Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 16. -
Вып. 1. - 2017. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-53-html/TITL-53.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-53-html/cont.htm
«УТВЕРЖДАЮ»
Ректор Смоленской
государственной
медицинской академии
ОТВАГИН И. В.
______________
« » января 2009 г.
ОТЗЫВ
ведущего учреждения – ГОУ ВПО «Смоленская
государственная медицинская академия Росздрава РФ» о
научно-практической ценности диссертации Кузнецова
Геннадия Васильевича «Обработка информации для анализа состояния
сердечно-сосудистой системы методами дифференциальных форм», представленную на
соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 05.13.01 –
«Системный анализ, управление и обработка информации»
Тема
предпринятого соискателем исследования относится к числу актуальных, в связи с возрастающей
потребностью в знаниях по моделированию сердечно-сосудистой системы человека в
фундаментальной медико-биологической науке и в практической медицине. В последние десятилетия в
научный обиход по моделированию сердечно-сосудистой системы активно вошли
использование электронно-вычислительной техники, связанных с нею различных программ,
как по проведению диагностических исследований, так и научных разработок, а
также все новые и новые подходы, которые основываются на различных
математических методах исследования. Широта использования различных математических
методов, привела и к трудностям, связанных с тем, что для решения конкретных
задач часто приходится работать с различными моделями, которые основаны не
только на различных математических аппаратах, но и на различных принципах.
Поэтому при решении таких задач приходится отдавать предпочтение основополагающим
принципам конкретной модели, при этом не учитываются в полном объеме принципы,
лежащие в основе других моделей. Это приводит к снижению точности решения
поставленной задачи. Следует также отметить, что в большинстве моделей
сердечно-сосудистой системы человека, в качестве математического аппарата
используются дифференциальные уравнения. Созданная на такой основе модель,
зависит от значительного числа параметров, а для получения более точного
решения, число параметров увеличивается. Задача получение модели, в которой можно
решать как общие проблемы, затрагивающие всю систему кровообращения, так и
проблемы частного характера, является на сегодняшний день актуальной.
Указанные фундаментальные
исследования актуальны и для клинической практики лечения заболеваний
сердечно-сосудистой системы, связанных с образованием патологических изменений,
как во всей системе, так и в отдельно взятом сосуде.
Таким образом, тема
исследования актуальна как с естественнонаучных позиций, так и с прикладной
точки зрения; связана с планами отраслевой науки, комплексными всероссийскими и
международными программами.
Научная
новизна диссертационной
работы непосредственно вытекает из актуальности цели и задач, рассмотренных
выше: впервые, насколько нам позволяет утверждать анализ исследований в данной
области, предпринята попытка создания логически непротиворечивых и
концептуально полных теоретических основ обработки информации о состоянии
сердечно-сосудистой системы человека с привлечением геометрии одного из видов
римановых пространств – субпроективного пространства,
подтвержденных экспериментами с использованием анализаторов «Кроха ТЦ» и
«Доплеровский фонендоскоп» практически по всему объему притязаний разрабатываемой
теории. Экспериментальная часть данного исследования дает другой элемент
научной новизны – использование полученных теоретических результатов для
качественного совершенствования проведения диагностических исследований по
раннему обнаружению появления патологических изменений в сосудах.
Значимость для науки и
практики полученных результатов состоит в том, что автор разработал теоретические
основы обработки информации состояния
сердечно-сосудистой системы человека, необходимый математический аппарат
для системного анализа работы системы кровообращения (основанный на методе
внешних дифференциальных форм) и экспериментально обосновал полученные
результаты по моделированию данной системы, причем последняя рассматривается со
всеми присущими свойствами как в рамках всей системы,
так и в рамках сосуда. Другим
несомненно ценным достоинством работы является то, что автор не ограничился
статусом диссертации как теоретического исследования, а подтвердил полученные результаты
с использованием современных приборов, такие как доплеровские фонендоскопы.
Следует
отметить, что диссертационная работа Г. В. Кузнецова
основана на обширном материале исследований, выполненных на высоком методологическом
и фактологическом уровнях, что также подтверждает
теоретическую и практическую значимость работы. Все полученные результаты
опубликованы в ведущих отечественных изданиях; по теме работы издана
монография, глава в монографии; апробация выполнена более чем на 20 научных мероприятиях
всероссийского и международного уровней.
Результаты, полученные
соискателем, внедрены многими высшими учебными заведениями и научно-исследовательскими
институтами в свои исследования, что подтверждается актами внедрения.
Анализ содержания диссертационной работы
подтверждает заявленную автором цель исследования, раскрывающие цель задачи, а
также основные положения, выносимые на защиту.
Во введении обоснована
актуальность тематики, определена научная новизна, практическая ценность
работы, сформулированы положения, выносимые на защиту, дана характеристика
методам исследования, приведен список апробаций.
В первой главе проведен
анализ известных результатов исследований по теме диссертации. Следует
отметить, что данную главу можно рассматривать как продвижение авторской
концепции по поводу пространственного подхода к обработке информации о состоянии
сердечно-сосудистой системы (ССС) человека; это видно из методологии системного
анализа существующих теорий и концепций. В главе соискатель развивает положения
по моделированию ССС, основанные на ее системном анализе, формализации ее деятельности,
разработке математического аппарата, что приводит к построению модели для обработки
информации о состоянии ССС.
Содержание второй главы
посвящено обработке информации в отдельно взятом сосуде. Исследование проводится с использованием геометрии евклидова пространства
и обусловлено тем, что сосуд на рассматриваемом протяжении не имеет кривизны.
При получении характеристик именно для движущейся крови, используются
дифференцируемые отображения: конформные и геодезические, которые позволяют
моделировать движение крови в сосуде.
В третьей главе разработан
математический аппарат для обработки информации в рамках всей ССС. В качестве
рабочего аппарата обработки информации используется геометрия частного случая
риманова пространства – субпроективное пространство.
Так как для характеристики движущейся крови применяются отображения, то в этой
главе получена богатая геометрия отображений между различными пространствами.
Четвертая глава посвящена разработке теоретических основ по формализации и моделированию стационарного движения крови в участке сосуда. Вычислены такие важные характеристики для движущейся крови как градиент, дивергенция, ротор. При моделировании движения крови широко используются понятия, которые характеризуют траектории, по которым движутся форменные элементы крови. Показано, что при исследовании движения крови по участку сосуда, можно широко использовать геометрические объекты, которые характеризуют движение крови, будь то турбулентное движение или ламинарное.
В пятой и шестой главах
разработаны теоретические основы обработки информации о состоянии всей ССС человека.
В пятой главе субпроективное пространство отнесено к голономным реперам,
что позволяет получать поверхности, по которым происходит движение крови и на
которых располагаются вихревые линии. Шестая глава посвящена более общим видам
турбулентного движения, при которых таких поверхностей не существует. В этом
случае субпроективное пространство отнесено к
неголономным реперам. Последние две главы позволяют исследовать движение крови
по всей ССС, независимо от вида ее движения. Данные две главы являются
итоговыми при системном исследовании ССС, в которых затрагиваются проблемы
фундаментального характера для моделирования деятельности системы кровообращения.
Седьмая глава посвящена
экспериментальному подтверждению полученных результатов с использованием допплеровских
ультразвуковых анализаторов. Показана эффективность использования
разработанного математического аппарата в обработке информации о состоянии ССС
человека методами дифференциальных форм. Полученные теоретическим путем результаты,
находят свое экспериментальное подтверждение.
Завершая краткий анализ
содержания диссертационной работы, отметим ее новаторский характер,
естественнонаучную широту постановки задач в таком сложном вопросе, как
моделирование деятельности ССС, получение объединяющих начал при ее системном
исследовании, в то же время результаты исследования доведены до практических
результатов.
Необходимо отметить также следующее. В своем фундаментальном труде «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» [Изд. 2-е. – М.: Наука, 1987. – С. 154] В. И. Вернадский пишет: «…в живых веществах мы имеем дело с состоянием пространства, не отвечающем Эвклидовой геометрии». В главе XVI «Состояние пространства, отвечающее живому веществу» он пишет: «При обсуждении этого вопроса в Биогеохимической лаборатории с геометрами, биологами, геохимиками и физиками выяснилось в 1938-1939 гг. (по замечанию проф. Б. Н. Делоне и проф. С. П. Финикова), что мыслима одна из Римановских геометрий». Работа Г. В. КУЗНЕЦОВА, быть может, является одной из первых, учитывающих иное геометрическое состояние биологического пространства на примере сердечно-сосудистой системы.
Рекомендации по
использованию результатов
и выводов диссертационной работы можно разбить на три группы: а) в научном
плане, как получение теоретических основ для системного исследования ССС,
обработке информации, основанных на пространственном подходе к моделированию системы
кровообращения; б) в практику исследований по моделированию ССС – использование
предложенного подхода к объединению существующих подходов в рамках
представления системы кровообращения как пространства, с определенными
геометрическими свойствами; в) в учебном процессе – для студентов старших
курсов, аспирантов, слушателей постдипломных курсов
повышения квалификации по медико-техническим, биофизическим, медицинским,
математическим специальностям.
Замечания. Диссертация написана по
классическому типу, посвящена актуальной теме с большим объемом теоретического
и экспериментального материала междисциплинарного характера. На наш взгляд, слишком
много место в диссертации отведено разработке математического аппарата. Не достаточно
полно в первой главе отражены модели, в которых широко используется
электронно-вычислительная техника. Следует отметить, что в ходе проведения исследований
по обработке информации ССС, предложенному
соискателем, многие вычисления можно упростить, используя ПЭВМ. Недостаточно
широко мотивирована разработка теории дифференцируемых отображений, а также
использование для геометрических характеристик ССС – геометрии субпроективного пространства. Главы 5 и 6, по нашему пониманию,
можно объединить в одну главу, так как в них рассматривается системный анализ
стационарного движения крови по всей системе кровообращения.
Следует также отметить пп..
6 и 8 «Практических рекомендаций», которые носят довольно общий характер.
Необходимость продолжения исследований в разработанном авторе новом научном
направлении очевидна.
Заключение
Диссертационная работа Кузнецова Г.В. «Обработка информации для анализа состояния сердечно-сосудистой системы методами дифференциальных форм», представленная на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации», является квалификационной работой, в которой осуществлено новое решение крупной научной проблемы, связанной с созданием теоретических основ обработки информации о состоянии сердечно-сосудистой системы на основе методов дифференциальных форм, что обеспечивает повышение точности моделирования кровеносной системы и повышает качество диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы.
По актуальности, новизне результатов, их теоретическому и научно-практическому значению работа соответствует требованиям п. 8 “Положения о порядке присуждения научным и научно-педагогическим работникам ученых степеней и присвоения научным работникам ученых званий” ВАК РФ, предъявляемым к докторским диссертациям, а ее автор Кузнецов Геннадий Васильевич заслуживает присуждения ученой степени доктора биологических наук.
и стоматологического
факультета,
д.м.н.,
доцент
КОЗЫРЕВ О. А.
Профессор
кафедры анатомии человека, д.м.н. ГЛОТОВ В. А.
Подписи Козырева О. А. и.
Глотова В. А. заверяю:
Ученый секретарь Совета Смоленской государственной медицинской
академии
БЕКЕЗИН В. В.