2024
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2024 за Назва
Зараз показуємо 1 - 20 з 30
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Prospects for the use of 3D bioprinting technologies for regenerative therapy of skin damage(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Baranovska, Anastasiia; Lutsenko, TetianaAbstract. Until recently, rapid tissue regeneration, replacement of damaged organs, and restoration of their functions were the dreams of doctors and patients. The advent of tissue engineering and regenerative medicine makes this possible. The main tasks of tissue engineering are the combination of cells in nutrient scaffolds to create components for the restoration of damaged edges and tissues. Regenerative medicine, in turn, combines tissue engineering techniques and various strategies, such as gene therapy, immunomodulation, tissue therapy to implement functional restoration, reconstruction of tissues and organs. The shortage of organs and tissues for transplantation is a global problem [1]. In addition to the long wait for donor organs, the results of transplantation are unpredictable, as a large proportion of operations end in failure, either immediately or within 10 years after transplantation, in addition, the recipient becomes obliged to take immunosuppressive drugs for life, which increase the risk of infection. The development of automation technologies and the creation of new biomaterials has accelerated research into the production of preclinical models and bioartificial organs. One of such automated technologies is 3D printing, which has been widely developed over the last dozen or so years and has not lost the interest of scientists due to its simplicity and the ability to create complex structures using a wide range of biomaterials. In the field of transplantology, there is a need not only to develop new strategies for restoring the functioning of internal organs, but also to develop methods for obtaining skin protection, because in the world there are millions of people suffering from chronic skin diseases or suffering from skin lesions as a result of injuries or burns.Документ Відкритий доступ Synergistic suppository herbal formulation for prostatitis treatment(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Holembiovska, Olena; Dmytrenko, OleksandraBackground. Global data indicates that the prevalence of prostate diseases, including prostatitis, ranges from 11% to 74% in men aged 20-65 years. There are clearly defined standards for both conservative and surgical treatment of prostate disease. However, conservative medical treatment of prostatitis does not always allow for a sufficient duration (6-8 weeks) due to the potential for adverse effects. It is currently evident that there is a necessity for the development of products that are highly efficacious with optimal safety profiles, which could ensure their long-term, painless use. In light of the aforementioned considerations, the development of novel multicomponent phytoproducts that exert a direct influence on the functional state of the prostate gland represents a highly promising avenue of research. Objective. A theoretical study was conducted to investigate the potential synergistic effects of a herbal combination comprising CO2 extracts of Serenoa repens, Calendula officinalis and Levisticum officinale in the treatment of prostatitis. Methods. A review of scientific studies conducted by researchers from various countries, as well as an analysis of internationally recognised monographs on phyto-ingredients with established therapeutic properties in the treatment of prostatitis, was undertaken. The data from scientific sources on the potential combination and attainment of favourable synergy for CO2 extracts of medicinal lovage (Levisticum officinale), saw palmetto (Serenoa repens) and medicinal calendula (Calendula officinalis) were subjected to analysis. Results. The selection of each herbal extract was based on its distinctive therapeutic properties and the potential for it to complement the others. The saw palmetto (Serenoa repens) has been demonstrated to possess anti-inflammatory and anti-androgenic effects, which may be beneficial in the treatment of prostate inflammation and enlargement. Calendula (Calendula officinalis) has been demonstrated to possess anti-inflammatory, antimicrobial and wound-healing properties, thereby facilitating the reduction of inflammation and the repair of tissue. Lovage (Levisticum officinale) has anti-inflammatory and diuretic properties, which contribute to the reduction of inflammation and improvement in urinary function. Conclusions. It is anticipated that the theoretical synergy of the studied extracts will enhance the overall therapeutic efficacy, providing improved symptom relief, infection control and tissue regeneration in comparison to traditional treatments. It is anticipated that the suppository delivery system will facilitate localised action with a concomitant reduction in systemic side effects. The proposed formula has the potential to serve as an additional or alternative treatment for prostatitis, pending further experimental validation and clinical trials.Документ Відкритий доступ Автоматизована система моніторингу температури, насичення і збалансованого потоку крові у венозному резервуарі апарату штучного кровообігу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Суп, Микола Васильович; Максименко, Віталій Борисович; Богомолов, Микола ФедоровичУ статті розглянуто новітню систему безпеки, що базується на використанні комбінованої системи датчиків, яка дає можливість не лише вимірювання низького і критичного рівнів крові в режимі реального часу, а також показники температури та сатурації венозного резервуару апарату штучного кровообігу. Система забезпечує автоматичне регулювання артеріального насосу, що дозволяє знизити ризики та ускладнення пов'язані з масивною повітряною емболією, надмірною крововтратою та гіпоксією пацієнта. Завдяки адаптивному контролю швидкості насосу на основі точних вимірювань рівня крові, запропонована система дозволяє швидше реагувати на критичні зміни в об’ємі депонованої крові венозного резервуару. Методика реалізації включає інтеграцію оптичних та лазерних технологій з існуючими апаратами штучного кровообігу, що дозволить оптимізувати процеси моніторингу та контролю штучного кровообігу. Подальша реалізація дасть змогу підвищити рівень надійності та безпеки в управлінні кров'яним потоком, знижуючи навантаження на медичний персонал і забезпечуючи більш точний контроль за станом пацієнта. Висновки свідчать про те, що запропонована система має значний потенціал для подальших досліджень і впроваджень у клінічну практику.Документ Відкритий доступ Асистивна технологія при втраті зору на основі оптоелектронних аналізаторів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Акерман, Дмитро Олегович; Богомолов, Микола ФедоровичУ статті розглянуто конструктивні особливості, принципи дії та функції нового пристрою для осіб з втратою зору на основі оптоелектронних аналізаторів. Основною перевагою цієї технології є її здатність надавати інформацію з допомогою відчуття легкого тиску для користувача, не перевантажуючи інші задіяні канали відчуттів. Технологія використовує 6 ультразвукових та 4 інфрачервоних сенсори, які перетворюють імпульси в механічну силу, що дозволяє користувачам отримувати важливу інформацію про оточуюче середовище, розпізнавати об'єкти та допомагати в навігації. Конструктивно пристрій складається з трьох основних модулів: модуль збору даних, модуль обробки та модуль виводу інформації. Модуль збору даних включає ультразвукові та інфрачервоні сенсори, розташовані на корпусі пристрою. Модуль обробки використовує мікроконтролер на базі ARM Cortex-M4 для аналізу сигналів з сенсорів та генерації відповідних керуючих команд. Сигнал передається через бездротовий інтерфейс Bluetooth до модуля виводу інформації. Модуль виводу інформації забезпечує передачу цих команд у вигляді відчуттів легкого тиску на шкіру користувача через 16 мініатюрних вібромоторів.Документ Відкритий доступ Біоінженерний потенціал 3D-біодруку для створення функціональних моделей печінки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Маслянчук, С. М.; Луценко, Т. МЗахворювання печінки, такі як рак, цироз і недостатність, є серйозними проблемами медицини через високу смертність та обмежені можливості лікування, спричинені пізньою діагностикою, дефіцитом донорських органів і ризиками післяопераційних ускладнень. Традиційні моделі для дослідження не можуть точно відтворити складну васкуляризовану структуру людської печінки, що ускладнює вивчення захворювань печінки і проведення процедури тестування лікарських засобів. У цьому контексті 3D-біодрук виступає як перспективна технологія для створення функціональних печінкових тканин, що відкриває нові можливості для регенеративної медицини. У статті було проведено аналітичний огляд методів і матеріалів 3D-біодруку для створення моделей печінкової тканини. На основі проведеного огляду було розглянуто основні підходи до біодруку, включаючи струменевий, екструзійний, лазерний методи, чанну фотополімеризацію, технології FRESH та сакрифікаційного біодруку. Різні підходи дають змогу досягти максимального результату процесу друку відповідно до поставлених завдань і типу матеріалів, що дозволяє створити як прості конструкції, так і складні багатокомпонентні. Висвітлено роль гідрогелів і клітинних компонентів у формуванні біочорнил, їхній вплив на життєздатність клітин і створення функціональних тканин. Окрема увага приділена можливостям використання 3D-друкованих моделей печінки у регенеративній медицині, моделюванні захворювань і тестуванні лікарських засобів. Застосування 3D-біодрукованих моделей відкриває нові можливості у фундаментальних дослідженнях, створенні та випробуванні лікарських засобів та засобів для регенеративної медицини, пропонуючи інноваційні рішення для персоналізованої терапії та лікування захворювань.Документ Відкритий доступ Виготовлення протезів нижніх кінцівок: виклики, аналіз та можливі рішення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Семінська Наталія Валеріївна; Мусієнко Ольга Станіславівна; Слободянюк Іванна Валентинівна; Белевець Ксенія Сергіївна; Степанова Анна Андріївна; Шитікова Наталія СергіївнаАнотація – Наразі наша країна стикається з багатьма викликами, на які ми спрямовуємо максимальні зусилля та увагу для їх вирішення. Серед головних завдань - відновлення людських ресурсів, економічна реабілітація після конфлікту, соціальна реінтеграція постраждалих від військових дій та забезпечення повноцінного життя. У прифронтових зонах, особливо там, де проходять активні бойові дії, багато людей стикаються з ризиком серйозних травм. Наслідком цього може бути повна або часткова втрата кінцівок. Це ставить перед медичною та науковою спільнотами складні завдання щодо забезпечення необхідної підтримки і реабілітації постраждалим. Тож у даній статті увага зосереджується на важливості виробництва куксоприймачів, які є ключовими компонентами в конструкції протезів нижніх кінцівок. Основна увага приділяється необхідності персоналізації та точності у їх виробництві, особливо в контексті зростаючої кількості ампутацій, що вимагає ревізії та оптимізації застарілих технологічних процесів. Авторами було переглянуто існуючі підходи та інноваційні методи, зокрема адитивні технології, які можуть сприяти ефективнішому виробництву та покращенню якості протезних виробів. Також у статті обговорюються різні матеріали для гільз, методи фіксації та вплив цих аспектів на комфорт та функціональність протезів. Дослідження і рекомендації, представлені в статті, мають на меті сприяти подальшому розвитку галузі протезування в Україні, покращенню якості життя постраждалих та їхній соціальній адаптації та реінтеграції. Важливою частиною аналізу є розгляд основних параметрів, які впливають на ефективність і прийнятність протезів. Запропоновано інженерні підходи, спрямовані на розв'язання цих критичних проблем.Документ Відкритий доступ Використання методу магнітнорезонансної томографії та штучного інтелекту для діагностики посттравматичного стресового розладу (огляд)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Алієв, Ельдар Ігорович; Павлов, Володимир АнатолійовичВ сучасних реаліях велика кількість людей переживає ментально-травмуючі події, що в подальшому може призвести до сплеску психічних та неврологічних захворювань, як-от посттравматичний стресовий розлад (ПТСР). ПТСР є серйозним психічним захворюванням, яке може виникнути після переживання травматичних подій. Це стосується не лише військових ветеранів, а й людей, які зазнали насильства, катастроф, аварій або інших стресових ситуацій. Сучасне суспільство стикається з численними викликами, пов'язаними з діагностикою та лікуванням хворих на ПТСР. Такі хворі потребуватимуть специфічних підходів до діагностики, яка є неможливою без використання інструментальних методів обстеження. В умовах сучасних технологій і наукового прогресу важливо досліджувати нові підходи до лікування цього розладу, розуміти його вплив на життя людей та подібні аспекти. Це може привести до створення нових, більш чутливих інструментів для діагностики та моніторингу стану пацієнтів. Нейровізуалізація дозволяє краще зрозуміти природу людського мозку і застосовується для виявлення органічних та функціональних змін. Методи аналізу зображень мозку дозволяють виявляти навіть неочевидні відмінності у мозковій активності у порівнянні зі здоровими особами. Розвиток магнітно-резонансних томографів, в останні три десятиріччя дав поштовх великій кількості досліджень в галузі нейробіології, що було неможливим раніше. Розуміння патофізіологічних основ захворювань є важливою складовою діагностичного процесу, тому дослідження спрямовані на пошук конкретних предикторів діагностичного висновку та патологічних змін в організмі. Враховуючи об’єми даних, що необхідно обробити, використання технологій штучного інтелекту (ШІ) є цілком виправданим. Алгоритми машинного навчання здатні аналізувати великі набори даних, виділяючи патерни, які можуть бути неочевидними для лікарів. Інтеграція ШІ з магнітнорезонансною томографією відкриває нові можливості для дослідження та лікування ПТСР. Дослідження показують, що ШІ може допомогти автоматизувати процес виявлення ознак ПТСР на зображеннях, що значно заощаджує час і ресурс лікарів. Також цей підхід може не тільки підвищити точність діагностики, але й позитивно вплинути на якість життя пацієнтів. Мета даного огляду — ознайомитися з існуючими дослідженнями в яких пропонуються різні методи аналізу даних магнітнорезонансної томографії пацієнтів з ПТСР , а також роботами в яких результати даного аналізу застосовані в методах ШІ для побудови діагностичних систем. Для досягнення мети було розглянуто актуальні роботи в яких автори описували органічні та функціональні зміни при ПТСР, а також застосування технологій машинного навчання для діагностичних цілей. Дана робота систематизує результати попередніх робіт, даючи підґрунтя для подальших досліджень. Результати даного огляду дозволяють зрозуміти перспективні напрямки у розробці методик діагностики ПТСР та шляхи їхньої реалізації. Подальші наукові зусилля в цій галузі мають бути зосереджені не лише на вдосконаленні технологій дослідження, але й на інтеграції отриманих знань у клінічну практику, що забезпечить своєчасне і ефективне лікування пацієнтів з ПТСР.Документ Відкритий доступ Випадок проєктування індивідуального аугменту для заміщення дефекту стегнової кістки при ендопротезуванні колінного суглоба(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Житковський, Андрій Романович; Дубко, Андрій ГригоровичТотальне ендопротезування колінного суглоба (ТЕКС) є надійним і ефективним методом лікування прогресуючого остеоартриту коліна, і останніми роками його популярність зростає у всьому світі. Зокрема, спостерігається збільшення кількості молодих пацієнтів, які проходять цю процедуру. Внаслідок цього, ймовірно, що в майбутньому кількість ревізійних ендопротезів колінного суглоба (рТЕКС) також зросте. Однак рТЕКС є складною хірургічною процедурою, що супроводжується високим ризиком ускладнень, часто призводить до втрати кісткової маси і може бути пов'язана з погіршенням якості кісткової тканини. Дефіцит кісткової тканини під час рТЕКС є поширеною проблемою з різними причинами, включаючи асептичне руйнування, остеоліз, стресові ушкодження та інфекційні ускладнення, що може бути наслідком видалення імплантату. Застосування систем автоматизованого проєктування (САПР) та адитивних технологій з метою створення імплантатів для заміщення кісткового дефекту є перспективним напрямком досліджень, адже це дозволяє проєктувати індивідуальні вироби для кожного пацієнта, дефект коліна якого відрізняється у кожному конкретному випадку. Дана робота присвячена розгляду індивідуального випадку проєктування аугменту для заміщення дефекту стегнової кістки, модель якого передбачена для її використання як основи при виготовленні імплантату адитивним способом. У даній роботі розмір і локалізація кісткового дефекту визначалися за допомогою тонкошарової комп’ютерної томографії (КТ, товщина зрізу 1 мм) після редукції артефактів. Сегментація та 3D-реконструкція кісток колінного суглобу була здійснена у середовищі Materialize Mimics. Індивідуальний аугмент розроблений відповідно до 3D-моделі реконструкції стегнової кістки у середовищі Autodesk Fusion 360. Частинам аугменту, які знаходилися на межі кістки та імплантату, було надано трабекулярної (пористої) структури для досягнення біологічної фіксації. Після завершення проектування 3D-модель аугменту було експортовано у форматі STL, дана модель передбачена для виготовлення на її основі імплантату зі сплаву Ti6Al4V за технологією селективного лазерного плавлення (SLM).Документ Відкритий доступ Відтворення геометричної моделі структур серця за допомогою аналізу одного ультразвукового зображення(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Кройс, Назарій Іванович,; Федорін, Ілля ВалерійовичПостійне зростання потреби у впровадженні ефективних технологічних рішень для тривимірної візуалізації серця зумовлене необхідністю покращення діагностики серцево-судинних захворювань. Використання тривимірних моделей серцевих структур дозволяє отримати більш повне уявлення про анатомічні особливості та функціональний стан серця. Традиційні методи тривимірної реконструкції вимагають або спеціалізованого обладнання, або отримання множини ультразвукових зрізів, що не завжди можливо в клінічній практиці через технічні обмеження або стан пацієнта. Метою дослідження було підвищення ефективності візуальної діагностики шляхом розробки методів тривимірного моделювання структур серця на основі аналізу одного ультразвукового зображення. Об'єктом дослідження виступали тривимірні моделі структур серця та ультразвукові зображення, а предметом – методи моделювання тривимірних структур серця на основі двовимірних ультразвукових зображень. В роботі застосовано комплексний підхід, що включає попередню обробку зображень, сегментацію з використанням нейронної мережі U-Net та методи геометричного моделювання, такі як метод Тейхольца та осесиметрична модель. Для розробки та валідації методів використано набір даних CAMUS, що містить 1400 ультразвукових зображень серця. Дані включають двокамерні та чотирикамерні проекції серця, отримані в різних фазах серцевого циклу. Результати дослідження продемонстрували високу ефективність запропонованого підходу до сегментації серцевих структур, що підтверджується досягнутим значенням dice коефіцієнту 0.89. Розроблені методи геометричного моделювання дозволяють створювати спрощені, але анатомічно обґрунтовані моделі серцевих структур, що можуть бути використані для попередньої оцінки стану серця в ситуаціях обмеженої доступності даних. Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості швидкого створення тривимірних моделей серця для підтримки прийняття клінічних рішень, особливо в умовах, коли проведення повного ультразвукового дослідження ускладнене. Запропонований підхід може бути інтегрований в існуючі системи ультразвукової діагностики, розширюючи їх можливості без потреби у додатковому спеціалізованому обладнанні.Документ Відкритий доступ Дослідження механолюмінесценції середовища з магнітними наночастинками(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Орел, Валерій БінговичАнотація – Механолюмінесценція – це явище випромінювання світла біологічними об’єктами у відповідь на механічне подразнення. Відомі апарати для реєстрації механолюмінесценції достатньо обмежені у можливості проведення досліджень у біологічних об’єктах у рідкому стані під комбінованим магніто-механічним впливом магнітних наночастинок по відношенню до контрольних вимірів спонтанної хемілюмінесценції досліджуваних зразків. Актуальною є потреба у розробці технічного рішення для дослідження механолюмінесценції, що дозволяє використовувати більш широкий спектр аналізів для більш повного розуміння взаємозв’язку застосування магнітних і механічних сил магнітних наночастинок на злоякісні клітини. Тому, метою даної роботи було проаналізувати біофізичні основи та описати конструкцію запропонованого пристрою для реєстрації механолюмінесценції злоякісних клітин з використанням магнітних наночастинок. Розглянуто біофізичні аспекти механолюмінесценції при пружних, пластичних деформаціях та руйнуванні, а також ті, що можуть бути ініційовані хімічними вільнорадикальними реакціями, спричиненими механічним стресом. Наведено опис конструкції запропонованого пристрою для реєстрації механолюмінесценції клітин з магнітними наночастинками, принциповим технічним рішенням у якому є застосування ротаційного магнітного поля для механохімічного впливу та реєстрації фотонів механолюмінесценції клітин з магнітними наночастинками. Також, описано технологію підготовки проб та реєстрації механолюмінесценції злоякісних клітин з магнітними наночастинками. Оцінка випромінення механолюмінесценції може потенційно слугувати додатковим кількісним параметром магніто-механохімічного ефекту на злоякісні клітини при магнітній нанотераностиці для покращення точності медичної діагностики та оцінки відповіді пухлини на проведену терапію.Документ Відкритий доступ Ефективність алгоритмів машинного навчання для класифікації змін структури легень у постковідних та гострих стадіях COVID-19(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Лутченко, Вікторія Геннадіївна; Бабенко, Віталій Олегович; Настенко, Євген Арнольдович; Линник, Микола ІвановичКомп'ютерна томографія (КТ) є важливим інструментом для діагностики змін структури легень завдяки своїй високій точності та чутливості у визначенні патологічних змін на тканинах. Деталізація тканин легень є основною причиною ефективності даного методу у виявленні як гострих стадій захворювання COVID-19, так і ускладнень, що виникли на тлі постковідного періоду (починається через три місяці після гострої стадії). Однак, важливу роль відіграють медичні фахівці, які працюють зі знімками КТ. Застосування комп’ютерних алгоритмів машинного навчання може сприяти покращенню медичної практики, від чого виграють як фахівці, отримуючи підтримку у прийнятті діагностичних рішень, так і пацієнти, отримуючи своєчасне та ефективне лікування. В даному дослідженні використовувалась база зрізів КТ легень, що була надана фахівцями ДУ «Національний інститут фтизіатрії та пульмонології імені Ф.Г. Яновського НАМН України» у рамках співпраці з КПІ ім. Ігоря Сікорського. Усього база містила 10 031 зріз КТ легень, які були взяті у 36 знеособлених пацієнтів. З них, 5 213 (52%) зрізів містили ознаки гострої фази COVID19, а 4 818 (48%) – ознаки постковіду. Перед процесом моделювання було прийнято рішення розподілити пацієнтів в тренувальну (80.6%) і тестову (19.4%) вибірки. Завдяки такому розподіленню співвідношення між зрізами КТ у двох вибірках складало 3:1. Для вилучення інформативних ознак з наданих зрізів застосовувались методи текстурного аналізу, такі як: GLCM, GLRLM, GLDS та LBP. Використовуючи отримані ознаки, була проведена класифікація стану легень наступними алгоритмами машинного навчання: Random Forest, Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbors (KNN), XGBoost, LightGBM, а також випадковий ліс дерев оптимальної складності (ВЛДОС). За допомогою мір точності, чутливості та специфічності було визначено, що виявляти зміни структури легень, як у постковідних пацієнтів, так і у пацієнтів з гострою стадією COVID-19, здатні моделі XGBoost LightGBM та ВЛДОС з показниками точності на тестовій вибірці 85%, 86% та 89% відповідно. Подібні результати дозволяють надавати необхідну для медичних фахівців підтримку у прийнятті діагностичних рішень, що сприяє кращому виявленню змін структури легень. В майбутніх дослідженнях планується розробка програмного забезпечення з можливостями пояснювального інтелекту, а також подальша інтеграція застосунку в чинну медичну інфраструктуру.Документ Відкритий доступ Ефективність застосування комп’ютерної томографії та сучасних інформаційних технологій у виявленні структурних змін серця при гострій формі COVID-19(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Гончарук, Максим Олександрович; Настенко, Євген Арнольдович; Линник, Микола ІвановичЗа допомогою комп’ютерної томографії та сучасних методів інформаційних технологій можливо оцінити не тільки стан ураження легень, а й визначити зміни в серці, які непомітні неозброєним оком безпосередньо під час КТдіагностики. Основною метою даного дослідження є аналіз структурних змін в серці, пов’язаних із гострим перебігом COVID-19. Отримані результати можуть бути приводом для призначення специфічних кардіологічних обстежень та лікувальних заходів. Використано відкритий датасет COVID-CT-MD та дані КТ обстежень, виконаних в Національному інститут фтизіатрії і пульмонології імені Ф.Г. Яновського НАМН України і Національного інституту серцево-судинної хірургії імені М.М. Амосова НАМН України. Спостереження були розділені на два класи: 1- особи, які не хворіли на COVID-19 та 2 – особи із гострою формою COVID19. В результаті розмітки КТ-серій і виключення обстежень із явними візуальними артефактами залишено 167 і 68 випадків(пацієнтів) COVID-19 і норми відповідно. Для балансування класів застосовано метод андерсемплінгу. Даний метод скоротив кількість випадків до 68 для кожного з класів. Для оцінки структурних змін в серці застосовано текстурну матрицю суміжності градацій сірого (GLCM) і ансамблеві (Random Forest, LightGBM, XGBoost) та класичні (SVM) класифікатори. Загальну вибірку розділено на тренувальну та валідаційну з частками 70% та 30% відповідно. Розроблено оригінальний алгоритм відбору інформативних ознак з GLCM, який включає відбір найбільш повторюваних відтінків сірого та їх комбінацій у сусідніх точках зображення у двох класах. Якість класифікації оцінено за наступними критеріями: точність, чутливість, специфічність та F-міра. Найкращий результат продемонстрував метод SVM з точністю 63% та F-мірою у 63% на тестовій вибірці. Встановлено, що специфічні структурні зміни в серці при COVID-19 можуть бути виявлені за даними КТ із застосуванням сучасних інформаційних технологій.Документ Відкритий доступ Засоби та методи автоматизації контролю антропометричних показників дітей в лікарській практиці(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Вовянко Світлана Ігорівна; Козяр Василь Васильович; Колбасін Максим ОлександровичАнотація – Мета роботи: Аналіз засобів та методів автоматизації контролю антропометричних показників дітей, що можуть бути використані у лікарській практиці, для створення додатку із застосуванням автоматизованих засобів збору, збереження, аналізу і оцінки антропометричних показників для своєчасної корекції відхилень шляхом надання індивідуальних рекомендацій. Актуальність: Розрахунок антропометричних даних дитини включає в себе значну кількість показників. Лікар повинен проводити заміри до 20 відповідних показників та вести їх статистичний контроль, для кожної дитини індивідуально. Але, як показує практика, ця методика є досить складною та вимагає витрат великої кількості робочого часу. Тому автоматизація покликана зробити контролюючу та лікувальну методики більш ефективними. Новизна: Разом з оглядом наявних методах контролю антропометричних даних ми пропонуємо автоматизацію процесу контролю нутрієнтів, які споживає дитина під час харчування. Як метод корекції відхилень, згідно з наказом №1073 від 03.09.2017, ефективно використовують індивідуалізовану дієтотерапію з налаштуванням згідно вікових норм. Розробка та створення спеціальної інформаційно-комунікативної медичної системи здатна суттєво спростити роботу лікаря. Спеціаліст буде мати змогу проводити контроль за допомогою будь якого девайсу: телефону, комп’ютера, ноутбука. Це важливо в наших реаліях, адже не завжди лікар буде мати доступ до сучасних пристроїв, але майже кожен має смартфон. Саме тому під час розробки програмного застосунку, треба взяти до уваги програмне середовище, яке має давати змогу без зміни початкового коду, запускати програми на різних операційних системах. Здебільшого в дитячому віці проблему становить зайва маса дитини, що є причиною великої кількості соматичних захворювань. Розрахунковий модуль для батьків може бути дієвим і зручним інструментом вибору нутрієнтів, які необхідні дитині для нормального розвитку. Так само, розрахунковий модуль, батьки зможуть запускати з власного смартфону та проводити розрахунок нутрієнтів для своєї дитини. Це набагато зручніше, враховуючи, що в цьому модулі буде блок корекції, де лікар зможе змінювати норму кількості білків, жирів та вуглеводів, які треба спожити. Результати цього дослідження допоможуть не тільки виявити можливості впровадження передових технологій у медичну практику для моніторингу здоров'я дітей, а й визначити перспективні напрямки майбутніх досліджень у цій сфері.Документ Відкритий доступ Застосування нейронної мережі для керування рухами пальців біопротезу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Гнєтнєв, Костянтин Юрійович; Шликов, Владислав ВалентиновичАнотація – Дана робота присвячена розробці системи керування біонічного протезу руки, яка використовує нейрону мережу для управління рухами пальців протезів, шляхом навчання нейронної мережі у процесі зчитування електроміографічних (ЕМГ) сигналів зі здорової руки та їх синхронізації з ЕМГ-сигналами у культі пацієнта. Такий підхід дає змогу пацієнтам швидше звикнути до протеза і ефективніше керувати ним під час використання. Крім того, застосування дешевих і вітчизняних складників дозволить зробити такі протези більш доступними для пацієнтів. Макетний зразок системи керування протезом має вигляд простого захоплюючого механізму, для керування яким використано один датчик, що приймає сигнали з відповідного м’язу здорової руки. Наприклад, для відтворення рухів згинання вказівного пальця обрано поверхневий м’яз згинання пальців (musculus flexor digitorum superficialis) як м’яз поверхневого шару м’язів передпліччя, який знаходиться в оточенні м’язів синергістів. Модель нейронної мереж має два прихованих шари та простий класифікатор: два прихованих шари по 200 нейронів, вхідний шар на 3 нейрони, і вихідний шар на 1 нейрон. Максимальне відхилення від точності 1.000 під час навчання нейронної мережі складає 0.013, що обумовлює достовірний результат за 100 епох. Після того, як нейронна мережа робить передбачення на основі рухів здорової руки, система керування протезом на основі мікроконтролера Arduino подає класифіковану подію на виконуючий двигун у вигляді коду: 0 – розкриття кисті, 1 – стискання кисті. Таким чином, у розробленій системі керування біонічним протезом руки увага зосереджена на забезпеченні легкого та швидкого процесу реабілітації та використання протезу.Документ Відкритий доступ Застосування імпедансометрії для визначення електрофізичних параметрів м’яких біологічних тканин(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Дуваров, Юрій Вячеславович,; Калашнікова, Лариса Євгенівна; Дубко, Андрій ГригоровичІмпедансометрія є ефективним і сучасним методом дослідження біологічних тканин, який ґрунтується на вимірюванні їх електричного імпедансу. Даний метод дає змогу оцінити функціональний стан тканин, аналізуючи їхню реакцію на проходження електричного струму в різних частотних діапазонах. Завдяки своїй чутливості до змін у структурі та складі тканин, імпедансометрія є унікальним інструментом для виявлення фізіологічних та патологічних процесів, які можуть впливати на стан організму. Однією з головних переваг методу є його неінвазивність, тобто відсутність необхідності порушення цілісності шкіри або тканин під час проведення дослідження. Це робить імпедансометрію безпечною для пацієнтів і зручною ефективною у клінічній практиці. Метод імпедансометрії дозволяє отримувати дані в реальному часі, що важливо для моніторингу динамічних змін у стані тканин. Під час дослідження було проведено експерименти із фантомами м’яких біологічних тканин, що мали різні механічні властивості, такі як пружність. Фантоми використовувалися для моделювання різних фізіологічних станів тканини, що дозволило контролювати умови експерименту та вивчити вплив змін механічних характеристик на імпеданс. Вимірювання електричного імпедансу проводилися в середньочастотному діапазоні. Зміни в значеннях імпедансу можуть свідчити про наявність різних патологічних процесів. Метод електричної імпедансометрії дає нові можливості для діагностики і моніторингу різних станів м’яких біологічних тканин, зокрема для оцінки їхньої структури та функціональності в умовах патологій або травм. Перспективи подальшого використання цього методу включають його адаптацію для клінічних досліджень і розробку нових підходів до лікування захворювань, що впливають на механічні характеристики тканин.Документ Відкритий доступ Контактне зварювання паренхіматозних органів (огляд)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Попов, Станіслав Володимирович; Лебедєв, Олексій ВолодимировичУ сучасній хірургії все більшої популярності набувають мінімально інвазивні методи, спрямовані на зменшення травматичності та прискорення відновлення пацієнтів. Розрізання традиційними методами паренхіматозних органів супроводжується підвищеними втратами крові, зшивання нитками або скобами незручно через низьку міцність тканини і низьку герметичність. Високочастотне електрозварювання живих тканин, в свою чергу, пропонує значне зменшення крововтрати, скорочення часу операції та зниження ризику післяопераційних ускладнень. Тож створення роботи яка б систематизувала інформацію про застосування даного типу зварювання сприяла б збільшенню його застосування у медичній практиці та прискоренню досліджень науковців у цій сфері. Метою цієї статті є надати всебічний огляд сучасного методу високочастотного електрозварювання паренхіматозних органів, проаналізувати їхні переваги та недоліки, порівняти з іншими методами резекції, а також визначити сфери їх ефективного застосування. Робота спрямована на допомогу дослідникам та практикам для стимулювання подальших досліджень у цій галузі. Для досягнення поставленої мети було зібрано інформацію з наукових статей, які висвітлювали проведені операції на паренхіматозних органах людей та тварин. Далі було проведено систематичний огляд та мета- аналіз для оброблення результатів, висвітлених в науковій літературі. В результаті було показано, що високочастотне електрозварювання забезпечує більш точне та герметичне з'єднання судин, що мінімізує ризик кровотеч, скорочує загальну тривалість операції, створює меншу зону некрозу тканин порівняно з іншими методами та не потребує використання швів або скоб. Тож, враховуючи перелічені переваги метод високочастотного електрозварювання є перспективною технологією для застосування в торакальній, абдомінальній хірургії та урології. Однак, для більш широкого застосування цього методу необхідні подальші дослідження, спрямовані на оптимізацію техніки, розширення показань та оцінку довгострокових результатів.Документ Відкритий доступ Методології аналізу зображень для діагностичних застосувань (огляд)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Давидович, Ілля Вікторович; Бабенко, Віталій ОлеговичМедична візуалізація є невіддільною частиною сучасної клінічної практики та досліджень у галузі охорони здоров'я, слугуючи наріжним каменем у сфері діагностичних процедур та забезпечуючи критично важливу основу для вибору методів лікування, спрямованих на підвищення рівня виживання пацієнтів. Серед різних підходів, доступних для обробки та аналізу медичних зображень, нейронні мережі отримали найбільше визнання, головним чином завдяки їхньої здатності швидко обробляти знімки будь-якої модальності, забезпечуючи при цьому діагностичний аналіз з високою якістю. Однак широкому впровадженню таких технологій часто перешкоджають значні фінансові витрати та труднощі для медичних працівників при розшифровуванні результатів. Нейронні мережі, які є непрозорими у своїх процесах прийняття рішень, породжують дилему «чорної скриньки», хоча при постановці діагнозу остаточне рішення приймає лікар, а не мережа. Таким чином, існує потреба в розробці методологічної бази для обробки та аналізу медичних зображень, здатної забезпечити надійну підтримку прийняття діагностичних рішень. Дана наукова робота присвячена охопленню методологій порівняння зображень. Це фундаментальна процедура, яка дозволяє ідентифікувати невідповідності між зображеннями, не покладаючись на нейронні мережі або інші парадигми машинного навчання. Для досягнення мети було розглянуто низку методологій порівняння зображень, кожна з яких містить свій власний набір сильних і слабких сторін. Отриманий в результаті порівняльний аналіз дозволить дослідникам робити виважений вибір відповідно до індивідуальних потреб і вимог. Таким чином, дана праця робить значний внесок у постійний розвиток медичної візуалізації, тим самим сприяючи покращенню догляду за пацієнтами та підвищенню точності діагностики в цій галузі.Документ Відкритий доступ Моделювання процесу пайки кісток в програмному забезпеченні Ansys(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Лебедєв, Олексій Володимирович,; Прокудін, Андрій Ігорович,; Неживий, Максим МихайловичСтаття присвячена моделюванню процесу зварювання кісток за допомогою програмного забезпечення Ansys. З огляду на актуальність теми, дослідження зварювання кісток є важливим напрямом в медичних технологій, що має перспективи для значного покращення процесів лікування складних переломів. Традиційні методи фіксації переломів за допомогою металевих конструкцій можуть призводити до ускладнень, що стимулює пошук альтернативних підходів, таких як електрозварювання. Метою роботи є моделювання зварювального процесу та визначення оптимальних параметрів, що дозволять забезпечити надійне з’єднання кісткових фрагментів без пошкодження тканин. Завдання дослідження включають розробку моделі інструменту, проведення температурного та електричного аналізу, а також вивчення впливу напруги та часу зварювання на якість з'єднання. У роботі використовується модель кістки, що складається з трьох шарів: окістя, компактної та губчастої кістки. Крім того, застосовано припій на основі денатурованого альбуміну, який сприяє з’єднанню кісткових фрагментів. Моделювання дозволило визначити оптимальні режими зварювання, що включають напругу 70 В і час 0,083 секунди, що забезпечує мінімальну термічну дію на тканини та глибину зварювання до 7 мм. Результати дослідження можуть бути використані в подальших розробках інноваційних технологій лікування переломів із застосуванням електрозварювальних методів.Документ Відкритий доступ Напрямки застосування біоімпедансометрії в медицині(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Худецький, Ігор Юліанович; Антонова-Рафі, Юлія Валеріївна; Мельник, Ганна Віталіївна; Римар, Сергій ВолодимировичАнотація – Постійне збільшення тривалості життя сприяє старінню населення та зростанню поширеності хронічних захворювань. Наслідком цього є вплив на соціально-економічну структуру суспільства з точки зору збільшення медичних витрат і потреб у сфері охорони здоров’я та соціального забезпечення. Ця проблема спонукала до нових технологічних досягнень (сенсорні пристрої, переносні системи, комунікаційні технології тощо) для покращення поточних систем охорони здоров’я та якості життя населення. Досліджуються та розробляються численні технології сенсоризації для їх застосування для моніторингу стану здоров’я, як у клінічному середовищі, так і в переносних пристроях для дистанційного моніторингу вдома користувачем: варіабельність серцевого ритму, рівень глюкози у крові, артеріальний тиск, температуру, фізичну активність тощо. Серед цих технологій провідне місце займає біоімпеданс, оскільки він дозволяє отримати уявлення про внутрішні процеси організму неінвазивним шляхом. Ця стаття має на меті провести ретельний огляд систем біоімпедансу для застосування в охороні здоров'я. Описано та проаналізовано такі застосування біоімпедансу, як оцінка складу тіла, імпедансна кардіографія, трансторакальна імпедансна пневмографія та електроімпедансна томографія. Також описано особливості застосування провідності шкіри для цілей біоімпедансометрії. Розглянуто проблему портативності систем для вимірювання біоімпедансу, необхідності взаємодії лікаря/медсестри з пацієнтом, питання оптимізації розміру апаратного забезпечення, надійності та точності, а також енергоспоживання, щоб максимізувати автономність пристроїв. Визначено необхідність покращення специфічності систем біоімпедансу, розробки стандартних протоколів калібрування, дослідження нових конфігурацій електродів і методів, щоб зменшити вплив анізотропних властивостей тканин.Документ Відкритий доступ Особливості надання медичних послуг у поліфукціональних протезнореабілітаційних центрах для військовослужбовців з ампутацією кінцівок(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Беспалова, Олена Ярославівна; Білошицька, Оксана Костянтинівна; Мельник, Ганна Віталіївнавтрати кінцівок є однією з найбільших проблем сучасної медицини, що значно погіршує якість життя пацієнтів. За останні роки, через війну, аварії та ускладнення від захворювань, кількість ампутацій суттєво зросла. Багато ветеранів зазнали травм, які потребують протезування та реабілітації. Ефективна реабілітація є ключем до успішного використання протезів, соціальної реінтеграції та відновлення фізичних можливостей. Українські медичні фахівці мають надавати допомогу відповідно до міжнародних стандартів і доказової медицини. У цьому контексті важливо розробляти сучасні системи протезування, які не лише компенсували б втрачені функції, але й забезпечували комфорт пацієнтів. Розвиток медичних технологій, своєчасна допомога, а також реабілітаційні програми дозволяють покращити фізичний стан та якість життя військових з ампутаціями. Створення сучасної системи реабілітації військовослужбовців в Україні є важливою частиною медичної допомоги в умовах збройного конфлікту. У роботі висвітлюються проблеми, пов'язані з організацією реабілітації військовослужбовців Збройних Сил України з ампутаціями нижніх кінцівок. Проведено аналіз і узагальнено досвід реабілітації цієї категорії осіб у країнах Європейського Союзу та США. Показано, що в цих країнах основою реабілітації є мультидисциплінарний підхід, який залучає команду спеціалістів. Запропоновані методологічні та організаційні підходи можуть бути використані для розробки клінічних протоколів для реабілітації військовослужбовців з ампутаціями кінцівок в поліфукціональних реабілітаційних центрах. Залучення мультидисциплінарної команди дозволить покращити існуючу систему надання медичної допомоги таким пацієнтам, прискорить процес адаптації до протезу та їх повернення до активного життя. Поєднання інноваційних технологій та індивідуального підходу забезпечить ефективну реабілітацію та соціальну адаптацію військовослужбовців.