500 (дата обращения: 01.01.2022).

96. Коломиец, В. Я. Электроимпедансная томография -новый метод респираторного мониторинга / В. Я. Коломиец // Поликлиника. - 2013. - № 1-2. - С. 34-35.

97. Интегрированный в аппарат ИВЛ томограф Elisa 800 VIT // https://www.timpelmedical.com/ URL: https://hul.de/ru/produkt/elisa-800-vit-4/ (дата обращения: 01.02.2022).

98. Электроимпедансный томограф ENLIGHT 2100 // Timpel medical URL: https://www.timpelmedical.com/ (дата обращения: 01.03.2022).

99. Электроимпедансный томограф LuMon™ // Sentec URL: https://www.sentec.com (дата обращения: 01.04.2022).

100. Электроимпедансный томограф AirTom® // BiLab URL: bilabhealthcare.com (дата обращения: 01.07.2022).

101. O. Bader, N. E. B. Amara and O. Kanoun, "Realistic 2D Model of the Human Thorax for Electrical Impedance Tomography," 2022 International Workshop on Impedance Spectroscopy (IWIS), Chemnitz, Germany, 2022, pp. 70-74, doi: 10.1109/IWIS57888.2022.9975137.

102. P. A. Artakovich, N. A. Petrovich and V. A. Kuzmich, "Electrical Impedance Tomography Data Acquisition Emulation," 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), Yekaterinburg, Russia, 2020, pp. 44-47, doi: 10.1109/USBEREIT48449.2020.9117667.

103. Метод и система мониторинга вентиляционной функции легких человека на основ е электроимпедансной томографии : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.17 / Кучер Артем Игоревич; [Место защиты: Юж. федер. ун-т]. - Новочеркасск, 2018. - 167 с.

104. P. T. Cheung, F. Zouari, A. Touboul, V. Sin, E. C. Wong and R. W. Chan, "3D EIT Enables Global and Regional Spirometric Lung Function Assessment," TENCON 2022 - 2022 IEEE Region 10 Conference (TENCON), Hong Kong, Hong Kong, 2022, pp. 1-6, doi: 10.1109/TENTON55691.2022.9978086.

105. Cheng, Kuo-Sheng et al. "Separation of Heart and Lung-related Signals in Electrical Impedance Tomography Using Empirical Mode Decomposition." Current medical imaging vol. 18,13 (2022): 1396-1415. doi:10.2174/1573405618666220513130834

106. S. Zhang et al., "Computation of a 3-D Model for Lung Imaging With Electrical Impedance Tomography," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 48, no. 2, pp. 651-654, Feb. 2012, doi: 10.1109/TMAG.2011.2174779.

107. L. Lu, L. Liu and C. Hu, "Analysis of the electrical impedance tomography algorithm based on finite element method and Tikhonov regularization," 2014 International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition, Lanzhou, China, 2014, pp. 36-42, doi: 10.1109/ICWAPR.2014.6961287.

108. Bader, M. Hafsa, N. E. Ben Amara and O. Kanoun, "Two-Dimensional Forward Modeling for Human Thorax Imaging Based on Electrical Impedance Tomography," 2021 International Workshop on Impedance Spectroscopy (IWIS), Chemnitz, Germany, 2021, pp. 114-117, doi: 10.1109/IWIS54661.2021.9711764.

109. X. Liu, J. Yao, T. Zhao, H. Obara, Y. Cui and M. Takei, "Image Reconstruction Under Contact Impedance Effect in Micro Electrical Impedance Tomography Sensors," in IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 12, no. 3, pp. 623-631, June 2018, doi: 10.1109/TBCAS.2018.2816946.

110. B. Grychtol and A. Adler, "FEM electrode refinement for electrical impedance tomography," 2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), Osaka, Japan, 2013, pp. 6429-6432, doi: 10.1109/EMBC.2013.6611026.

111. S. Aguiar Santos, T. Schlebusch and S. Leonhardt, "Simulation of a current source with a cole-cole load for multi-frequency electrical impedance tomography," 2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), Osaka, Japan, 2013, pp. 6445-6448, doi: 10.1109/EMBC.2013.6611030.

112. Ahn, Sujin et al. "Validation of weighted frequency-difference EIT using a three-dimensional hemisphere model and phantom." Physiological measurement vol. 32,10 (2011): 1663-80. doi:10.1088/0967-3334/32/10/013

113. Schullcke, B et al. "Ventilation inhomogeneity in obstructive lung diseases measured by electrical impedance tomography: a simulation study." Journal of clinical monitoring and computing vol. 32,4 (2018): 753-761. doi:10.1007/s10877-017-0069-0

114. B. Schullcke, S. Krueger-Ziolek, B. Gong, K. Moeller. A simulation study on the ventilation inhomogeneity measured with Electrical Impedance Tomography. (2017) IFAC-PapersOnLine 50(1):8781-8785.

115. S. Aguiar Santos, T. Schlebusch and S. Leonhardt, "Simulation of a current source with a cole-cole load for multi-frequency electrical impedance tomography," 2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), Osaka, Japan, 2013, pp. 6445-6448, doi: 10.1109/EMBC.2013.6611030.

116. Y. Wang, Q. Wang, S. Ren and F. Dong, "A complete sensor model for miniscopic electrical impedance tomography," 2018 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), Houston, TX, USA, 2018, pp. 1-6, doi: 10.1109/I2MTC.2018.8409541.

117. Y. Wu et al., "A Thorax-Like Mesh Phantom for Testing Electrical Impedance Tomography System Performance," 2021 19th IEEE International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS), Toulon, France, 2021, pp. 1-4, doi: 10.1109/NEWCAS50681.2021.9462740.

118. Wangzilu Lu, Qianyu Guo, Jiajie Huang, Yan Wu, Chao Wang, Jian Zhao, Yongfu Li, "Design Automation of a Dynamic Thorax-Like Mesh Phantom for Evaluating the Performance of Electrical Impedance Tomography System", IEEE Open Journal of Instrumentation and Measurement, vol.1, pp.1-9, 2022

119. M. Hafsa, O. Bader, Z. Hu, N. E. Ben Amara and O. Kanoun, "3D Image Reconstruction based on Electrical Impedance Tomography Measurements using a Gauss-Newton Algorithm," 2021 International Workshop on Impedance Spectroscopy (IWIS), Chemnitz, Germany, 2021, pp. 118-122, doi: 10.1109/IWIS54661.2021.9711761.

120. L. Yang, S. Yue, Z. Wang, X. Liu and H. Wang, "3D Printed Chest Models with Realistic Shape and Electrical Property for Electrical Impedance Tomography," 2019 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), Auckland, New Zealand, 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/I2MTC.2019.8826914.

121. A. H. Abdul Salam, Z. Nurul Farha, J. Mohd Najeb, A. Muhammad Amir, P. Jaysuman and M. L. Hadafi Fitri, "16 by 3 Electrodes Electrical Impedance Tomography System Implementation on Cylindrical Phantom Design and Development," 2020 IEEE-EMBS Conference on Biomedical Engineering and Sciences (IECBES), Langkawi Island, Malaysia, 2021, pp. 560-564, doi: 10.1109/IECBES48179.2021.9398790.

122. M. Beigzadeh and V. R. Nafisi, "Introducing a respiratory phantom device with the ability of recording electrical impedance tomography: a step towards the real-time intelligent monitoring of lung aeration," 2023 30th National and 8th International Iranian Conference on Biomedical Engineering (ICBME), Tehran, Iran, Islamic Republic of, 2023, pp. 301-306, doi: 10.1109/ICBME61513.2023.10488493.

123. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. 5-е изд. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин // Т. 2. - СПБ.: Питер, 2009. - 432 с.

124. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. - М.: Наука, 1982. -624 с. - («Теоретическая физика», том VIII).

125. Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов. 5-е изд. Т. 1. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин. - СПБ.: Питер, 2009. - 512 с.

126. Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. - М.: Наука, 1970. - 512 с.

127. Adler A., Lionheart W.R.B. Uses and abuses of EIDORS: an extensible software base for EIT // Physiological Measurement. - 2006. - S. 27, № 5. - С. 2542.

128. Madenci E., Guven I. The Finite Element Method and Applications in Engineering Using ANSYS®, 2015, Изд-во: Springer, 650 c.

129. Dokos S. Modelling Organs, Tissues, Cells and Devices: Using MATLAB and COMSOL Multiphysics, 2017, Изд-во: Springer, 341 c.

130. 1

131. Liu B., Yang B. , Xu C. , Xia J., Dai M. , Ji Z., You F., Dong X. , Shi X., Fu F. pyEIT: A python based framework for Electrical Impedance Tomography // SoftwareX, 2018, №7, С. 304-308.

132. Langtangen H.P., Logg A. Solving PDEs in Python: The FEniCS Tutorial I, 2018, Изд-во: Springer, 148 c.

133. J. Garrett and E. Fear, "Stable and Flexible Materials to Mimic the Dielectric Properties of Human Soft Tissues," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, pp. 599-602, 2014, doi: 10.1109/LAWP.2014.2312925

134. M. Zheng and B. Ibrahim, "Performance Prediction, Sensitivity Analysis and Parametric Optimization of Electrical Impedance Tomography Using A Bioelectrical Tissue Simulation Platform," 2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), Mexico, 2021, pp. 2864-2870, doi: 10.1109/EMBC46164.2021.9629786

135. Алексанян, Г. К. Построение модели грудной клетки человека в пакетеконечноэлементного анализа femm / Г. К. Алексанян, Д. Н. Черноиван, П. А. Денисов // Моделирование. Теория, методы и средства : Материалы 16-ой Международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию Южно-Российского государственного политехнического университета (НИИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, 06-07 декабря 2016 года. - Новочеркасск: ООО "Лик", 2016.

136. Алексанян, Г. К. Моделирование объектов в Femm сприменением octave для решения прямых задач двумерной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер // Моделирование. Теория, методы и средства : Материалы 16-ой Международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию Южно-Российского государственного политехнического университета (НИИ) имени М.И. Платова, Новочеркасск, 06-07 декабря 2016 года. - Новочеркасск: ООО "Лик", 2016. - С. 327-328.

137. Алексанян, Г. К. Исследование применимости натурно-модельного подхода для задач реконструкции поля проводимости при многочастотной электроимпедансной томографии

/ Г. К. Алексанян, П. А. Денисов, А. И. Кучер // Фундаментальные исследования. - 2016. - № 115. - С. 895-899.

138. Алексанян, Г. К. Методика оценки применимости стационарной математической модели для задач многочастотной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, П. А. Денисов, Д. Н. Черноиван // Современные наукоемкие технологии. - 2017. - № 1. - С. 7-11.

139. Кучер, А. И. Численное моделирование процесса мониторинга изменения проводимости грудной полости человека методом электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков // Современные проблемы физико-математических наук : Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием: в 2 частях, Орел, 22-25 ноября 2018 года / Под общ. ред. Т.Н. Можаровой. Том Часть 1. - Орел: Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева, 2018. - С. 356-360.

140. Principles and methods of biological objects internal structures identification in multifrequency electrical impedance tomography based on natural-model approach / G. K. Aleksanyan, P. A. Denisov, N. I. Gorbatenko [et al.] // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2018. - Vol. 13, No. 23. - P. 10028-10036. - DOI 10.3923/jeasci.2018.10028.10036.

141. Применение средств трехмерного моделирования в среде Comsol Multiphysics для задач обучения основам электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Ю. К. Ланкина, И. Д. Щербаков, Г. К. Алексанян // Успехи современной науки и образования. - 2018. - № 4. - С. 4549.

142. Создание трехмерной физической модели грудной полости человека для задач электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, А. И. Кучер, Ю. К. Ланкина // Фундаментальные основы, теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики : Материалы 18-ой Международной молодежной научно-практической конференции, Новочеркасск, 28-30 августа 2017 года. - Новочеркасск: ООО "Лик", 2017. - С. 19-23

143. Development and Research of a Current Source for Electrical Impedance Tomography / G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko, A. I. Kucher [et al.] // International Journal of Engineering and Advanced Technology. - 2019. - Vol. 9, No. 2. - P. 3816-3819. - DOI 10.35940/ijeat.B4086.129219.

144. Yasin, Mamatjan et al. "Evaluation of EIT system performance." Physiological measurement vol. 32,7 (2011): 851-65. doi:10.1088/0967-3334/32/7/S09

145. F. Zouari et al., "Standalone electrical impedance tomography predicts spirometry indicators and enables regional lung assessment," 2022 44th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), Glasgow, Scotland, United Kingdom, 2022, pp. 3277-3280, doi: 10.1109/EMBC48229.2022.9871104.

146. P. T. Cheung, F. Zouari, A. Touboul, V. Sin, E. C. Wong and R. W. Chan, "3D EIT Enables Global and Regional Spirometric Lung Function Assessment," TENCON 2022 - 2022 IEEE

Region 10 Conference (TENCON), Hong Kong, Hong Kong, 2022, pp. 1-6, doi: 10.1109/TENCON55691.2022.9978086.

Приложение А (справочное)

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации

Статьи в научных изданиях, входящих в Перечень ВАК, Scopus, Web of Science, RSCI

А1. Aleksanyan, G. K. Modern trends in development of electrical impedance tomography in medicine / G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko, A. D. Tarasov // Biosciences Biotechnology Research Asia. - 2014. -Vol. 11. - P. 85-91. - DOI 10.13005/bbra/1444.

А2. Aleksanyan, G. K. Development of hardware-software complex for electrical impedance tomography of biological objects / G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko, A. D. Tarasov // Research Journal of Applied Sciences. - 2014. - Vol. 9, No. 12. - P. 1030-1033. - DOI 10.3923/rjasci.2014.1030.1033.

А3. Development of principles of computer appliance functioning, determination of characteristics of the biological object / A. M. Lankin, M. V. Lankin, G. K. Aleksanyan, N. D. Narakidze // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - Vol. 10, No. 3. - P. 6489-6498.

А4. Aleksanyan, G. K. Development and production of multi-layered electrode system for electrical impedance tomography devices / G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko, A. I. Kucher // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - Vol. 10, No. 19. - P. 40580-40584.

А5. Developing principles and functioning algorithms of the hardware-software complex for electrical impedance tomography of biological objects / G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko, A. I. Kucher [et al.] // Biosciences Biotechnology Research Asia. - 2015. - Vol. 12. - P. 709-718. - DOI 10.13005/bbra/2087.

А6. Development of a Computer-Based Stand for Testing Algorithms of Electrical Impedance Tomography / D. Shaykhutdinov, N. Gorbatenko, G. Aleksanyan [et al.] // Research Journal of Applied Sciences. - 2015. - Vol. 10, No. 4. - P. 173-175. (Q3).

А7 Design of software and experimental setup for reconstruction and visualization of internal structures of conductive bodies / G. K. Aleksanyan, A. I. Kucher, A. D. Tarasov [et al.] // International Journal of Soft Computing. - 2015. - Vol. 10, No. 6. - P. 462-467.

А8. Application of natural and model experiment methodology in two-dimensional electrical impedance tomography / G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko, V. V. Grechikhin [et al.] // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2016. - Vol. 11, No. 9. - P. 5871-5875. (Q3).

А9. Aleksanyan, G. K. Feature research of using current source in 2-dimensional and 3-dimensional multifrequency electrical impedance tomography devices / G. K. Aleksanyan, I. D. Shcherbakov, A. I. Kucher // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2017. - Vol. 12, No. 3. -P. 587-592. - DOI 10.3923/jeasci.2017.587.592. (Q3).

A10. Aleksanyan, G. K. Research of the multi-frequency electrical impedance tomography using possibility for specific physiological processes monitoring tasks / G. K. Aleksanyan, A. I. Kucher, I. D. Shcherbakov // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2017. - Vol. 12, No. 16. - P. 42514258. - DOI 10.3923/jeasci.2017.4251.4258. (Q3).

A11. Experimental research the human body impedance in the chest area depending the frequency of the injected current / G. K. Aleksanyan, I. D. Shcherbakov, A. I. Kucher, V. V. Demyanov // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2017. - Vol. 12, No. 8. - P. 2129-2137. -DOI 10.3923/jeasci.2017.2129.2137. (Q3).

A12. Principles and methods of biological objects internal structures identification in multifrequency electrical impedance tomography based on natural-model approach / G. K. Aleksanyan, P. A. Denisov, N. I. Gorbatenko [et al.] // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2018. - Vol. 13, No. 23. - P. 10028-10036. - DOI 10.3923/jeasci.2018.10028.10036. (Q3).

A13. Determination of the Output Impedance of the Injecting Current Source for Electrical Impedance Tomography / G. K. Aleksanyan, I. D. Shcherbakov, A. I. Kucher, N. I. Gorbatenko // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2019. - Vol. 14, No. 19. - P. 7105-7109. -DOI 10.36478/JEASCI.2019.7105.7109. (Q3).

A14. Development of the web portal for research support in the area of electrical impedance tomography / G. Aleksanyan, A. Katsupeev, A. Sulyz [et al.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2019. - Vol. 6, No. 2-102. - P. 6-14. - DOI 10.15587/1729-4061.2019.184318. (Q2)

A15. Study of graphics libraries related to the problem of visualization of electrical impedance tomography images / A. Katsupeev, G. Aleksanyan, E. Kombarova, R. Polyakov // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2019. - Vol. 4, No. 2-106. - P. 44-54. - DOI 10.15587/17294061.2020.210523. (Q3).

A16. Aleksanyan, G. Development Of An Algorithm For Selecting The Required Frequency Of Injected Current For Multifrequency Electrical Impedance Tomography For Tasksrelated To Preoperative Monitoring Of Human Lung Function / G. Aleksanyan // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2021. - Vol. 3, No. 5-111. - P. 25-38. - DOI 10.15587/17294061.2021.234767. (Q2).

A17. Aleksanyan, G. Designing A Bench For Testing Medically And Technically An Information And Measuring System For Multi-Frequency Electrical Impedance Tomography Of Human Lungs / G. Aleksanyan // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2021. - Vol. 4, No. 5-112. - P. 27-40. - DOI 10.15587/1729-4061.2021.237529. (Q2).

A18. Aleksanyan, G. Experimental Dependences of Measurement Data On The Volume Of Inhaled Air In Multi-Frequency Electrical Impedance Tomography / G. Aleksanyan // Eastern-European

Journal of Enterprise Technologies. - 2021. - Vol. 5, No. 5-113. - P. 39-50. - DOI 10.15587/17294061.2021.241769. (Q2).

А19. Перегородиев, Д. Е. Особенности работы с сетевыми соединениями при разработке iOS-приложения для удаленного взаимодействия с устройством электроимпедансной томографии / Д. Е. Перегородиев, А. А. Кацупеев, Г. К. Алексанян // Прикладная информатика. - 2023. - Т. 18, № 4(106). - С. 64-75. - DOI 10.37791/2687-0649-2023-18-4-64-75 (RSCI).

А20. Метод определения линейных размеров объектов для электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, В. В. Гречихин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2023. - Т. 66, № 4. - С. 98-104. - DOI 10.17213/0136-3360-2023-4-98-104 (RSCI).

Публикации в изданиях (материалах конференции), индексируемых в международных базах данных SCOPUS и Web of Science

А21. Method of lungs regional ventilation function assessment on the basis of continuous lung monitoring results using multi-angle electrical impedance tomography / G. Aleksanyan, I. Shcherbakov, A. Kucher, A. Sulyz // AIP Conference Proceedings : International Conference on Electrical, Electronics, Materials and Applied Science. - 2018. - Vol. 1952. - P. 020105. - DOI 10.1063/1.5032067.

А22. Development of the algorithm of measurement data and tomographic section reconstruction results processing for evaluating the respiratory activity of the lungs using the multi-angle electric impedance tomography / G. Aleksanyan, I. Shcherbakov, A. Kucher, A. Sulyz // AIP Conference Proceedings : International Conference on Electrical, Electronics, Materials and Applied Science. - 2018. - Vol. 1952. - P. 020102. -DOI 10.1063/1.5032064.

А23. Research of the conductivity of organic and inorganic media in multi-angle multi-frequency electrical impedance tomography / G. Aleksanyan, I. Shcherbakov, A. Kucher, M. Priyma // MATEC Web of Conferences. - 2017. - Vol. 132. - P. 04008. - DOI 10.1051/matecconf/201713204008.

А24. Hardware in the loop simulation of objects internal structures inhomogeneities in multi-angle electrical impedance tomography / G. Aleksanyan, N. Gorbatenko, A. Kucher, I. Shcherbakov // MATEC Web of Conferences. - 2017. - Vol. 132. - P. 04007. - DOI 10.1051/matecconf/201713204007.

А25. Assessment of the sensitivity of multi-angle electrical impedance tomography to heterogeneous formations / G. Aleksanyan, I. Shcherbakov, A. Kucher, I. A. Balushi // AIP Conference Proceedings : International Conference on Electrical, Electronics, Materials and Applied Science.- 2018. - Vol. 1952. -P. 020114. - DOI 10.1063/1.5032076.

А26. Development of software monitoring module for multi-angle electric impedance tomography method research / G. K. Aleksanyan, I. D. Shcherbakov, A. I. Kucher, A. V. Sulyz // MATEC Web of Conferences. - 2018. - Vol. 226. - P. 02024. - DOI 10.1051/matecconf/201822602024.

А27. Development of a power supply for multi-angle electric impedance tomography complex / G. K. Aleksanyan, I. D. Shcherbakov, A. I. Kucher, E. A. Volchenkov // MATEC Web of Conferences. - 2018. -Vol. 226. - P. 02025. - DOI 10.1051/matecconf/201822602025.

А28. Integration principles of the electrical impedance tomography module with a lung ventilator / N. I. Gorbatenko, A. A. Katsupeev, G. K. Aleksanyan [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. - 2020. -Vol. 1679, № 3. - P. 32080. - DOI 10.1088/1742-6596/1679/3/032080.

А29. Software Development for the Prototype of the Electrical Impedance Tomography Module in C++ / A. A. Katsupeev, G. K. Aleksanyan, N. I. Gorbatenko [et al.] // Lecture Notes in Networks and Systems. - 2021. - Vol. 173 LNNS. - P. 729-737. - DOI 10.1007/978-981-33-4305-4_53.

А30. General approach to reduce the influence of conductivity field reconstruction artifacts in electrical impedance tomography systems / G. Aleksanyan, A. Katsupeev, D. Peregorodiev, V. Kucherov // AIP Conference Proceedings : Proceedings II International Scientific Conference on Advances in Science, Engineering and Digital Education (ASEDU-II-2021). - 2022. - Vol. 2647, № 1. - P. 30046. -DOI 10.1063/5.0104223.

A31. Algorithm for determining the measurement signal amplitude values in conditions of interference in electrical impedance tomography / G. K. Aleksanyan, I. D. Shcherbakov, G. A. Stolbovoy, N. S. Elkin // AIP Conference Proceedings : Proceedings II International Scientific Conference on Advances in Science, Engineering and Digital Education (ASEDU-II-2021). - 2022. - Vol. 2647, № 1. - P. 30055. -DOI 10.1063/5.0117782.

A32. Aleksanyan, G. Technique for estimating the time spent on measuring and computing process in three-dimensional electrical impedance tomography / G. Aleksanyan, A. Kucher, I. Shcherbakov // E3S Web of Conferences : EBWFF 2023 - International Scientific Conference Ecological and Biological Well-Being of Flora and Fauna (Part 1). - 2023. - Vol. 420. - P. 05002. - DOI 10.1051/e3sconf/202342005002.

A33. Aleksanyan, G. Methodology for assessing the energy consumption of three-dimensional electrical impedance tomography technical means / G. Aleksanyan, A. Kucher, I. Shcherbakov // E3S Web of Conferences : EBWFF 2023 - International Scientific Conference Ecological and Biological Well-Being of Flora and Fauna (Part 1). - 2023. - Vol. 420. - P. 05003. - DOI 10.1051/e3sconf/202342005003.

A34. Aleksanyan, G. Development of the method for determining electrode location and placement on the patient's body in the EIT / G. Aleksanyan, A. Kucher, A. Katsupeev // BIO Web of Conferences. - 2024. -Vol. 84. - Art. no 03003. - DOI 10.1051/bioconf/20248403003.

A35. Aleksanyan, G. Development of algorithms for assessing the regional distribution of respiratory activity parameters based on the analysis of EIT results / G. Aleksanyan, N. Gorbatenko, A. Kucher, A. Katsupeev // BIO Web of Conferences. - 2024. - Vol. 84. - Art. no 03002. - DOI 10.1051/bioconf/20248403002.

A36. Aleksanyan, G. Development of methods and algorithms for calculating ventilation and perfusion in the EIT/ G. Aleksanyan, N. Gorbatenko, A. Kucher, A. Katsupeev // BIO Web of Conferences. - 2024. -Vol. 84. - Art. no 03001. - DOI 10.1051/bioconf/20248403001.

Статьи в журналах, индексированных в РИНЦ

А37. Алгоритмы функционирования аппаратной части информационно-измерительной системы электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, И. Д. Щербаков, М. В. Щербакова // Современные наукоемкие технологии. - 2018. - № 11-2. - С. 163-167.

А38. Разработка модуля хранения, учета и визуализации результатов реконструкции в составе информационно-измерительной системы электроимпедансной томографии / И. Д. Щербаков, Г. К. Алексанян, М. В. Щербакова, А. В. Сулыз // Современные наукоемкие технологии. - 2018. - № 122. - С. 392-397.

А39. Алгоритмы передачи измерительных данных в устройствах двумерной и трехмерной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, И. Д. Щербаков, Е. А. Моряхин // Современные наукоемкие технологии. - 2019. - № 1. - С. 9-13.

А40. Кучер, А. И. Исследование помехоустойчивости методов оценки функционального состояния внутренних структур биологических объектов при электроимпедансной томографии (на примере легких человека) / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков // Современные наукоемкие технологии. - 2019. - № 2. - С. 100-104.

А41. Алексанян, Г. К. Функциональный анатомический макет грудной полости и легких человека для многоракурсной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, А. И. Кучер // Современные наукоемкие технологии. - 2019. - № 12-1. - С. 14-19. - DOI 10.17513/snt.37825.

А42. Кучер, А. И. Оценка чувствительности измерительного канала устройства сбора и передачи данных для электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2019. - № 8(210). - С. 76-83. - DOI 10.18522/2311-3103-2019-8-76-83.

А43. Кучер, А. И. Интеллектуальная идентификация легких и сердца человека на основе результатов мониторинга поля изменения проводимости грудной полости методом электроимпедансной томографии и результатов пульсоксиметрии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков // Современные наукоемкие технологии. - 2020. - № 5. - С. 63-69. - DOI 10.17513/snt.38033.

А44. Разработка интерфейса пользователя информационно-измерительной системы многоракурсной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, А. В. Сулыз, М. А. Прийма // Современные наукоемкие технологии. - 2020. - № 1. - С. 5-9. - DOI 10.17513/snt.37894.

А45. Алексанян, Г. К. Экспериментальная апробация макета информационно-измерительной системы мониторинга регионарного вентиляционно-перфузионного отношения легких человека / Г. К. Алексанян // Современные наукоемкие технологии. - 2021. - № 12-1. - С. 9-14. -DOI 10.17513/snt.38947.

Публикации в сборниках трудов конференций

А46. Кучер, А. И. Применение MicroCap и EIDORS в задачах электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян // Вьетнамо-российская международная научная конференция, Вьетнам, Ханой, 2-3 апреля 2015 г. - Вьетнам, Ханой : Государственный технический университет имени Ле Куи Дона, 2015. - С. 50-51.

А47. Алексанян, Г. К. Разработка информационно-измерительной системы электроимпедансной томографии биологических объектов / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, Н. И. Горбатенко // Вьетнамо-российская международная научная конференция, Вьетнам, Ханой, 2-3 апреля 2015 г. - Вьетнам, Ханой : Государственный технический университет имени Ле Куи Дона, 2015. - С. 52-53.

А48. Алексанян, Г. К. Разработка 16-электродной системы для электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, Д. Г. Нескребин // Новая наука: От идеи к результату. - 2015. - № 7-2. - С. 103-105.

А49. Алексанян, Г. К. Разработка 32-электродной системы для электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, И. А. Попов // Новая наука: Проблемы и перспективы. - 2015. - № 5-2. -С. 174-176.

А50. Кучер, А. И. Аппратная часть исследовательского макета электроимпедансного томографа / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, А. В. Кудря // Инженерные и научные приложения на базе технологий NI NIDays -2015 : сборник трудов XIV Международной научно-практической конференции, Москва, 27 ноября 2015 г. - Москва : ДМК пресс. Электронные книги, 2015. - С. 182-184.

А51. Алексанян, Г. К. Компьютерное моделирование источников тока для исследования их применимости в устройствах многочастотной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, А. И. Кучер // Моделирование. Теория, методы и средства : материалы 16-ой Международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова, 6-7 декабря 2016 года, г. Новочеркасск. - Новочеркасск : ЮРГПУ(НПИ) ; Лик, 2016. - С. 383-385

А52. Кучер, А. И. Формирование алгоритма измерения для информационно-измерительной системы электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, В. В. Демьянов // NIDays-2016 : сборник трудов XV международной конференции NIDays-2016, Москва 25 ноября 2016 г. - Москва : ДМК-пресс, 2016. - С. 114-115.

А53. Создание трехмерной физической модели грудной полости человека для задач электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, А. И. Кучер, Ю. К. Ланкина // Фундаментальные основы, теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики : материалы

18-ой Международной молодежной научно-практической конференции, 28-30 августа 2017 года, г. Новочеркасск. - Новочеркасск : Лик, 2017. - С. 19-23.

А54. Кучер, А. И. Численное моделирование процесса мониторинга изменения проводимости грудной полости человека методом электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков // Современные проблемы физико-математических наук : материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 22-25 ноября 2018 г., г. Орёл : в 2 ч. Ч. 1 / под общ. ред. канд. физ.-мат. наук, доц. Т. Н. Можаровой. - Орел : ОГУ имени И.С. Тургенева, 2018. - С. 356-360.

А55. Компьютерное моделирование распределения поля проводимости исследуемого объекта методом электроимпедансной томографии у детей / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, А. И. Кучер, М. А. Прийма // Биотехнические, медицинские, экологические системы и робототехнические комплексы. Биомедсистемы-2018 : XXXI Всероссийская научно-техническая конференция студентов, молодых ученых и специалистов : материалы конференции. - Рязань: И.П. Коняхин А.В. (Book Jet), 2018. - С. 310313.

А56. Кучер, А. И. Методика сравнения результатов оценки регионарной вентиляции легких на основе результатов мониторинга поля изменения проводимости грудной полости методом электроимпедансной томографии / А. И. Кучер, Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков // Медико-экологические информационные технологии - 2019 : сборник научных статей по материалам ХХ11 Международной научно-технической конференции, посвящается 55-летию Юго-Западного государственного университета, 16-17 мая 2019 года / ответственный редактор д-р техн. наук, профессор Н. А. Кореневский. - Курск : Юго-Западный государственный университет, 2019. - С. 30-33.

А57. Katsupeev, A. Development of a module for archiving the results of electrical impedance tomography measurements / A. Katsupeev, G. Aleksanyan // 8 th European Medical and Biological Engineering Conference (EMBEC 2020), 29 November - 3 December, Portoroz, Slovenia : abstract book / Edited by T. Jarm, S. Mahnic-Kalamiza, A. Cvetkoska, D. Miklavcic. - Ljubljana, 2020. - P. 137. - Режим доступа: https://www.embec2020.org/wp-content/uploads/2020/11/EMBEC2020_Book_of_Abstracts .pdf (дата

обращения 08.05.2024).

А58. Aleksanyan, G. Technology of pre- and postoperative monitoring of human lung function based on multy-frequency electrical impedance tomography / G. Aleksanyan // Proceedings of the 21st International Conference on Biomedical Applications of Electrical Impedance Tomography (EIT 2021), Ireland, Galway, 1416 June 2021 / Edited by B. McDermott, M. J. Krasny, L. Farina, N. Istuk, A. Gonzâlez-Suârez, H. Benchakroun, A Boyle. - Zenodo, 2021. - P. 92. - Режим доступа: https://doi.org/10.5281/zenodo.4635480 (дата обращения 08.05.2024).

А59. Aleksanyan, G. K. Information and measurement system of electrical impedance tomography of laboratory mice's lungs / G. K. Aleksanyan, N. V. Shurygina // Proceedings of the 21st International Conference on Biomedical Applications of Electrical Impedance Tomography (EIT 2021), Ireland, Galway, 14-16 June 2021 / Edited by B. McDermott, M. J. Krasny, L. Farina, N. Istuk, A. Gonzâlez-Suârez, H. Benchakroun, A Boyle. - Zenodo, 2021. - P. 39. - Режим доступа: https://doi.org/10.5281/zenodo.4635480 (дата обращения 08.05.2024).

А60. Алексанян, Г. К. Проектирование источника тока информационно- измерительной системы трехмерной электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, Г. А. Столбовой // Информационные технологии в науке и образовании : материалы Международной молодежной научно-практической конференции, 14-15 августа 2021 года, г. Новочеркасск. - Новочеркасск : ЮРГПУ(НПИ) ; Лик, 2021. - С. 119-122.

А61. Алексанян, Г. К. Устройство съема первичной измерительной информации для систем электроимпедансной томографии / Г. К. Алексанян, М. А. Конько, Н. И. Горбатенко // Современные проблемы физико-математических наук : материалы [VIII] Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (25-26 ноября 2022 г., г. Орел) : научное электронное издание / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева" ; под общей редакцией кандидата физико-математических наук Т. Н. Можаровой. - Орел : ОГУ имени И. С. Тургенева, 2022. - С. 374-379.

Патенты и свидетельства

А62. Патент на полезную модель № 164812 U1 Российская Федерация, МПК A61B 5/053. Устройство сбора и передачи данных для электроимпедансной томографии биологических объектов : № 2016106620/14 : заявл. 26.02.2016 : опубл. 20.09.2016 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. И. Кучер, А. Д. Тарасов ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова".

А63. Патент № 2748900 C1 Российская Федерация, МПК A61B 6/00. Способ визуализации поля перфузии тканей грудной полости на основе электроимпедансной томографии : № 2020132140 : заявл.

30.09.2020 : опубл. 01.06.2021 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. И. Кучер [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ЮжноРоссийский государственный политехнический университет имени М.И. Платова".

А64. Патент № 2749298 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/00. Способ визуализации поля вентиляции легких на основе электроимпедансной томографии : № 2020132139 : заявл. 30.09.2020 : опубл.

08.06.2021 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. И. Кучер [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет имени М.И. Платова".

А65. Патент № 2757963 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/053. Модульная электродная система для трехмерной электроимпедансной томографии : № 2020138552 : заявл. 25.11.2020 : опубл. 25.10.2021 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. И. Кучер [и др.] ; заявитель Акционерное общество "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова"..

А66. Патент на промышленный образец № 125693 Российская Федерация. Модуль электродной системы для трехмерной электроимпедансной томографии : № 2020505685 : заявл. 25.11.2020 : опубл.

01.06.2021 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. И. Кучер [и др.] ; заявитель Акционерное общество "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова".

А67. Патент на промышленный образец № 125695 Российская Федерация. Электродный пояс для трехмерной электроимпедансной томографии : № 2020505686 : заявл. 25.11.2020 : опубл. 01.06.2021 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. И. Кучер [и др.] ; заявитель Акционерное общество "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова".

А68. Патент № 2800849 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/053. Устройство съема первичной измерительной информации для систем электроимпедансной томографии : № 2022134334 : заявл.

26.12.2022 : опубл. 31.07.2023 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, М. А. Конько, И. М. Ланкин ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет.

А69. Патент № 2810360 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/0536. Способ подбора частоты инжектируемого тока для персонализации мониторинга на основе многочастотной ЭИТ : № 2023114807 : заявл. 06.06.2023 : опубл. 27.12.2023 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, М. А. Конько.

А70. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020661183 Российская Федерация. "Реконструкция, визуализация и интерфейс пользователя для модуля электроимпедансной томографии" (МЭИТ1) : № 2020660378 : заявл. 11.09.2020 : опубл. 18.09.2020 / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, И. Д. Щербаков [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А71. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020661393 Российская Федерация. "Управление процессом измерения и обработка измерительных данных модуля электроимпедансной томографии" (МЭИТ2) : № 2020660382 : заявл. 11.09.2020 : опубл. 22.09.2020 / Г. К. Алексанян, А. И. Кучер, И. Д. Щербаков [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А72. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662225 Российская Федерация. "Модуль генерации и формирования отчетов электроимпедансного исследования" (ЕГГ^РОЯТ) : № 2020661256 : заявл. 30.09.2020 : опубл. 09.10.2020 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. А. Кацупеев [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А73. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662226 Российская Федерация. "Модуль интеграции канала электроимпедансной томографии в качестве независимой приставки к аппарату искусственной вентиляции легких" (EГT-ГNTEG2) : № 2020661255 : заявл. 30.09.2020 : опубл. 09.10.2020 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. А. Кацупеев [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А74. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662719 Российская Федерация. "Модуль сигнализации и оповещения канала электроимпедансной томографии" (ЕГТ^Ю) : № 2020661342 : заявл. 30.09.2020 : опубл. 16.10.2020 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. А. Кацупеев [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А75. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662720 Российская Федерация. "Модуль формирования протокола электроимпедансного исследования по стандарту DГCOM" (ИТОГОМ) : № 2020661341 : заявл. 30.09.2020 : опубл. 16.10.2020 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. А. Кацупеев [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А76. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662721 Российская Федерация. "Модуль интеграции канала электроимпедансной томографии с аппаратом искусственной вентиляции легких в составе единого комплекса" (EIT-INTEG1) : № 2020661327 : заявл. 30.09.2020 : опубл. 16.10.2020 / Г. К. Алексанян, Н. И. Горбатенко, А. А. Кацупеев [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ЮжноРоссийский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А77. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020661392 Российская Федерация. "Формирование модели исследуемого объекта для задач электроимпедансной томографии" (ModelBuilderEIT) : № 2020660377 : заявл. 11.09.2020 : опубл. 22.09.2020 / Г. К. Алексанян ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образовании «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова».

А78. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021681387 Российская Федерация. "Прошивка микроконтроллера носимого устройства двумерной электроимпедансной томографии" (ПОРТ_ЭИТ) : № 2021680435 : заявл. 07.12.2021 : опубл. 21.12.2021 / Г. К. Алексанян, И. Д. Щербаков, Г. А. Столбовой.

А79. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023663168 Российская Федерация. "Клиентское Android-приложение для удаленного взаимодействия с устройством электроимпедансной томографии" (Android EIT-Remote 1.0) : № 2023661735 : заявл. 06.06.2023 : опубл. 20.06.2023 / Н. С. Елкин, Г. К. Алексанян, Д. Е. Перегородиев, А. А. Кацупеев.

А80. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023662999 Российская Федерация. "Клиентское iOS-приложение для удаленного взаимодействия с устройством электроимпедансной томографии" (EIT-Remote 1.0) : № 2023661837 : заявл. 06.06.2023 : опубл. 19.06.2023 / Д. Е. Перегородиев, Г. К. Алексанян, М. А. Конько, А. А. Кацупеев.

Приложение Б (справочное)

Акт внедрения результатов диссертационной работы в АО «ПО «УОМЗ»

о внедрении в производство АО «ПО «УОМЗ» результатов диссертационной работы Алскспияни Гряйра Карлович д. выполненной В федеральном государственном бюджетном образовательном учрежден«^ высшего образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платою» и посвященной разработке методов и технических средств трехмерной мн ого частота о й эле к троими ед а н сной томографии легких человека, на ёЬисканис учйной степени доктора технических наук tío специальности «Приборы, системы и изделия медицинского назначения».

Акционерное общество «Производственное объединение «Уральский огттико-механический завод» имени Э. С. Ллвмоаа)» (АО «ПО «УОМЗ») Ьляется крупным отечественным производи гелем медицински* изделий, в т.ч. высокотехнологичного няркоэно-дыхатс-п.шно оборудования и аппаратов искусственной вентиляции легких <ИВЛ}. Результаты диссертационной работы Алексанян а Г. К. используются а производственной деятельности АО «il О «УОМЗ» на основании Договора №232$>2/01/1312 от 21 ноября 2019 года «О рефинансировании и коммерциализации результатов исследований (проекта)» при выполнений этапов кййргрукторско-тех но логической разработки и создании опытного образца комплекса для мониторинга и искусственной вентиляции легких человека на основе электроимпедансной томографии (КМИВЛ ЭИТ). Указанные работы выполняются по соглашению №(>75-15-2019-1840 от 04-12.2» 19 г. в рамках Федеральной целепой программы «Исследования » разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 -2»21 соды». Индустриальный партнер проекта - АО «НО «УОМЗ».

Разрабатываемое изделие КМИВЛ ЭИТ предназначено л ля респираторной поддержки пациентов п отделениях интенсивной герании и реанимации н позволяет выполнять длительный прикроватный неинваЗйВНЫЙ мониторинг (в гом числе регионарный) функционального состояния легки * методом электроимпедансной томографии (ЭИТ).

Тематика диссертационной работы является актуальной, указанное направление неследований успешно развивается во всем мире. Значимость постановки на проилводство КМИВЛ ЭИТ онре дел лютея необходимостью создания отечественного высокотехнологичного комплекса для мониторинга

АКТ №232001/01/59

мероприятии ИВЛ с целью повышения качества оказания услуг населению и внедрения в клиническую практику нового вида медицинской техники.

Разработан ные и реализованные в диссертационном исследовании алгоритмы и научно-технические решения расширяют возможности неинвазивных методов диагностики и позволяют выявить объективные изменения функциональною состояния легких на ранних этапам развития патологических процессов и, как следствие, снизить общее число осложнений и после on epatpiW ную летальность. Кроме гого, вследствие непрерывного мониторинга конкретного пациента после хирургической операции появляется возможность в большей степени персонализировать тактику лечения и оценивать ее эффективность п динамике в любой момент времени, чего нельзя достичь, например, с использованием технологий ионизирующего излучения.

Особый интерес представляют разработанные автором теоретически!; основы мкогочпетотнон ЭИТ. срособы автоматизации и персонализадии ЭИТ-нсследоваиия п пред- и послеоперационном периоде, методики наложения электродной сисгемы, а также методы и алгоритмы Определений и динамической визуализации вентиляции и перфузии легких человека. Важное значение имеет предложенный подход по повышению достоверности кдеигиф икании реконструированного ноля проводимости при решении обратных задач ЭИТ,

Разработанные Алсксаняиом Г.К. принципы построения, алгоритмы функционирований н методические подходы, дозволили создать современные технические средства многочастотной прехмерной ЭИТ, которые могут быть как интегрированы с аппаратами И В Л. так и использоваться в качестве самостоятельного изделия. Их практическая реализация позволила разработать оиы тыс образцы К МИ В Л ЭИТ а двух модификациях:

1} Исполнение I - аппарат «АИВЛ-UI» с интегрированным модулем «ЭИТ-

01»,

2} Исполнение 2 - аппарат «АИВЛ-01» с модулем «ЭИТ-01» в качестве приставки.

Инженерно-технические решения в области трехмерной многочастотиой электроимпеданспой томографии, созданные п соавторстве с Алексаняион Г.К. и заложенные к устройство, защищены патентом на изобретение № 2757963 «Модульная система для трехмерной электрон м Неда нсной томографии» (дата регистрации 25J0.2621 г,) и днумя патентами на промышленные образцы: № 125695 «Электродный пояс для трехмерной -ыл: игрок me е дане ной томографии?» (дата регистрации 01,062021 г.) и № 12569? «Модуль электродной системы для трехмерной элемроимпедансной томографии^ (дата регистрации 01-06.2021 г.). 1|&[ситообладателем данных решений является АО «ПО «УОМЗ».

Результаты диссертационной работы Алексаняна Г. К, обладают значительным потенциалом развития, в частности, при решении аадач респираторной поддержки новорождённых, младенцев и детей с дыхательной недостаточностью.

Начальник отделения медицинских изделии и микроскопии АО «ПО «УОМЗ»

П-С- Игнатьев

Приложение В (справочное)

Акт внедрения результатов диссертационной работы в ФГБУ "НМИЦ онкологии" Минздрава России

федеральное Государственное бюджетное учреждение «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР онкологии»

Министерств здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НМИЦ онкологи«» Минздрава России)

Ы-Я;1и+н»м. 63. i. Poctüü^iti Дону. 3S4Q37: rejl./^Kí; ДШ-.ЭЮ-О?, u-ntait. d^o-sekrewr:niiiil.ru OKTTOOffl667íl. [HTM H)2fi!(Mlfil42j, ИНН КПП SlfiHl^14Í íiI 11К) l

инедрення результатов диссертационной работы Алексапяна I райра Кяреновича, пое вишенкой разработке методов н технических средств персфилизиромнно! о мониторинга функционального состоя ни л легких человека в прел- и послеоперационном периоде па основе иногочастогкой "»лектрапмпедансноп томографии, представленной на соискание ученой степени доктора гехцичвдкнх наук 00 Специальности «Прибора^ системы и изделия медицинского назвав еиия»

Результаты научны* исследований и жеп ери ментальных разработок. полученные Алексакяном Г.К. и изложенные r его докторской диссертации, используют сн е< плучно-иеслеловате л некой деятель ноет и ФГБУ «Н!МИЦ Йнкологии» ллн pdJltMnw ia ia'i оценки дыхательной активности пашен тов. проходящих лечение в отделении анестезиологии и реанимации. R настоящее время проблема мониторинга функционального состоянии легких челопека является одним из важнейших направлении респиратор нон поддержки. Среди ннЧ важное клинические течение имеет возможность длительного прикроватного мониторинга процесса дыканн^ в пред-и послеоперационном периоде, в том числе у больных, подключенных к аппаратам

искусственной вентнляини легких {ИВЛ). Одним Из направлении решения да.....>й

проблемы является использование технических средств па основе )дектро«мпед№спой томографии (ЭИТ).

В диссертационной работе Алексаняпа I -К, разработан комплекс в^имосвязанных методов, алгоритмов н аппа par но- программ пых tpe.uc^P на оенонс много частот ной ЭЙТ для прикрозатнэой неинпазнвной опенки качества рапира i^hoíi полдержки пациентов. Особый интерес представляет возможность мониторинга и динамической визуализации регионарной вентиляции, перфузии и нейтшпщноннп-

А К Т

перфузиоЕтного отношения легких больного (левого и правого легкого н отдельности!. Кроме того, практическая реализация предложенного алгоритма подбора требуемо®

частоты инжектируемого тока позволяет лерсоналпз про вить параметры оргашпаш.....

проведения ЭИТ с учетом физиологических и анатомических особенноеrdl плиненш. А возможность реализации трехмерной ЭИТ повышает достоверность поручаемых результатов и создаст предпосылки для дальнейшего раз в hi и я всего направлен^* )М I.

Предложенные математические мелели, структуры и технические средства

показали высокую эффективность мониторинга функционального ср'сто».....и il-г.ких

человека при комплексном использовании с современными приборными средствами ИВЛ. Выполненная автором аппаратно-программная интеграция систем НВЛ п ЭИТ позволяет оптимизировать режимы вентиля щи: легких для конкретного пап иен та с учетом его физиологических особенностей, тем самым персонал из ирпцдтъ оказание медицинской иомошн и повысить эффективной ь всего процесса после о пера пионе ют лечения.

Предложенные Адексаняном Г,К. конструктивные и технические решения выполнены на высоком эргономическом и эстетическом уровне. Реализованные принципы построения и алгоритмы функционирования o6ecikL,inu;m>i удобство проведения ЭИТ легких человека в отделе пи и анестезиологии и реанимации .. минимальным дискомфортом для пациента и обсл\жнваюшет *№дицннеко1 о персонала.

Проведенные клинические испытания на базе ФГБУ «НМИЦ онкологии» ил аппаратный больных показали беэогерюность, информативное! ь и перспективность использования предложенных систем ЭИТ для скрининговых обследований, а также для пред- и послеоперационного мониторинг^ функции внешнего дыхания ^ацнентов.

Следует отметить, что данная диссерта пион пая работа открывав широкие перспективы для эффективного применения ЭИП в клинической практике. Одним in направлений практического использования полученных инженерно-геадгических и научно-методических результатов работы является мониторинг процесса вентилями легких недоЕюшснных детей и новорожденных, стридиющих от ibtxaieibiioii недостаточности из-за незрелости легких к отсутствия контроля над шханИем

Приложение Г. (справочное)

Акт внедрения результатов диссертационной работы в ФГБОУ ВО ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова

Приложение Д (справочное)

Разработанные электродные системы для многочастотной электроимпедансной томографии

легких человека

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.1 - Электродная система с многоразовыми металлическими круглыми электродами (ё=1,9 мм) и с укрупненными электродными кабелями

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади Рисунок Д.2 - Электродная система с многоразовыми металлическими прямоугольными электродами (22 х 32 мм) с укрупненными электродными кабелями

В) г)

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.3 - Электродная система с многоразовыми металлическими круглыми электродами (ё=1,9 мм) без укрупненных ЭК

в) г)

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.4- Электродная система с многоразовыми металлическими прямоугольными электродами (22 х 32 мм) без укрупненных ЭК

В) г)

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.5 - Электродная система с многоразовыми металлическими круглыми электродами (ё=1,2 мм) без укрупненных ЭК

в) г)

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.6 - Электродная система с одноразовыми электродами и с укрупненными

электродными кабелями

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади Рисунок Д.7 - Модульная электродная система с единым контактным разъемом

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади Рисунок Д.8 - Модульная электродная система с раздельными контактными разъемами

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.9 - Электродная система с многоразовыми металлическими круглыми электродами (металлические кнопки) и с укрупненными электродными кабелями

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.10 - Электродная система с карбоновыми токопроводящими электродами

(одноразовая)

в) г)

а) внешний вид, б) вид спереди, в) вид сбоку, г) вид сзади

Рисунок Д.11 - Тканевая электродная система с карбоновыми токопроводящими электродами (комбинированная, т.е. с одноразовой и многоразовой частями)

Приложение Е (справочное)

Демонстрация и популяризация результатов диссертационного исследования

1) Участие в научно-практический форум «Российская неделя здравоохранения-2022», Международная выставка «Здравоохранение-2022», 5-9 декабря 2022 г., г. Москва. На стендах АО «Швабе» (Ростех) и ООО «Медика трейд» был представлен КМИВЛ ЭИТ в двух Исполнениях. Фотографии с экспонатами, разработанными в диссертационной работе, приведены на рисунке Е. 1.

Рисунок Е.1 - Фотографии выставочного стенда с разработанными АПК МЧ ЭИТ легких человека на выставке «Здравоохранение-2022»

2) Участие в Международной промышленной выставке ИННОПРОМ-2021, 6-9 июля 2021 г., г. Екатеринбург. (рисунок Е.2).

Рисунок Е.2 - Фотографии выставочного стенда с разработанным АПК МЧ ЭИТ легких

человека на выставке ИННОПРОМ-2021

3) Участие в Ежегодной национальной выставке «ВУЗПРОМЭКСПО» (2015-2021 гг.),

г. Москва (рисунок Е.3).

Рисунок Е.3 - Фотографии выставочного стенда с разработанным АПК МЧ ЭИТ легких человека на выставке ВУЗПРОМЭКСПО-

4) Участие во Всероссийском фестивале технических достижений «ТЕХНОСРЕДА-2021» ВДНХ., 25-26 сентября 2021 г., г. Москва. (рисунок Е.4).

Рисунок Е.4 - Фотографии выставочного стенда с разработанным АПК МЧ ЭИТ легких человека на выставке «ТЕХНОСРЕДА-2021»

5) Участие во Всероссийском фестивале исследований и открытий «Нука, наука!», 18 - 22 октября 2023 г., г. Тула. (рисунок Е.5).

Рисунок Е.5 - Фотографии с выставки «Нука, наука!»

6) Участие в Межрегиональном инновационном форуме «Донская сборка 2019», 29 ноября 2019 г., г. Ростов-на-Дону (рисунок Е.6).

Рисунок Е.6 - Фотографии с форума «Донская сборка 2019»

7) Публикации в федеральных средствах массовой информации

На рисунке Е.7 показаны скриншоты сайтов и видеорепортажей СМИ по результатам прикладных научных исследований и экспериментальных разработок, проведенных в рамках диссертационного исследования

| Р Введите икь '««£' ДМ поиска

Рисунок Е.7 - Скриншоты с сайтов и видеорепортажей СМИ по результатам прикладных научных

исследований и экспериментальных разработок

Приложение Ж (справочное)

Наиболее значимые достижения по результатам диссертационной работы

1) Получен приз «Лучший промышленный образец Салона «Архимед» (в классе 21 «Медицина и медицинская техника, гигиена, косметика, ветеринария», XXV Московский международный Салон изобретений и инновационных технологий «Архимед» (с 29 по 31 марта 2022 г.) (рисунок Ж.1).

Рисунок Ж.1 - Копия сведений об экспонате

2) Проект по теме «Разработка комплекса для мониторинга и искусственной вентиляции легких на основе электроимпедансной томографии» (соглашение № 05.607.21.0305, уникальный идентификатор RFMEFI60719X0305), включен в каталог лучших проектов, выполненных в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2021 годы» (рисунок Ж.2).

Рисунок Ж.2 - Фотографии страницы с каталога Минобрнауки РФ