ЛАБОРАТОРИЯ № 7

Лаборатория № 7
Лаборатория обработки биоэлектрической информации

Заведующий лабораторией – д.б.н., профессор Титомир Леонид Иванович

Тел.: (095) 209-46-79, (095) 299-50-02

E-mail: titomir@iitp.ru

Ведущие ученые лаборатории:

д.т.н.	Стефанюк В. Л.	к.т.н.	Жожикашвили А. В.
д.т.н.	Малиновский Л. Г.	с.н.с.	Айду Э. А.-И.
к.т.н.	Трунов В. Г.

Направления Исследований:

разработка и биофизическое обоснование систем отведений для электрокардиографического картирования с максимально простой измерительной процедурой;

создание упрощенных математических моделей грудной клетки как объемного проводника, допускающих аналитическое решение прямой электродинамической задачи;

разработка методов индивидуальной коррекции электрокардиографических измерений по антропометрическим данным;

развитие методов топической диагностики поражений миокарда на основе неинвазивного определения подвижного электрического центра сердца;

определение новых диагностических критериев на основе эксперимента-льно-клинического применения разработанных методов содержательно-образ-ной визуализации характеристик электрофизиологического состояния сердца.

основные результаты

Развиты новые методы неинвазивной оценки положения подвижного электрического центра сердца, приспособленные к системам отведений с малым числом электродов (в частности, к классической и модифицированной системам отведений Франка).

Предложена структура системы отведений для неинвазивного диагностического картирования электрического поля сердца на сферическом квазиэпикарде; при ее использовании существенно упрощается общепринятая процедура многоэлектродного электрокардиографического картирования. Система представляет собой новую модификацию классической системы отведений Франка, причем измерительная процедура не усложняется по сравнению со стандартной электрокардиографией и векторкардиографией, тогда как диагностическая эффективность существенно повышается за счет большей информативности данных и облегчения их количественной и эвристической оценки. Экспериментально-клиническая апробация предложенной системы на базе НИИ кардиологии им. А. Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ подтвердила точность диагностики, обеспечиваемую предложенной системой (в частности, при распознавании гипертрофий разных отделов сердца).

Совместно с НИИ кардиологии им. А. Л. Мясникова продолжены клинические испытания и внедрение в практическую диагностику предложенного ранее метода дипольной электрокардиотопографии (ДЭКАРТО).

Решение ряда научно-исследовательских задач осуществлялось совместно с учеными Словацкой Республики в соответствии с договорами о научном сотрудничестве, подписанными ИППИ РАН с Институтом проблем измерения Словацкой академии наук, Институтом нормальной и патологической физиологии Словацкой академии наук и Международным лазерным центром в Братиславе. По результатам совместных исследований и разработок подготовлена к печати монография Л. И. Титомира, И. Рутткай-Недецкого и Л. Бахаровой "Комплексный анализ электрокардиограммы в ортогональных отведениях".

Основные научные результаты были представлены в двух докладах профессором Л. И. Титомиром с соавторами на XXVII Международном конгрессе по электрокардиологии (Милан, Италия, 27 июня – 1 июля 2000 г.).

Профессор Л. И. Титомир участвовал в международных научных и научно-организационных мероприятиях как член Совета Международного общества электрокардиологии, редакционный консультант журнала "Journal of Electrocardiology" (США) и член редакционного совета журнала "Bratislava Medical Journal" (Словацкая Республика).

Гранты:

Российский фонд фундаментальных исследований (№ 99-01-00434): "Разработка, теоретическое и экспериментальное исследование методов компьютерной интроскопии кардиоэлектрических процессов на основе оптимальных систем измерения электрического поля сердца";

Минпромнауки России, Подпрограмма "Информатизация России", приоритетное направление "Информационные технологии и электроника" (№ 037.03.359.12/1-99): "Разработка и внедрение в медицинскую практику компьютерной системы диагностики и динамического наблюдения за состоянием сердца на основе содержательно-образных методов ортогональной электрокардиографии" (координатор проекта – НИИ кардиологии им. А. Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ).

публикации в 2000 г.

Титомир Л.И., Рутткай-Недецкий И., Бахарова Л. Комплексный анализ электрокардиограммы в ортогональных отведениях. М.: Академиздатцентр "Наука" (в печати).

Блинова Е.В., Сергакова Л.М., Агапов А.А., Сахнова Т.А., Трунов В.Г., Айду Э.А.-И., Титомир Л.И, Атьков О.Ю. Возможности дипольной электрокардиотопографии в диагностике рубцового поражения миокарда и гипертрофии левого желудочка (сравнение с данными эхокардиографии). – В сб.: Современные инвазивные и неинвазивные методы диагностики. М.: Аир-Арт, 2000, с. 98.

Капдероу А., Бейлларт О., Вайда П., Десормес И., Титомир Л.И., Трунов В.Г., Атьков О.Ю., Салтыкова М.М., Сахнова Т.А., Блинова Е.В. ВКГ изменения в условиях переменной гравитации. – В сб.: Материалы IV Международной научно-практической конфренции "Пилотируемые полеты в космос", 21-22 марта 2000 г., Звездный городок, Московская область, РФ, с. 295.

Atkov O., Vaida P., Cholley B., Sakhnova T., Saltykova M., Capderou A., Titomir L., Trunov V., Blinova E., Bailliart O., Desormes I. Noninvasive examination of cardiovascular system during parabolic flights. – In: 13th Symposium "Humans in Space". Abstract book, Santorini, Greece, 2000, p. 34.

De Muynck P., Cornelis J., Titomir L.I. Multipole approach to the inverse problem in electrocardiology: Convergence of the multipole equivalent generator on the inhomogeneous body conductor // Bull. Math. Biol. 2000. V. 62. P. 543-583.

Sakhnova T.A., Saltykova M.M., Romanchuk P.I., Trunov V.G., Aidu E.A.I., Titomir L.I. DECARTO technique in recognition of old myocardial infarction in patients with LBBB. – In: Electrocardiology’99, Institute of Physiology, Syktyvkar, 2000, p. 167-170.

Titomir L.I. The remote past and near future of electrocardiology: View-point of a biomedical engineer // Brat. Med. J. 2000. V. 101. P. 272-279.

Titomir L.I, Trunov V.G., Aidu E.A.I., Sakhnova T.A., Kozhemyakina E.Sh. Topographic imaging of the cardioelectric field on the basis of unipolar Frank-electrode leads. – In: XXVII Int. Congr. Electrocardiol. (Abstract book). Milan: University of Milan, 2000, p. 85.

Titomir L.I, Trunov V.G., Aidu E.A.I., Agarkova T.V. Moving electric center of the heart as a means for noninvasive location of electrogenic zones in the myocardium. – In: XXVII Int. Congr. Electrocardiol. (Abstract book). Milan: University of Milan, 2000, p. 113.

Группа искусственного интеллекта
Направления Исследований:

исследование поведения локально-организованных систем искусственного интеллекта в теории и в приложениях;

использование теории категорий для описания задач обучения и представления знаний в области искусственного интеллекта с учетом нечеткости и динамики событий;

разработка семиотических методов автоматизации выбора представления задач;

разработка новых подходов к интеллектуальной обработке данных в задаче восстановления последовательности оснований в ДНК.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Предложен простой алгоритм профилактики получения вируса по компьютерной почте, который может быть реализован непосредственно оператором на почтовом сервере, что было бы весьма удобным для пользователя. С другой стороны, предлагаемый алгоритм может применяться самим пользователем.

Предложен принцип семиотической интроспекции, который отличает от популярного в прошлом GPS (универсальный решатель задач) одно очень важное обстоятельство: применение GPS возможно лишь с того момента, когда задано описание начального состояния и поставлена цель решения задачи. Принцип семиотической интроспекции, взятый сам по себе, не преследует цели решения задачи, и он может применяться во всех тех случаях, когда задана начальная формулировка задачи, например, начальная “позиция” и допустимые “ходы”. Его применение может позволить переформулировать задачу некоторым иным образом (т.е. "представить" задачу по-иному). Иногда при этом новое представление задачи оказывается настолько эффективным, что достижение многих поставленных целей становится тривиальным. В этом случае уместно говорить об "открытии" или "озарении".

Предложен новый подход и новые алгоритмы для восстановления имен оснований (нуклеотидов) в 4х канальном приборе, предназначенном для выявления последовательности оснований в ДНК с применением электрофореза. Подход основан на топологических соображениях, которые позволяют избежать многих ошибочных результатов при обработке типичного числового файла, получаемого для каждой конкретной ДНК.

Показано, что в виду сложной природы процесса наблюдения автоматическое выявление последовательности оснований ДНК не всегда может рассматриваться как простая задача проверки гипотез или задача распознавания образов. Показано, что для этой проблемы наиболее подходящей является технология экспертных систем.

Исследование выполнялось на данных лаборатории ДНК Факультета электроинженеров и вычислительных наук университета штата Нью-Йорк, США, полученных в ходе визита В. Л. Стефанюка в лабораторию в качестве приглашенного научного консультанта.

Помимо публикаций основные научные результаты были представлены на следующих мероприятиях:

В рамках Европейской международной конференции по искусственному интеллекту (г. Берлин) В. Л. Стефанюком было организовано и проведено совещание “Прикладная семиотика: проблемы управления”. В связи с этим совещанием на сайте ИППИ РАН была создана страничка, которая поддерживается и в настоящее время, ее адрес - http://www.iitp.ru/asc2000.

На седьмой национальной конференции с международным участием В. Л. Стефанюк прочел доклад. На этой конференции под председательством В. Л. Стефанюка проходила работа секции "Интеллектуальный анализ данных".

В ходе командировки в Нью-йоркский университет В.Л.Стефанюк 30 марта 2000 года провел рабочее совещание для членов Факультета электроинженеров и вычислительных наук, на котором он представил основные принципы и относящиеся к делу алгоритмы разрабатываемого им топологического подхода к определению последовательности оснований, а также сообщил некоторые предварительные результаты машинного моделирования.

На 4-й Российско-Белорусской школе по искусственному интеллекту для студентов и аспирантов в г. Браслав, Белоруссия, в июне 2000 года В. Л. Стефанюком была прочитана запланированная лекция.

Как член Международной ассоциации прагматики Л. В. Савинич была приглашена в университет г. Базеля, Швейцария, для чтения полугодовых курсов "Семантика русского языка” и “Способы выражения подтекста в подцензурной печати”" на отделении славистики этого университета.

Гранты:

Российский фонд фундаментальных исследований (№ 99-01-01 152): "Проблемы построения интеллектуальных человеко-машинных интерфейсов методами локально-организованных систем";

Федеральная целевая научно-техническая программа на 1998-2000 годы "Исследование и разработка по приоритетному направлению развития науки и техники гражданского назначения", подпрограмма "Перспективные информационные технологии" в рамках проекта "Разработка программных средств выявления и представления знаний и их использование при создании обучающих систем медицинской диагностики" (№ 0201.04.240): "Разработка программных средств контроля эффективности обучения в интеллектуальных обучающих системах".

публикации в 2000 г.

Стефанюк В.Л. Использование знаний экспертов при выявлении последовательности оснований ДНК. // Труды конференции КИИ' 2000 (7-я национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием, 24-27 октября 2000, Переславль-Залесский). М.: Физматгиз, 2000, т. 1, с. 83-91.

Stefanuk V.L. Dynamic expert systems // KYBERNETES, the International Journal of Systems & Cybernetics. 2000. V. 29. No. 5/6. P. 702-709.

Stefanuk V. Semiotics of Sign Discovery in Noisy DNA Sequencing // Workshop on Applied Semiotics: Control Problems (asc2000), Berlin, 2000, p. 6-8.

Стефанюк В.Л. Проблема представления задач // Труды 4-й Российско-Белорусской школы по искусственному интеллекту для студентов и аспирантов, Белоруссия, Браслав, 2000 (в печати).

Стефанюк В.Л. Профилактика заражения вирусом через почтовое отправление // Новости искусственного интеллекта. 2000. № 1-2: к 60-летию В. Л. Стефанюка (Российская ассоциация искусственного интеллекта). С. 102-103.

Стефанюк В.Л. Представление задач // Новости искусственного интеллекта. 2000. № 1-2: к 60-летию В. Л. Стефанюка (Российская ассоциация искусственного интеллекта). С. 37-61.

Савинич Л.В. Преемственность традиции иносказательной речи декабристов в подцензурной публицистике революционеров-демократов // 170 лет спустя... Декабристские чтения, 1995 г. Москва, 1999, c. 137-146.

Savinitch L.V. Pragmatics goals and communicative strategy in the journalistic discourse under censorship. Mental and discursive presentation of power. Benjamin Press (в печати).

Савинич Л.В. Контекст эпохи и проблема обусловленности приемов иносказания // Сборник, посвященный памяти д.ф.н., проф. А. К. Панфилова (в печати).