Магістерські роботи (БМІ)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Автоматизована система зрошення та живлення біологічних тканини з орієнтацією на застосування в лікуванні лімфатичної системи(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Ківенко, Анастасія Петрівна; Лебедєв, Олексій ВолодимировичМетою дослідження стало поглиблене інженерне опрацювання конструкції та оцінка її механічної стійкості за допомогою симуляційних випробувань у середовищі SolidWorks Simulation. Задачі роботи: 1. Визначити функціональні параметри та технічні вимоги до автоматизованої ультразвукової системи терапевтичного впливу. 2. Обґрунтувати вибір матеріалів конструктивних елементів. 3. Підготувати модель до числового аналізу, провести сіткування та задати фізико-механічні параметри. 4. Виконати статичне моделювання під дією внутрішнього тиску з оцінкою еквівалентних напружень та зон максимальної деформації. 5. Провести частотний (модальний) аналіз для визначення власних коливань та резонансних режимів пристрою. 6. Виконати гармонічний аналіз взаємодії конструкції з ультразвуковими коливаннями та оцінити розподіл енергії хвилі. 7. Встановити критичні ділянки конструкції, оцінити запас міцності та підтвердити працездатність системи у межах заданих умов. Магістерська робота складається з 4 розділів та містить 78 сторінок друкованого тексту, включає 14 таблиць, 15 рисунків та список використаних джерел у кількості 26.Документ Відкритий доступ Неінвазивне вимірювання глюкози в крові людини за допомогою антени(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Парфило, Інна Олексіївна; Богомолов, Микола ФедоровичОбсяг магістерської дисертації становить 85 сторінок, міститься 36 ілюстрацій, 28 таблиць та 1 додаток. Загалом опрацьовано 27 джерелДля своєчасного введення інсуліну хворим на діабет необхідно постійно конт-ролювати рівень глюкози в крові, що зазвичай здійснюється за допомогою інвазивних глюкометрів. Проте часті проколи пальця спричиняють дискомфорт і збільшують ри-зик інфекцій. Тому важливим завданням є розроблення компактних пристроїв для що-денного моніторингу глюкози, які були б зручними у використанні. Метою роботи є розробка прототипу приладу з інтегрованою антеною для неін-вазивного моніторингу глюкози в крові. Для досягнення поставленої мети були поставлені такі задачі: 1. Пояснити особливості поширення електромагнітних хвиль у біологічних тка-нинах та обґрунтувати вибір робочої частоти антени. 2. Розробити блок-схему приладу для вимірювання рівня глюкози з інтегрова-ною антеною, пояснити принцип його роботи та обґрунтувати вибір основних складо-вих системи. 3. Створити електронні схеми у спеціалізованому програмному забезпеченні з подальшим описом їх роботи. 4. Побудувати 3D-модель приладу з урахуванням конструктивних вимог. 5. Написати програмний код для мікроконтролера ESP32. Об’єкт дослідження: вплив різних концентрацій глюкози в крові людини на ро-боту антени. Методи дослідження: Для досягнення поставленої мети роботи використовува-лося програмне середовище EasyEDA, у якому було розроблено принципові електри-чні схеми приладу та проаналізовано взаємодію функціональних блоків. Для створення просторового уявлення про конструкцію пристрою та форму-вання його зовнішньої геометрії застосовувалося середовище SolidWorks, у якому було побудовано тривимірну модель приладу. Наукова новизна: Наразі традиційні методи вимірювання рівня глюкози в крові досить широко застосовуються, але вони часто викликають дискомфорт у пацієнтів та можуть спричинити інфікування. Завдяки властивості антени змінювати свою резона-нсну частоту залежно від концентрації глюкози, даний прилад може допомогти усу-нути ці проблеми та значно покращити якість життя людей хворих на діабет, зроби-вши процес вимірювання глюкози простим і безболісним.Документ Відкритий доступ Симуляція електрофізіологічних механізмів серця на вплив лікарських засобів (інтраопераційних препаратів під час катетерних процедур) із застосуванням машинного навчання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Голубєв, Ілля Юрійович; Сичик, Марина МихайлівнаТема магістерської роботи: «Симуляція електрофізіологічних механізмів серця на вплив лікарських засобів (інтраопераційних препаратів під час катетерних процедур) із застосуванням машинного навчання». Обсяг роботи становить 100 сторінок, міститься 34 ілюстрацій, 15 таблиць. Загалом опрацьовано 60 джерел. Актуальність теми: Під час катетерних радіочастотних абляцій ефективність та безпека втручання залежать від впливу інтраопераційних лікарських засобів на електрофізіологічні параметри серця. Препарати, такі як АТФ, бета-блокатори, атропін і гепарин, здатні змінювати ЧСС, провідність та викликати тимчасові блокади. Використання математичного моделювання та методів машинного навчання для прогнозування цих змін є актуальним напрямом, що сприяє підвищенню безпеки електрофізіологічних процедур. Мета: побудова комплексної математичної моделі змін електричної активності серця під впливом інтраопераційних лікарських препаратів із застосуванням сучасних методів машинного навчання та експериментальної електрофізіологічної верифікації для створення та підвищення клінічно-математичного розуміння прогнозування впливу лікарських засобів під час катетерних технологій лікування аритмій серця. Завдання для виконання мети: 1. Проаналізувати ефективність дії фармакологічних агентів на електрофізіологію серця під час катетерної РЧА. 2. Обґрунтувати необхідність створення симуляційно-нейронномережевої моделі. 3. Розробити гібридну модель та провести симуляції фармакофізіологічних ефектів. 4. Перевірити коректність розробленої моделі шляхом порівняння симульованого ЕКГ з клінічними даними та оцінити узгодженість моделі. 5. Розробити стартап-проєкт на основі теми магістерської дисертації. Новизна полягає у інтеграції клінічних електрофізіологічних даних, біофізичного моделювання та ШІ-алгоритмів для створення універсальної симуляційної платформи, здатної відтворювати індивідуальні реакції серцевої тканини на медикаментозні втручання. Запропонований підхід може бути використаний як інструмент для навчання, клінічної підтримки прийняття рішень та попередньої оцінки ризиків при інвазивних втручаннях.Документ Відкритий доступ Development of technical file for medical devices - Continuous blood glucose self-monitoring system(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Chao Yang Zhang; Besarab, AlexanderДокумент Відкритий доступ Technical regulations for the production for Biomedical Devices with Biomolecular Sensors for early detection of oncological diseases(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Yang Chen; Lutsenko, TetianaThis study aims to establish a scientific and rigorous "Technical Regulations for the Production of Biosensor Medical Devices for Early Detection of Tumor Diseases". The regulations focus on the early diagnosis requirements of tumor diseases, delving into the design principles of biosensor medical devices, emphasizing the selection and preparation of sensitive components, optimization of signal conversion and amplification mechanisms, as well as the biological compatibility and stability of device structures. In terms of production process, we provide a detailed description of the entire process from material preparation, sensor assembly to quality control, ensuring product performance consistency and reliability. Through computer simulation, we evaluated and optimized the sensitivity, specificity, and response speed of the sensors, with simulation results aligning well with experimental data, validating the model's rationality. Experimental results show that the prepared biosensors exhibit high sensitivity and specificity in detecting tumor markers, effectively identifying tumor signals in the early stages. Additionally, we conducted a comprehensive evaluation of the safety of biosensor medical devices, including biotoxicity, immunogenicity, and long-term biological stability, to ensure safety in clinical applications. conclusion, this regulation provides technical guidance for the production of biosensor medical devices for early tumor disease detection, promoting the application of precision medicine in the field of early tumor diagnosisДокумент Відкритий доступ Technetium (99mtc ) Scintigraphy Evaluation of Myocardial Ischemia Effects on Chronic Heart Failure(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Zhaoxi Chen; Maksymenko, VitaliiActuality. Cardiovascular disease is a major world health concern, and Chronic Heart Failure (CHF) particularly affects patient quality of life and death rates acutely. Among the antecedent factors of CHF, myocardial ischemia holds a pivotal position, but its impact on heart function is not clearly defined. The objectives of this research are therefore to assess the effects of post-CHF myocardial ischemia employing Technetium (99mTc ) Scintigraphy to establish the framework for more effective clinical diagnosis and management. Thepurposeandtasksoftheresearch.The aim of the study was improvement assess the consequences of myocardial ischemia in chronic heart failure, using Technetium-99m scintigraphy, in early diagnosis and therapy by means of reconstruction algorithms and imaging parameter optimization The object of the study were patients with chronic heart failure Subjectofresearch The subject of the study was to assess the impact of myocardial ischemia on cardiac performance in CHF using Technetium-99m scintigraphy. MethodsofresearchThe GE Infinia gamma camera facilitated technetium-99m scintigraphy.. Scientific innovation..a new deep learning-based image recognition modelwas developed to automatically locate and quantify the regions of myocardial ischemia whichis limiting myocardial function and leads to chronic heart failure. Practical significance of the obtained results. Incorporation with other imaging modalities including MRI and CT enables provision of more integrative myocardial functional and anatomical data using Technetium (99mTc ) scintigraphy. This hybrid imaging technique can enhance not only the diagnostic capability, but also the clinician has a better option in making the right decisions about treatment for the patient. Approbation of materials. Poster exchange was held at the Academic Conference of Radiology (CCR2024), Radiology Branch of Chinese Medical Association November 2024 (Certificate attached).Документ Відкритий доступ Cervical protection under vaginal endoscopy, new strategies for the prevention, treatment of HPV and cervical cancer(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) DongMei Wang; Bespalova, OlenaAs the close association between human papillomavirus (HPV) infection and cervical cancer is widely recognized, colposcopy, as an important tool for cervical cancer screening, plays an increasingly prominent role in early detection, diagnosis and treatment of cervical cancer. This study aims to explore the use of colposcopy in cervical protection and how to reveal new strategies to prevent and treat HPV and cervical cancer through this technique. Using a retrospective analysis and prospective controlled design, we collected clinical data on patients undergoing colposcopy during 2024, evaluated the effectiveness of colposcopy in the early detection of cervical precancerous lesions, and analyzed the impact of different treatment approaches on patient outcomes. This study found that colposcopy significantly improved the diagnostic accuracy of premalignant cervical cancer lesions, especially in patients with high-risk HPV infection. In addition, combined with colposcopy-guided targeted therapy, such as laser ablation and cryotherapy, can effectively reduce the progression of cervical precancerous and reduce the incidence of cervical cancer. The results of this study indicate that colposcopy not only plays an important role in the early diagnosis of cervical cancer, but also provides an important basis for the development of individualized prevention and treatment strategies. By optimizing the colposcopy process and combining modern treatment techniques, it is expected to further improve the treatment effect of cervical cancer and reduce the disease burden. The innovation of this study is to propose a comprehensive management scheme combining colposcopy and targeted therapy, providing a new perspective for the prevention and treatment of cervical cancer.Документ Відкритий доступ Artificial Intelligence in Bioengineering: Improving the Diagnosis and Treatment of Breast Cancer(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Jiao Rui; Kalashnikova, Larysa48 sources were processed. Relevance: Medical artificial intelligence (AI) has evolved from assisted diagnosis to biotechnology, drug development, disease prediction, and health management, spanning four stages: auxiliary diagnosis, treatment, rehabilitation, and health management. It impacts smart hospital systems, chronic disease care, drug regulation, and epidemic monitoring, enhancing clinical diagnosis accuracy and flexibility while reducing reliance on human designers through autonomous learning. However, AI's "black box" nature and deep learning create risks, increasing medical uncertainties and legal disputes. The shift toward "AI decision-making with physician review" is reshaping medical practice. Article 49 of the Basic Medical Health Promotion Law (2020) supports AI's growth in healthcare, but its full benefits and risks remain uncertain, altering medical care duties as AI evolves. The purpose is to use artificial intelligence techniques to improve the efficiency and accuracy of medical diagnosis and treatment processes. The research object is to explore the potential applications and benefits of incorporating artificial intelligence technology into the field of bioengineering to enhance diagnostic and treatment processes. Tasks: 1. To review the existing literature on the application of Artificial Intelligence in bioengineering and healthcare. 2. To identify specific areas of bioengineering where Artificial Intelligence can be effectively utilised for diagnostic and therapeutic purposes. 3. To explore the capabilities of Artificial Intelligence techniques (e.g., machine learning and deep learning) in improving the accuracy and efficiency of diagnostic procedures. 4. To examine the potential impact of Artificial Intelligence on treatment planning, personalised medicine and patient prognosis in bioengineering. 5. To make recommendations for integrating Artificial Intelligence technologies into bioengineering practices to effectively improve diagnostic and therapeutic processes. The subjective of the research is the application of artificial intelligence in the field of enhanced medical diagnosis and treatment.Документ Відкритий доступ Software and Hardware System for Non-Invasive Temperature Monitoring(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Sabha Mahmoud Hassan; Shlykov, VladyslavRelevance: It is necessary to develop affordable and effective solutions for non-invasive temperature monitoring, which enables non-destructive testing and research on the temperature distribution over the surfaces of biological materials. Subject of study: To create a software and hardware system for non-invasive temperature monitoring that facilitates non-destructive testing and research on the surface temperature distribution of biological specimens. The purpose of the work: Development of the software and hardware pyrometric system for non-invasive temperature measurement through the analysis of the operational principles of both industrial and medical pyrometers, the design of a functional diagram for the software and hardware system aimed at non-invasive temperature monitoring of biological objects, and the execution of programmatic control over the temperature measurement process utilizing object-oriented programming techniques. Conclusions: The pyrometric system has been chosen for the software and hardware setup for non-invasive temperature monitoring, a functional schema for the system was designed, and an open-source programming component in C# was developed to allow for real-time data visualization.Документ Відкритий доступ Model of knee joint pathologies(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) FaSheng Li; Solomin, AndriyRelevance of the work: The issue of early diagnosis and classification of knee joint pathologies is highly relevant because the likelihood of successful treatment is significantly higher at the initial stages of the diseases due to stabilization and tissue repair mechanisms. Improvement of early diagnosis methods is also pertinent in the context of preventive medical examinations for the population. Osteoarthritis is the most common form of degenerative joint disease in humans, with knee joints, which support body weight, being the most affected. Modern diagnostic tools allow non-invasive examination of knee joint conditions, but the technologies and methods used require refinement. Several hypotheses about the model of the onset and development of pathologies and their diagnostics have been proposed, which, if confirmed, could ensure early detection and classification of such diseases. One such hypothesis is the possible correlation between the state of adipose tissue around the knee joint and the degree and type of joint cartilage damage. Another hypothesis suggests a correlation between the fat content in the knee joint and the T2 relaxation parameters in MRI studies. Any advancements in research confirming these hypotheses are highly significant for improving methods of early detection and classification of knee joint pathologies, thus enhancing the quality of life for many osteoarthritis patients. The purpose of the work: The purpose of the work is to develop a model of cause-and-effect relationships in the occurrence and development of knee joint pathologies and the correlation of diagnostic features for early detection of these pathologies. Job tasks: 1. To investigate the correlation between the fat content in the knee joint and the T2 relaxation parameter in MRI using the integration of IDEAL - IQ and T2 Mapping sequences. 2. To analyze the relationship between damage of adipose tissue and cartilage based on a correlation study. 3. To propose diagnostic methods for the early detection of knee osteoarthritis based on the investigation of the correlation between adipose tissue parameters and cartilage damage, thereby providing MRI visualization tools for early clinical prevention and treatment. Research subject: Diagnostic methods for knee joint pathologies based on MRI studies. Research object: Anatomical structures of the human knee joint. Research methods: The following research tools were used to apply evidence-based medicine methods to test hypotheses about the correlation of diagnostic features. MRI examinations of the knee joint using a 3.0T scanner included Sag-PDWI, Sag-T2 Mapping, Sag/Axial-FST2WI, Sag/Axial-IDEAL-IQ sequences. Study participants were divided into a normal control group and a group with knee osteoarthritis (including subgroups with mild, moderate, and severe cartilage damage according to the WORMS scoring system for cartilage damage). The measured values included fat fraction (FF), T2 relaxation parameter values of the anatomical structures of the knee joint, and T2 values for the most severely damaged cartilage area. The chi-square test was used to evaluate the differences between groups with varying degrees of cartilage damage. Univariate and multivariate analyses were used to investigate the correlation of T2 and FF values of different tissue structures with the T2 values of cartilage. Scientific novelty: The scientific novelty of the work lies in the application of evidence-based medicine methods to test the proposed hypotheses about the model of the onset and development of knee joint pathologies, the development of a model of cause-and-effect relationships in knee osteoarthritis (KOA), and the correlation of diagnostic features for the early detection of KOA and classification of its stages. Practical significance of the results: The developed diagnostic methods for the early detection of knee osteoarthritis (KOA) and classification of its stages will increase the likelihood of successful KOA treatment, thereby improving the quality of life for many patients. The regulation of the developed diagnostic methods will stimulate broader population coverage with preventive examinations for KOA. The obtained research results can contribute to further studies on modeling the processes of onset and progression of knee joint diseasesДокумент Відкритий доступ Автоматизована система контролю динаміки об’єму крові у венозному резервуарі апарату штучного кровообігу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Суп, Микола Васильович; Максименко, Віталій БорисовичНаукова новизна: вперше, з урахуванням наявних в Україні елементів конструкції (запчастин), буде розроблена вітчизняна система автоматизованого контролю динаміки об’єму крові у венозному резервуарі апарату штучного кровообігу із можливістю управління артеріальною помпою і її аварійної зупинки, для запобігання газової емболії артеріальної системи. Актуальність теми: широке застосування інформаційних технологій в охороні здоров’я, роботизація застосування складної медичної техніки, а також високоінвазивні втручання - до яких належить штучний кровообіг - потребує дотримання стандартів якості і безпеки медичних процедур шляхом їх максимальної автоматизації для дублювання, або виключення “людського фактора”, як можливого джерела помилок. Шлях до роботизації штучного кровообігу має велику кількість вимог безпеки, необхідних для автоматизації процесу. Головною є необхідність високоефективного контролю над критично небезпечним показником - рівнем крові венозного резервуару, для профілактики виникнення масивної повітряної емболії в якості ускладнення серцево-легеневого шунтування, що несе життєвозагрозливий стан для пацієнтів під час операції. Мета: підвищення безпечності штучного кровообігу шляхом автоматизації контролю динаміки об’єму крові у венозному резервуарі для запобігання газової емболії артеріальної системи. Завдання: 1. Сформувати медико-технічні вимоги, на основі аналізу літератури історичного розвитку та наявних технологічних вирішень даної проблеми. 2. Дослідити наявність в Україні комплектуючих та їх характеристик для виконання медико-технічного завдання. 3. Розробити автоматизовану систему безперервного контролю об’єму крові венозного резервуару з функцією управління артеріальною помпою і її аварійною зупинкою при загрозі масивної газової емболії, забезпечивши синхронізацію її компонентів в програмного середовищі LabVIEW. 4. Оформити конструкторську документацію для створення лабораторної моделі. 5. Підготовити стартап-проєкт. Об’єктом дослідження є система штучного кровообігу, яка використовуються в медичних практиках для підтримки кровообігу під час хірургічних операцій, або лікування хвороб серця та судин. Предмет дослідження: лазерні датчики рівня, інтегровані з платформою Arduino Nano RP2040 Connect, для реалізації зворотнього зв’язку між системою датчиків контролю об’єму рідини венозного резервуару та алгоритмом аварійної зупинки артеріальної помпи на апараті штучного кровообігу. Практичне значення: конкретна розробка покращить перфузіологічну практику та мінімізує число ускладнень проведений перфузій пов’язаних з “людським фактором” та аварійними ситуаціями. Ризик виникнення яких, повністю виключити цілком неможливо, тому дана робота матиме виражене практичне значення в проведенні екстракорпорального кровообігу. Результати досліджень було опубліковано в науковій статті “Автоматизована система моніторингу температури, насичення і збалансованого потоку крові у венозному резервуарі апарату штучного кровообігу” фахового журналу “Біомедична інженерія та технології”, а також у форматі тез доповіді “Системи безпеки контролю рівня апарату штучного крвообігу” на ІІІ міжнародній науково- практичній конференції " Біобезпека та сучасні реабілітаційні технологія. Теорія, практика, переспективи"Документ Відкритий доступ Development of an integrated platform for personalized cancer treatment: diagnostic and therapeutic solutions based on biomarkers and nanotechnology(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Lin Tinger; Holembiovska, OlenaМетою цієї дисертації є розробка та обґрунтування концептуальної основи для інтегрованої платформи для персоналізованого лікування раку, використовуючи діагностичні біомаркери та системи доставки ліків на основі наноносіїв. Робота включає проектування, розробку та оцінку ключових компонентів для цієї платформи, зосереджуючись як на технологічних, так і на нормативних аспектах. Дослідження зосереджено на інтеграції передових діагностичних інструментів на основі біомаркерів і терапевтичних наноносіїв для створення уніфікованої системи персоналізованого лікування раку. У дисертації досліджуються біомедичні, технічні та регуляторні аспекти розробки інтегрованої діагностичної та терапевтичної платформи для лікування раку, що включає в себе нові діагностичні інструменти на основі біомаркерів і системи доставки ліків на основі нанотехнологій. Це дослідження пропонує підхід до інтеграції персоналізованого лікування раку шляхом поєднання діагностичних біомаркерів у реальному часі з терапевтичними наноносіями в одній платформі. Дослідження також представляє детальне дослідження дизайну та синтезу наноносіїв, призначених для цільової терапії раку, а також аналіз профілів біомаркерів для персоналізованого лікування. Робота також висвітлює ключові етичні, регуляторні та технологічні виклики впровадження такої системи. Розроблена інтегрована платформа обіцяє підвищити ефективність лікування раку, забезпечуючи більш цілеспрямований та персоналізований підхід. Робота стосується критичних питань, таких як інтеграція діагностики з терапевтичними засобами, адаптація лікування в режимі реального часу та індивідуальні плани лікування пацієнтів. Крім того, він надає інформацію про відповідність нормативним вимогам і потенційні ринкові шляхи для платформи, пропонуючи дорожню карту для майбутньої комерціалізації.Документ Відкритий доступ Модель електромагнітного поля з урахуванням оптимізації конструкції аплікатора та аналіз доплерограм пухлини(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Шаблій, Олександр Сергійович; Орел, Валерій ЕммануїловичАктуальність: саркоми м’яких тканин є рідкісними (складають 1 % від усіх пухлин і 20% від сарком) та агресивними пухлинами, що характеризуються високою частотою рецидивів і метастазів. Саркома-45 є експериментальною пухлиною, що використовуються в лабораторних дослідженнях злоякісних пухлин м'яких тканин. Індукційна помірна гіпертермія забезпечує локальне нагрівання пухлини, сприяючи пошкодженню та загибелі злоякісних клітин при менших побічних ефектах в оточуючих тканинах. Завдяки моделюванню електромагнітного поля та аналізу доплерограм є можливість оптимізувати параметри індукційної помірної гіпертермії шляхом персоналізації терапії та оптимізації розподілу енергії електромагнітного поля в пухлині. Мета: побудувати модель впливу електромагнітного опромінення залежно від конструкції дипольного вузла аплікатора та провести аналіз доплерограм опроміненої експериментальної злоякісної пухлини. Завдання: 1. Проаналізувати наукову та патентну літературу щодо планування електромагнітного опромінення злоякісних пухлин. 2. Підбірати параметри та модулі для моделювання в COMSOL Multiphysics, побудувати моделі впливу електромагнітного опромінення на пухлину. 3. Дослідити вплив фізичних параметрів дипольного вузла аплікатра на розподіл електромагнітного опромінення у пухлині. 4. Визначити основні методи аналізу для оцінки доплерографічних сигналів гемодинаміки, за результатами чого здійснити комп’ютерний аналіз доплерограм саркоми-45. 5. Створити стартап-проєкт, пов'язаний з темою магістерської дисертації. Основні результати: була побудована в COMSOL Multiphysics модель впливу електромагнітного опромінення на злоякісну пухлину саркому-45 з оптимізацією конструкції дипольного вузла аплікатора. Визначено оптимальні параметри аплікатора, наявність постійного магніту, які забезпечують максимальні значення температури та питомого коефіцієнта поглинання енергії електромагнітного поля. Розроблено в MATLAB електромагнітний калькулятор пухлини для швидкої обробки результатів моделювання та спрощення досліджень. За допомогою двох створених у MATLAB програм проведено аналіз гемодинаміки саркоми-45 на основі вейвлет-перетворення Морле та показника Ляпунова, що вказало на стабілізацію кровообігу пухлини під впливом ЕМО.Документ Відкритий доступ Адаптивна модель екзоскелету верхньої кінцівки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Прокудін, Андрій Ігорович; Рудніцька, Олена ВолодимирівнаУ магістерській дисертації досліджується процес розробки адаптивної моделі екзоскелету для верхньої кінцівки, яка спрямована на покращення реабілітації пацієнтів із порушеннями опорно-рухового апарату. Дана тема є актуальною, оскільки існуючі моделі екзоскелетів часто мають недоліки, такі як недостатня адаптивність, велика вага конструкцій і висока вартість. Розробка адаптивної системи кріплення дозволить створити ергономічний і універсальний пристрій, який забезпечить надійне кріплення до верхньої кінцівки та комфорт для користувача. Метою роботи є забезпечення підвищення адаптивності пристрою до індивідуальних особливостей користувача та покращення ергономіки для забезпечення комфорту, надійності та ефективності використання у реабілітаційній медиціні, за рахунок розробки адаптивної моделі екзоскелету для верхньої кінцівки. Для досягнення поставленої мети були сформульовані такі завдання: - провести аналіз літературних джерел з тематики сучасних екзоскелетів та їх технологічних аспектів; - визначити технічні та функціональні вимоги до моделі екзоскелету; - розробити адаптивну систему кріплення з урахуванням анатомічних особливостей верхньої кінцівки; - виконати моделювання системи кріплення та екзоскелету; - провести симуляції роботи екзоскелету; - розробити систему керування екзоскелетом; - проаналізувати отримані результати та порівняти їх із існуючими аналогами. Об’єкт дослідження: адаптивна модель екзоскелету верхньої кінцівки. Методи дослідження. У роботі використано програмні середовища SolidWorks для проектування 3D моделей, Blender для візуалізації, та Fritzing для розробки електронних схем. Було змодельовано компоненти системи кріплення, розроблено електронну систему керування на основі мікроконтролера Arduino MEGA V3.0, акселерометрів, гіроскопів і електроміографічних сенсорів. Наукова новизна. Адаптивна модель екзоскелету верхньої кінцівки, яка має універсальну систему кріплення, що підлаштовується під анатомічні особливості користувача. Це дозволяє забезпечити ергономічність та зручність пристрою, а також покращити його функціональність і комфорт.Документ Відкритий доступ Модель кістки з можливістю відтворення за результатами комп’ютерної томографії(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Старостін, Арсеній Євгенович; Вовянко, Світлана ІгорівнаАктуальність: виготовлення тривимірних моделей кісток із використанням 3D-друку на основі даних комп'ютерної томографії (КТ). Однак традиційні алгоритми слайсингу для FDM-друку стикаються з викликами, такими як значний обсяг підтримуючих структур, що ускладнює друк тонких і точних елементів, таких як кортикальний шар кістки. Це призводить до перевитрати матеріалів, збільшення тривалості друку та ризику пошкодження моделі. Розроблення нестандартного алгоритму слайсингу, який мінімізує підтримуючі структури та забезпечує друк лише кортикального шару, є актуальним рішенням. У рамках роботи створено тривимірну модель кістки за даними комп’ютерної томографії, проведено її механічний аналіз у програмному середовищі ANSYS і виготовлено фізичний прототип методом FDM-друку. Розроблений алгоритм друку дозволив мінімізувати використання підтримуючих структур, знизити витрати матеріалів та забезпечити високу точність моделі. Проведено симуляції, які підтвердили відповідність прототипу вихідним даним і механічним характеристикам. Отримані результати демонструють перспективність інтеграції цифрових технологій і 3D-друку у виготовлення індивідуалізованих імплантатів. Розроблена методологія закладає основу для вдосконалення ортопедичних пристроїв і покращення якості лікування (Додаток A). Об’єкт дослідження: анатомічна структура кісткової тканини людини та її цифрова реконструкція на основі даних комп’ютерної томографії з подальшим прототипуваннямДокумент Відкритий доступ Корсет з інтегрованими EMG сенсорами для біонічних протезів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Пацукевич, Ярослав Петрович; Тарасова, Лариса ДмитрівнаВ Україні різко збільшилася кількість людей з ампутованими верхніми кінцівками з-за війни. Люди, які отримали важкі поранення, що спричинили високі ампутації, потребують сучасних методів протезування. На жаль, традиційні методи протезування не можуть забезпечити таких людей працездатними протезами з-за особливості кукси. Інноваційний підхід такий, як інтеграція ЕМГ сенсорів у м'який корсет, дозволить забезпечити покращене прилягання до тіла ЕМГ сенсорів, в свою чергу покращуючи збір м'язових сигналів та підвищуючи точність управління біонічними протезами. Розробка таких корсетів здатна підвищити якість життя пацієнтів. Це не лише сприятиме реабілітації, а й зробить сучасні біонічні протези набагато кориснішими для використання їх у побуті, як заміни втраченої кінцівки. Мета: Підвищення ефективності використання EMG сенсорів у біонічних протезах шляхом покращення прилягання корсету до тіла, що дозволить зменшити дискомфорт і підвищити якість зчитування м’язових сигналів, сприяючи збільшенню задоволеності пацієнтів від використання протезів. Для досягнення мети було поставлено такі задачі: 1. Огляд літератури та пошук існуючих рішень для корсетів для біонічних протезів. 2. Визначення факторів, що впливають на точність зчитування м'язових сигналів в існуючих методах протезування. 3. Огляд біонічних протезів та ЕМГ сенсорів, які використовуються у протезуванні. 4. Створення корсету за традиційними технологіями. 5. Розробка та виготовлення прототипів гнучкого корсету. 6. Тестування гнучкого корсету на пацієнтах та порівняння з твердим корсетом. 7. Розробка стартап-проєкту для впровадження нової технології на ринкуДокумент Відкритий доступ Прототип стимулятора для діагностики вагусної реакції у пацієнтів з кардіогенними синкопальними станами(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Козленко, Єгор Анатолійович; Сичик, Марина МихайлівнаАктуальність: Одним із перспективних підходів до лікування вазовагального синкопе є кардіонейроабляція — малоінвазивна процедура, спрямована на модифікацію парасимпатичних гангліїв, що контролюють серцеву функцію. Останні дослідження демонструють високу ефективність цієї методики, оскільки вона дозволяє знизити кількість епізодів синкопе та покращити клінічний стан пацієнтів, уникнути імплантації кардіостимулятора. У роботі розглядаються сучасні дослідження в галузі кардіонейроабляції, детально аналізується одне з них, а також оцінюється перспективність цього методу лікування. Мета: Розробити та впровадити прототип стимулятора для точного та ефективного діагностування вагусної реакції у пацієнтів з метою покращення діагностичних процедур. Завдання: 1. Огляд літератури щодо анатомії ВНС та фізіології вагусної реакції; 2. ослідження існуючих технічних і методологічних рішень діагностики вагусної реакції; 3. Створення принципової схеми прототипу стимулятора для діагностики вагусної реакції; 4. Розробка стартап-проекту, пов’язаного з темою магістерської дисертації;Документ Відкритий доступ Оптимізація процесу високочастотного зварювання кісткових тканин(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Неживий, Максим Михайлович; Лебедєв, Олексій ВолодимировичУ магістерської дисертації досліджуються вплив теплових процесів у зоні електрозварювання із врахуванням різних комбінацій параметрів. Високочастотне електрозварювання тканин, визнано перспективним методом, що дозволяє досягти високої якості з’єднання, мінімальної травматичності та швидкого відновлення пацієнтів. Проте процес електрозварювання кісткових тканин залишається складним завданням через неоднорідність їх фізичних і хімічних властивостей, що потребує оптимізації параметрів зварювання, вибору припоїв і електродів. Розвиток технологій електрозварювання активно вивчається в контексті зварювання м’яких тканин. Для кісткових структур основні дослідження спрямовані на забезпечення рівномірного прогріву та вибір матеріалів припою, таких як альбумін, колаген і кальцій-фосфат. Проте недостатньо досліджено вплив геометрії електродів, товщини припою та його матеріалу на теплові характеристики процесу. Мета роботи: аналіз залежностей між тепловими характеристиками моделі високочастотного електрозварювання кісткових тканин та ключовими параметрами процесу, такими як товщина припою, тип припою та геометрія електродів, з метою оптимізації умов зварювання. Для досягнення мети були поставлені такі задачі: 1. Провести огляд літературних джерел, присвячених електрозварюванню кісткових тканин, вибору припоїв та електродів для моделювання. 2. Обрати програмне середовище для проведення чисельного моделювання. 3. Визначити геометричні параметри електродів (форми та розміри), а також варіанти товщини та типу припою для дослідження. 4. Провести моделювання теплових процесів у зоні електрозварювання із врахуванням різних комбінацій параметрів. 5. Проаналізувати отримані результати моделювання та сформулювати рекомендації щодо оптимізації параметрів процесу. Об’єкт дослідження: процес високочастотного електрозварювання кісткових тканин. Методи дослідження. Для досягнення мети роботи було використано методи чисельного моделювання в середовищі Ansys Workbench. Моделі включали багатошарову структуру кісткової тканини (окістя, компактна та губчаста кістка) і шар припою. Параметри моделювання включали варіації товщини припою, його матеріалу та геометрії електродів. Аналіз розподілу температури здійснювався методом кінцевих елементів. Наукова новизна. У роботі вперше проведено комплексне дослідження впливу товщини припою, типу припою та геометрії електродів на теплові характеристики процесу високочастотного електрозварювання кісткових тканин. Отримані результати дозволили визначити оптимальні параметри процесу, що забезпечують рівномірне прогріванняДокумент Відкритий доступ Комп’ютерне планування операції з ендопротезування колінного суглоба при дефекті стегнової кістки(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. Ревізійне ендопротезування є складною хірургічною процедурою, що супроводжується високим ризиком ускладнень і часто призводить до втрати кісткової тканини. 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. Метою роботи є підвищення ефективності операції з ендопротезування колінного суглоба шляхом надання рекомендацій щодо оптимального способу фіксації аугментів для заміщення дефекту стегнової кістки. Для досягнення поставленої мети були поставлені такі задачі: 1. Виконати огляд літературних джерел за темою роботи. 2. Обгрунтувати вибір програмних середовищ, що використовуються для досліджень, а також при проєктуванні індивідуальних аугментів. 3. Визначити способи фіксації аугменту, що будуть досліджуватися. 4. Провести дослідження на механічне навантаження моделей, що імітують різні способи фіксації аугменту до кістки, та проаналізувати отримані результати. 5. Привести приклад проєктування індивідуального аугменту для заміщення дефекту стегнової кістки. Об’єкт дослідження: ендопротезування колінного суглобу при дефектах кісткової тканини. Методи дослідження. Для досягнення мети роботи використовувалося середовище Ansys Mechanical, у якому моделі кістки та зони фіксації аугментів були піддані одиничному навантаженню та проаналізовані на розподіл напружень методом еквівалентних напружень за фон Мізесом. Наукова новизна. У даній роботі вперше було виконано дослідження різних методів фіксації аугменту для заміщення дефекту стегнової кістки та подано рекомендації щодо оптимальних параметрів елементів для фіксації.Документ Відкритий доступ Прилад для вимірювання імпедансу біологічних тканин(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Дуваров, Юрій Вячеславович; Дубко, Андрій ГригоровичАктуальність: Імпедансометрія 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. 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 біодозволяє отримувати дані в реальному часі, що важливо для моніторингу динамічних змін у стані тканин. Мета: розробка перетворювача імпедансу для діагностичного стану біологічних тканин. Завдання: створити зразки фантомів біологічних тканин з різними механічними характеристиками; дослідити зміни електричного імпедансу біологічних тканин при дії струму середньо частотного діапазону; створити 3Д макет біоімпедансного приладу у програмному забезпеченні SolidWorks; провести калібрування приладу на зразках фантому біологічних тканин; дослідити залежність значень електричного імпедансу фантомів від їх механічних характеристик.