Post on 23-Mar-2020
є є .
« ».
: ,
,
« »
: , , ,
,
,
,
,
,
«___» ______________ 2015 . ___ 26.171.03 -
: 03680 , , . , 40,
№ 11.
є -
: 03680 , . , . , 40, № 11.
«___» _______________ 2015 .
26.171.03 . .
1
Ь
. , 2014 - ( ) 67%,
, . є ,
. , C ,
, .
І
-
( ), ( ’ , - )
. є
, , є
, є (І ), ґ є
.
І є
, є , ’
, .
, є , є ( . Amann, M. Bofan, J.P. Gisbert,
W. Kuster, T.H. Risby, . . , . . , . .) ( . . , І. . Є , . . , . . , Є. . ,
. . , . . , . . .) . ( . . , . . , . . , . . ,
. . , . . , . . , . . , C. . , . . , .)
. І , є ,
: ,
, .
є ,
є .
2
,
,
, , , , ,
.
’ , , .
« » ,
«
» ( є №0110U001467, 2010
– 2012 ); « - » (
є №0113U002334, 2013 – 2015 ). є
-
, є .
:
1. - , ,
є , . 2.
( , ,
). 3.
, є , - .
4.
, є , .
5. -
- . ’є – ,
є , - .
– -
, -
,
є .
3
:
; ;
– , ; І
’ .
І LabView 7.1.
MySQL (Community Server 5.5.13), є .
: -
, є ( , ),
є
, ; -
, є , ,
-
; -
, є , є , є ,
є , є - ,
є .
.
- ,
, є
. -
є .
І ,
, « -
. . . » « -
».
4
« ».
, є ,
, . . є
, . , , :
[1] – ,
- ’є ,
;
[2] – ґ ,
, є
; [6] – ,
LabView, є ’є ; [13] –
- ;
[17] –
; [22] –
ROC- .
. :
- « : » ( , 2010, 2012, 2013, 2015 .), - « ELNANO» ( , 2010-2012, 2014 .),
« , , » ( , 2010 .), -
« » ( , , 2010, 2011 .), «
» ( , 2011, 2012 .), IV - « І - » ( , 2012), ІІ
« ’ » ( , 2013),
« – 2013» ( , 2013), - «
» ( , 2015). . 22 ,
5 ( 3 – ),
5
, 1 , 16 - .
. є , ’
, , 163 , 7
(26 ). – 184 , 132
, 11 4
.
ґ ,
, , .
,
(І ) , є , .
є , .
, є
,
. ,
, , .
є , , ,
. є
. є . ( 2) є
, є , , .
, , , є ,
, , (CO2), (NO2), (NO),
(NH3), (HF), (H2S) .
– . ( 4200 zNose, Vergassola, ENose Jet
6
Propulsion Laboratory’s .) , , ’є
( ’є ). (І ) є
, , є є ,
( ,
). І
. є
: , - , . :
І , є
, .
, є .
- « -
. . . ». , ,
( , , , , .)
, є ( 2, CO2, NO2, NO, NH3, HF H2S).
, :
1: (І ) – 122 ; 2: ( ) – 40 ; 3: ( ) – 58 .
є , ,
. І
’ ( ); –
( , є , ); –
,
, є .
« І» – , 83 .
, .
1 .
, є 5 .
7
303 , 200 (66%) 103 (34%) .
:
і і і є 150 (49,5%), 105 ( 36 60 ) 45 ( 36 55 );
і і є 153 (50,5%), 95
( 61 74 ) 58 ( 56 74 ).
.
.
. : (NO2) (NH3).
, є ,
, , є .
,
, ( ).
, є .
є ( . 1).
- і :
* * - і і :
* є ,
- і і і і :
* - :
* - і і :
* є ( )
- і і і :
- - :
*
. 1. І .
.
8
, : ( , : 0,0025±0,00035 –
1,6±0,016 /ppm), , ( 30 250 ), ,
( 2 5 ), , .
. є
, є . є
- ( ). :
1) , є ;
2) ’є ( , є );
3) , є ( );
4) ( );
5) . (NI USB-6009)
є ’є . ( )
І ( ). , ,
, є ,
. ( ) , є
, є
, .
,
,
- . є
, ( ) -
, є ( 14-bit 48 kS/s). ,
є 1%, .
, є ,
.
9
.
і і , ( 2) є є ’ : (HF, r = -0,357) ( 2,
r = -0,377). ’є є , є
. І є є ’ (N )
: (NO2, r = 0,374),
(NH3, r = 0,250) (r = 0,182), є .
і : є (r = -0,372)
(r = -0,262); є є ’
(r = 0,226).
і і ’є є . є є ’
( ),
є . є ’
, є , є ( . 1).
я 1.
є ’
І (n=122) (n=40) (n=58)
. ,
n=62
. ,
n=60
. ,
n=21
. ,
n=19
. ,
n=30
. ,
n=28
O2 0,320* 0,294* 0,228* -0,070 0,315* 0,411*
NO2 -0,028 0,224* -0,055 0,063 -0,048 -0,282*
NH3 0,078 0,299* -0,102 -0,001 0,055 -0,047
NO 0,117 -0,059 -0,089 0,109 -0,108 -0,227*
HF -0,219* -0,311* 0,131 0,130 -0,242* -0,315*
H2S -0,124 -0,107 0,052 0,037 -0,005 -0,043
CO2 -0,259* -0,281* -0,380* -0,237* -0,294* -0,399*
* < 0,05.
, я і і ,
.
Д я і : (І ) (
), ; ( ) ; ( ) є , , , .
10
ROC- . , є І , ( . 2),
ROC- AUC (Se)
(Sp).
я 2.
,
Se, % Sp, % AUC
І
(n=122)
. ,
n=62
O2 44,84 86,54 96,30 0,945 0,000
HF 2,98 63,46 85,19 0,787 0,000
CO2 3,46 90,38 70,37 0,799 0,000
. ,
n=60
O2 44,6 86,00 61,11 0,759 0,000
NO2 0,06 58,00 75,00 0,632 0,029
NH3 0,12 76,00 55,56 0,675 0,004
HF 2,89 70,00 83,33 0,813 0,000
H2S 0,07 78,00 47,22 0,621 0,049
CO2 3,67 88,00 66,67 0,799 0,000
(n=40)
. ,
n=21
O2 44,33 100,00 81,48 0,971 0,000
CO2 4,30 90,91 62,96 0,778 0,000
. , n=19 CO2 3,97 88,89 58,33 0,744 0,003
(n=58)
. ,
n=30
O2 44,08 90,00 74,07 0,906 0,000
HF 4,16 85,00 66,67 0,789 0,000
CO2 4,08 95,00 66,67 0,794 0,000
. ,
n=28
O2 43,06 100,00 39,89 0,696 0,005
NO2 0,01 44,44 88,89 0,688 0,024
NO 0,11 66,67 80,56 0,778 0,000
HF 2,38 61,11 88,89 0,797 0,000
CO2 4,59 94,44 52,78 0,780 0,000
, ROC- є
.
є .
є
(Se) (Sp) (80% ), (20%), ,
( O2 CO2). , –
.
11
, . , є І , < 0,05.
( ) ( ),
( ) . -
(cross validation test), .
, ( . 3).
я 3.
Se Sp % .
. Se Sp % .
. Se Sp % .
.
(n=113)
І 0,92 0,92 92,4 0,84 0,92 89,9 0,93 0,94 93,8
0,94 0,89 86,8 0,92 0,81 89,5, 0,93 0,90 92,1
0,96 0,92 87,2 0,92 0,80 87,2 0,86 0,89 87,2
(n=107)
І 0,78 0,78 77,9 0,83 0,94 87,2 0,79 0,89 84,7
0,67 0,68 66,7 0,90 0,94 96,3 0,93 0,90 92,1
0,85 0,79 83,3 0,91 0,68 91,6 0,82 0,73 79,6
, , . .
, , Se,
Sp .
, . ,
Se, Sp , ( ,
, , , ),
.
.
«і і я» я і
і : z
eP
1
1, Z=-4,013-O2*21,131+HF*1,457+CO2*7,252.
« і ь » я
і і : z
eP
1
1, Z=-2,198-O2*16,850+CO2*3,901.
12
« ь » я
і і : z
eP
1
1, Z=-3,042-O2*16,127+HF*6,019+CO2*5,058.
«і і я» я
і : z
eP
1
1, Z=-1,551-O2*2,918-NO2*2,401-NH3*1,658+HF*6,666+CO2*5,281.
« і ь » я
і : z
eP
1
1, Z=0,305+CO2*4,241.
« ь » я і :
ze
P
1
1, Z=-1,087+O2*0,192+NO2*1,433-NO*16,019+HF*15,180+ O2*5,372.
,
, , (H2S)
,
. є ,
. є
. . ,
3%, .
я і і ( . 2).
1. : , ;
, ;
;
, є ;
; ,
.
2. :
; ;
( );
;
.
14
3. :
;
;
. є
, І . І є є , є
.
є є , , є . , є
,
-
, І . М я і є: 1.
:
, є ; ; є . 2. :
; :
, ;
.
3. , :
є ;
;
. є є
, ( 2
2).
- . ,
є
.
15
’ -
, є І .
І є ( . 3):
1) – є ;
2) .
1.1. є
1.2. є
2.3.
2.2.
2.1.
2.3.1.
2.3.2. є
1.3.
1.
2.4.
2.
2.5.
1.4. є
2.3.3.
. 3. І .
І є : , , , ,
, , , .
є , І - ,
є . І є ’є
. – , , є
16
( ). є . є .
І І є є , є ,
( . 4).
. ( є ) є ,
є ,
( . 4, , , ). ( ) є є ,
( . 4, ).
.
( . 4, ). є (50 ) .
є .
(80% ) (
92%). ( 50% , є )
, є (25% ).
. є (5%
),
( 50%).
І ,
.
- .
.
18
’
, -
( , )
, є . 1. -
, :
, . 2. ,
, , , , , ,
( є – 88,87%, –
89,2%, – 84,3% 91,69%, –
87,9%, – 85,2% ), є
.
3. , ( ), :
є , , ( , ,
), є - є ,
. 4. , є,
, , є
, є .
5. , ’є ( ),
є , , ,
. 6. ,
є -
19
, ,
є ( = 0,76), є ( = 0,92) є
( = 0,005),
- .
Ь
Ф і я: 1. . . -
/ . . , . . , . . // . – 2010. – №3. – . 104-107.
2. - / .І. , . . , . . , . . //
. – 2011. – №3. – . 140-145.
3. . . - / . . // . –
2012. – №8 (106). – . 162-165.
4. . . - / . . // -
. – 2013. – №1/9 (61). – . 44-48.
5. . . -
- / . . // -Є . – 2015. –
№2/9 (74). – . 52-58.
і і я : 6. .І. - -
/ .І. , . . , . . // - . « ». – 2011. – №1. – . 44-49.
і - і і і :
7. . . LabView / . . , . . // ІІІ «
, , », , 2010 .: . . – ., 2010. – . 76-79.
8. - / . . , . . , . . , . . . //
- . . « 2010», , 2010 .: . . – ., 2010. – . 225-229.
9. « » / . . , . . , . . , . . // IX
20
- . « 2010: », , 2010 .: . . – ., 2010. – . 197-198.
10. . . - -
/ . . , . . , . .
// - . . « 2011», , 2011 .: . . – ., 2011. – №3. –
. 191-195.
11. . . - - / . . , . . , . . // IІ
. « », , 2011 .: . . – ., 2011. – . 68-69.
12. . . / . . , . . // IІІ
. « », , 2012 .: . . – ., 2012. – . 75. 13. FОКЭЮrОs ШП EХОМЭrШМСОЦТМКХ SОЧsШrs ТЧ ЭСО “EХОМЭrШЧТМ NШsО” DОЯТМО / V.I.
Zubchuk, O.V. Linyucheva, V.F. Stashkevych, V.S. Iakymchuk // XXXII International
Scientific Conference «ELNANO 2012», Kiev, april 2012: proceedings of the
conference. – K., 2012. – . 168-169.
14. . . / . . , . . // БІ -
. « : », , 2012 .: . . – ., 2012. – . 187. 15. . .
- / . . // IV -
. « І - », , 2012 .: . . – ., 2012. – . 264-265.
16. .І. - / .І. ,
. . , . . // ІІ « ’ », ,
2013 .: . – ., 2013. – . 90-91.
17. .І. є / .І. , . . // БІІ -
. « : », , 2013 .: .
. – ., 2013. – . 181-182.
18. - -
/ . . // . «І », , 2013 .: . . – ., 2013. – №5. –
. 206. 19. . . -
« » / . . // . « – 2013», , 2013 .: . . – .,
2013. – . 360.
21
20. Iakymchuk V. Results of processing of chemical sensors signals in the
sШПЭаКrО КЧН СКrНаКrО МШЦpХОб “EХОМЭrШЧТМ NШsО” / V. Iakymchuk // Electronics and
Nanotechnology (ELNANO), 2014 IEEE 34th International Scientific Conference,
Kiev, april 2014: proceedings of the conference. – K., 2014. – P. 351–355.
21. .І. -
/ .І. , . . , . . // - . « :
», , 2015 .: . . – ., 2015. – . 148-149.
22. .І. / .І. , . . , . . // - .
. « », , 2015 .: . . – ., 2015. – . 29-30.
. . -
, є . – .
05.13.09 – . –
- , , 2015.
’ -
-
- , є , , є
.
, ,
, , , є
, .
- , є - , -
. : ;
- ; ; , є ; .
22
. .
- . – .
ё
05.13.09 – . – -
, , 2015.
-
-
- ,
,
, .
.
. ,
1%, .
,
. ROC-
, .
, ,
.
, .
, , ,
, , .
, -
. .
23
: ( 2), ( 2) (HF),
: (NO2), (NO) (NH3).
-
: ,
- , .
-
( ,
.), .
-
- - .
-
, .
- ,
, , , .
- -
.
.
: ; - ; ;
; .
ABSTRACT
V.S. Iakymchuk. Information technology research on the state of the human
cardiovascular system by the composition of exhaled air. – Manuscript.
Dissertation for the degree of a doctoral candidate in technical sciences on
specialty 05.13.09 – Medical and Biological Informatics and Cybernetics. –
International Research and Training Centre of Information Technologies and Systems
of the National Academy of Sciences of Ukraine and Ministry Education and Science of
24
Ukraine, Kyiv, 2015.
This dissertation addresses an important scientific and technical problem: the
diagnosis of cardiovascular disease through the creation of an information technology
study of the cardiovascular system. The technology was based on determining the
concentration indices of the chemical composition of exhaled air, which is implemented
as an information system definition of the decision support unit, which included the
definition of mathematical models of the studied pathologies.
On the basis of binary logistic regression, taking into account the age and gender
of patients, mathematical models of definition, and the cardiovascular pathologies, this
study will provide further improvement of diagnostic and therapeutic processes of
diseases studied. These models take into account not only the absorption of oxygen and
the production of carbon dioxide and hydrogen fluoride, but also nitrogen oxide,
nitrogen dioxide and ammonia, which allows us to identify problems in the operation of
the heart and vessels, and the risk of coronary heart disease, mitral and aortic valves
stenosis.
The method of determining the state of the cardiovascular system analyzes the
concentration of the exhaled air as on auxiliary surgical method of cardiovascular
disease, with the possibility of evaluating the functional state of the cardiovascular
system.
Based on the results of this research, a database of the human cardiovascular
system was created, which allows real-time tracking of the change in sensors’ concentration, and enables us to create additional methods of diagnosis of
cardiovascular diseases based on data analysis, ensuring the improvement of health care
processes in hospitals.
Keywords: information technology; information system for definition of
cardiovascular system state; mathematical models; chemical composition of exhaled air;
electrochemical sensors.