Mathematical Processing and Computer Analysis of Data from Numerical Modelling of Radiothermometric Medical Examinations

Abstract

Построены математические модели тепловой динамики и распределения электромагнитного поля в биологических тканях. Проведены численные эксперименты для моделей молочных желез с различающейся внутренней структурой. Особенностью данных моделей является неоднородный и мелкомасштабный характер. Вычислено распределение яркостной температуры. На основе имитационных моделей построены тепловые поля, как для здоровых пациентов, так и для пациентов с раковыми опухолями. Выявлено влияние злокачественной опухоли на общий температурный фон в молочной железе. Радиус опухоли в значительной мере определяет вклад в распределение тепла в объеме молочной железы. Описаны методы обработки результатов численного моделирования. В том числе выделены алгоритмы, позволяющие проводить первичную бинарную классификацию пациентов на категории «здоров»/ «болен». Результаты показывают, что применение алгоритмов машинного обучения, а также нейросетевого анализа позволяет выявлять закономерности в распределении температурных данных. Применение имитационных моделей в совокупности с алгоритмами машинного обучения видится перспективным направлением в решении задачи диагностики онкологических заболеваний по данным радиомикроволновой термометрии.