Розробка Веб-порталу підтримки проведення досліджень в області електроімпедансної томографії
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184318Ключові слова:
електроімпедансна томографія, програмне забезпечення, реконструкція зображень, медична візуалізація, розподіл провідностіАнотація
Розглянуто поняття електроімпедансної томографії. Вивчено сучасні програмні рішення, що реалізують методи і алгоритми електроімпедансної томографії. Зроблено висновок, що існуючі рішення для прикладних наукових досліджень і розробок в області електроімпедансної томографії або не реалізують диференціальні методи реконструкції, або не володіють можливістю багатокористувацького доступу. Дана обставина накладає ряд обмежень при проведенні науково-дослідних робіт в області електроімпедансної томографії. З огляду на сучасний стан розвитку науково-інженерних аспектів електроімпедансної томографії та проблеми і обмеження, які виникають при цьому, пропонується розробити спеціалізований веб-портал, який би систематизував і акумулював вже досягнуті результати в області електроімпедансної томографії, і пропонував дослідникам нові можливості проектування алгоритмічних і технічних засобів.
Ключовою особливістю пропонованого веб-порталу є можливість віддаленого рішення основного завдання електроімпедансної томографії (реконструкції та візуалізації поля провідності) на основі завантажених вимірювальної інформації методом диференціальної реконструкції.
Наведено структуру розробленого веб-порталу, що включає в себе наступні модулі: модуль проведення диференціальної реконструкції, модуль зберігання медіаконтенту, база знань. Крім використання вже існуючих алгоритмів, на веб-порталі присутня можливість створення і тестування власного алгоритму, який додається користувачем. Пропонований алгоритм тестування дозволить змінювати параметри методу реконструкції зображень, одержуваних за допомогою томографічних вимірювань таким чином, щоб забезпечити найбільш гнучкий підхід до вирішення конкретного завдання. Особливістю алгоритму тестування є реалізація алгоритмів порівняння точності реконструкції поля провідності. Порівняння може проводитися на пропонованому порталом наборі даних або на даних, що завантажуються користувачем. Викладено результати експериментів за часом виконання завдання з різними моделями, що використовуються для реконструкції зображеньПосилання
- Pekker, Ya. S., Brazovskiy, K. S., Usov, V. N. (2004). Elektroimpedansnaya tomografiya. Tomsk: NTL, 192.
- Draeger medical. Technical Data for PulmoVista 500 (2011).
- Electrical impedance tomography. Available at: http://www.eit.org.uk/about.html
- Elektroimpedansnaya tomografiya (EIT). Available at: http://www.cplire.ru/rus/etomo/
- Zheng, J., Peng, L. (2017). A platform for electrical capacitance tomography large-scale benchmark dataset generating and image reconstruction. 2017 IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques (IST). doi: https://doi.org/10.1109/ist.2017.8261465
- COMSOL Multiphysics® v. 5.4. Available at: https://www.comsol.com/
- Kryszyn, J., Wanta, D., Kulpanowski, P., Smolik, W. T. (2018). LabVIEW based data acquisition system for electrical capacitance tomography. 2018 International Interdisciplinary PhD Workshop (IIPhDW). doi: https://doi.org/10.1109/iiphdw.2018.8388388
- Yang, Y., Jia, J. (2017). A multi-frequency electrical impedance tomography system for real-time 2D and 3D imaging. Review of Scientific Instruments, 88 (8), 085110. doi: https://doi.org/10.1063/1.4999359
- Hidayat, I., Darpita, I. D., Wijaya, S. K., Prajitno, P. (2019). The development of magnetoacoustic tomography system with current injection. Proceedings of the 4th international symposium on current progress in mathematics and sciences (ISCPMS2018). doi: https://doi.org/10.1063/1.5132443
- Jang, G. Y., Ayoub, G., Kim, Y. E., Oh, T. I., Chung, C. R., Suh, G. Y., Woo, E. J. (2019). Integrated EIT system for functional lung ventilation imaging. BioMedical Engineering OnLine, 18 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s12938-019-0701-y
- Aleksanyan, G. K., Shcherbakov, I. D., Kucher, A. I., Sulyz, A. V. (2018). Development of software monitoring module for multi-angle electric impedance tomography method research. MATEC Web of Conferences, 226, 02024. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201822602024
- Liu, B., Yang, B., Xu, C., Xia, J., Dai, M., Ji, Z. et. al. (2018). pyEIT: A python based framework for Electrical Impedance Tomography. SoftwareX, 7, 304–308. doi: https://doi.org/10.1016/j.softx.2018.09.005
- EIDORS: Electrical Impedance Tomography and Diffuse Optical Tomography Reconstruction Software // URL: http://eidors3d.sourceforge.net.
- Dimas, C., Sotiriadis, P. P. (2018). Electrical impedance tomography image reconstruction for adjacent and opposite strategy using FEMM and EIDORS simulation models. 2018 7th International Conference on Modern Circuits and Systems Technologies (MOCAST). doi: https://doi.org/10.1109/mocast.2018.8376604
- JSR 168: Portlet Specification. JSRs: Java Community Process. Available at: https://www.jcp.org/en/jsr/detail?id=168
- Elmanova, N. (2001). Web-portaly: klassifikatsiya i naznachenie. KOMP'YUTER PRESS, 2, 172–176.
- Voriyskiy, F. S. (2003). Informatika. Noviy sistematizirovanniy tolkoviy slovar'-spravochnik. Moscow: FIZMATLIT, 760.
- Mashnin, T. (2012). Web-servisy Java. Moscow: BHV-Peterburg, 560.
- Aleksanyan, G. K., Gorbatenko, N. I., Tarasov, A. D. (2014). Development of Hardware-Software Complex for Electrical Impedance Tomography of Biological Objects. Research Journal of Applied Sciences, 9, 1030–1033.
- Goryaninova, E. R., Pankov, A. R., Platonov, E. N. (2012). Prikladnye metody analiza statisticheskih dannyh. Moscow: Izdatel'skiy dom Vysshey shkoly ekonomiki, 310.
- Izmailov, A. F., Solodov, M. V. (2008). Chislennye metody optimizatsii. Moscow: FIZMATLIT, 320.
- Petrov, I. B., Lobanov, A. I. (2006). Lektsii po vychislitel'noy matematike. Moscow: BINOM, 523.
- Tyrtyshnikov, E. E. (2007). Matrichniy analiz i lineynaya algebra. Moscow: FIZMATLIT, 480.
- Kennet, R., Shlyusser, T. (2017). Avtostopom po Python. Moscow: Piter, 336.
- Berri, P. (2017). Izuchaem programmirovanie na Python. Moscow: Izdatel'stvo «E», 624.
- Obe, R., Hsu, L. (Eds.) (2014). PostgreSQL: Up and Running. O'Reilly Media, 234.
- Plyusy i minusy Django. Python 3. Available at: https://python-scripts.com/django-obzor
- ERD (OpenModelSphere) – kontseptual'naya model' dannyh. CyberPedia. Available at: https://cyberpedia.su/12xdf47.html
- Aleksanyan, G. K., Shcherbakov, I. D., Kucher, A. I., Volchenkov, E. A. (2018). Development of a power supply for multi-angle electric impedance tomography complex. MATEC Web of Conferences, 226, 02025. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201822602025
- Karenovich Aleksanyan, G., Ivanovich Gorbatenko, N., Igorevich Kucher, A., Mikhailovich Shirokov, K., Nam Phong, C. (2015). Developing Principles and Functioning Algorithms of the Hardware-software Complex for Electrical Impedance Tomography of Biological Objects. Biosciences, Biotechnology Research Asia, 12, 709–718. doi: https://doi.org/10.13005/bbra/2251
- Gorbatenko, N., Aleksanyan, G., Grechikhin, V., Shirokov, K., Dubrov, V., Lankin, M. (2015). Development of a computer-based stand for testing algorithms of electrical impedance tomography. Research Journal of Applied Sciences, 10 (4), 173–175.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Grayr Aleksanyan, Andrey Katsupeev, Andrey Sulyz, Stanislav Pyatnitsin, Danil Peregorodiev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
