Магістерські роботи (БМІ)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Scale-temporal transformations of biomedical non-stationary signals(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Hussin Ibrahim Ramadan Ibrahim; Shlykov, VladyslavIn this work, the analysis of families of wavelet transform wave functions was carried out for their use in the problem of isolating a non-stationary trend of a biomedical signal. Modeling of measured signals with simple trends with noise and interference is performed. Wavelet decomposition and trend highlighting of signals was carried out using the families of Dobeshi, Haar, Simlet, Koiflets. Measuring signals with non-stationary trends and random interference were formed, for which were selected wavelet functions for a different number of decomposition levels and the error of trend selection was estimated. The analysis of the effectiveness of using different wavelet functions to isolate a complex trend of biomedical signal was performed. The object of research is the process of isolating informative components from noise-shaped signals in the biomedical tasks of control and monitoring. The subject of the study is methods and algorithms for identifying trends of biomedical signal. Scientific novelty: 1. The use of wavelet decomposition to non-stationary trend of a noise-like signal is proposed and substantiated. 2. The evaluation completed of the standard error of the selection of a non-stationary trend on the type of wave function. Practical value of the results – to restore the lost trajectory of a moving biological object in conditions of its complex movement in adaptive control systems and case of sudden changes in trajectory moving, when changing the output signals of sensors in control systems.Документ Відкритий доступ Cіткові пацієнт-специфічні ендопротези для заміщення дефектів трубчастих кісток(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Биков, Гліб Богданович; Калашнікова, Лариса ЄвнегіївнаАктуальність роботи зумовлена обмеженнями традиційних методів реконструкції (ауто- та алотрансплантація, стандартні та модульні металеві імплантати), які не завжди дозволяють відновити індивідуальну анатомію, забезпечити оптимальний розподіл навантажень і достатню остеоінтеграцію. Метою роботи є розробка методології створення пацієнт-специфічного сіткового ендопротезу з інтегрованою трабекулярною структурою для реконструкції сегментарних дефектів трубчастих кісток, а також аналіз розробленої системи методом скінченних елементів. В даному конкретному випадку розглянуто випадок з діафізальним дефектом плечової кістки типу D та другою групою ампутаці [27]. Задачі магістерської дисертації: 1. Розробити методологію створення пацієнт-специфічних ортопедичних сіток; 2. Створити пацієнт-специфічні інструменти; 3. Урахувати мінімізацію шкоди навколишнім тканинам; 4. Провести аналіз конструкції методом скінченних елементів. Виконано огляд сучасних підходів до лікування сегментарних дефектів і адитивного виготовлення імплантатів, проаналізовано механічні та гістоморфометричні характеристики пористих титанових структур, сформовано вимоги до конструкції пацієнт-специфічного ендопротезу. Запропоновано методологію проєктування, що включає обробку даних комп’ютерної томографії, створення тривимірної моделі дефекту, віддзеркалення та репозицію контрлатеральної здорової кістки та створення двокомпонентного сіткового ендопротезу з технологічним зазором, ребрами жорсткості, замковими елементами та вікном для кісткового аутотрансплантата. Для зони контакту з кісткою використано трабекулярну структуру на основі теселяції Вороного, що імітує губчасту кісткі, сприяючи остеоінтеграції. Створено комплекс пацієнт-специфічних навігаційних шаблонів, розроблено хірургічний протокол: визначено положення пацієнта, хірургічний доступ та виконано віртуальну симуляцію втручання. За допомогою аналізу методом скінченних елементів досліджено дві конфігурації конструкції (базова сітка та сітка з трабекулярною структурою). Показано, що інтегрована трабекулярна структура забезпечує гомогений перерозподіл напружень і створює передумови для внутрішнього росту кістки.Документ Відкритий доступ Система навчання і керування пальцями і кистю біонічних протезів верхньої кінцівки на основі нейронних мереж(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Гнєтнєв, Костянтин Юрійович; Шликов, Владислав ВалентиновичАктуальність роботи полягає в розробці системи керування міоелектричним протезом руки на основі мікроконтролерів. Обумовлена тим, що тільки на серпень 2023 року за оцінками однієї з найбільших світових компаній з вироблення протезів - Ottobock, кількість людей з ампутаціями в Україні сягала близько 50 тисяч. Київська благодійна організація Houp Foundation оцінює кількість серйозних поранень, викликаних війною, у 200 тисяч осіб, і з них близько 10% серйозних травм зазвичай потребують ампутації. Мета полягає у створенні системи свідомого керування штучними пальцями і кистю протезів верхніх кінцівок на основі мікроконтролерів Arduino з можливістю синхронізації навчання з білатеральними реабілітаційними вправами для рук. Виконання мети передбачає розв'язання таких завдань: 1. Розробка підсистеми для реєстрації та обробки біосигналів зі здорової руки; 2. Створення конструктора нейронних моделей; 3. Реалізація алгоритмів класифікації рухів з використанням готових вагових коефіцієнтів на мікроконтролері; 4. Об’єднання всіх підсистем в одну систему; 5. Проведення експериментів; 6. Розробка стартап-проєкта для впровадження нової технології на ринок; 7. Аналіз результатів експериментів й формування висновків.Документ Відкритий доступ 3D-біодрук прототипу ендометрію для регенерації тканин матки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Отрода, Марія Сергіївна; Білошицька, Оксана КостянтинівнаАктуальність: пошкодження ендометрію є однією з провідних причин жіночого безпліддя, а традиційні методи лікування часто не забезпечують відновлення морфофункціональних властивостей тканини. 3D-біодрук є перспективним інструментом для створення біоміметичних конструкцій, що імітують природну архітектуру ендометрію. Розробка таких прототипів сприяє розвитку персоналізованої регенеративної медицини та підвищенню ефективності лікування репродуктивних патологій. Метою магістерської дисертації є створення 3D-біодрукованого прототипу ендометрію, що відтворює двошарову архітектуру, для регенерації тканин матки. Задачі магістерської дисертації: 1. Огляд літератури за темою 3D-біодруку в регенеративній гінекології та підходів до створення прототипу тканин ендометрію. 2. Визначити програмне забезпечення для 3D-моделювання та розробити 3D-модель прототипу, що імітує структуру тканин ендометрію. 3. Адаптувати розроблений робочий процес для 3D-друку клітинних двошарових каркасів. 4. Провести експериментальне виготовлення макетних зразків, здійснити аналіз їх геометричної точності, структурної цілісності та здатності утримувати форму після зшивання. Об’єктом дослідження є технологічний процес екструзійного 3D-друку гідрогелевих каркасів для регенерації ендометрію. Предметом дослідження є 3D-моделі, біоматеріали та технологічні параметри процесу 3D-біодруку для створення прототипу ендометрію. Методи дослідження: параметричного 3D-моделювання (Python, PrusaSlicer) для генерації пористих структур; метод екструзійного біодруку; візуальний та дефектологічний аналіз отриманих скафолдів. Наукова новизна магістерської дисертації полягає у розробці та валідації комплексного робочого процесу, що поєднує параметричне моделювання двошарової ґратчастої архітектури з оптимізованими параметрами екструзійного біодруку для композитного біочорнила. Практична цінність роботи полягає у розробці технологічного регламенту виготовлення прототипів та створенні концепції стартап-проєкту за моделлю «Model-as-a-Service» для надання послуг з доклінічного тестування фармацевтичних препаратів на фізіологічно релевантних in vitro моделях. Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були представлені на ХІХ Міжнародній науково-практичній конференції «Біотехнологія ХХІ століття» (Київ, 16 травня 2025 р.), а також опубліковані у статті «3D-біодрук моделей ендометрію: сучасні підходи, біоматеріали та перспективи регенерації тканин матки» у фаховому науковому виданні категорії Б «Біомедична інженерія і технологія»Документ Відкритий доступ Програмно-візуалізаційний модуль для аналізу роботи клапанних імплантів серця з урахуванням гемодинамічних змін(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Тузов,Олександр Олександрович; Шликов, Владислав ВалентиновичАктуальність: Сучасна кардіологія та медична інженерія вимагають точної оцінки роботи серцевих клапанів, що є важливим для діагностики, планування лікування та розробки нових терапевтичних методів. Традиційні методи, такі як ехокардіографія та магнітно-резонансна томографія, мають свої обмеження в точності та здатності прогнозувати функціонування клапанів у різних умовах. Параметричне моделювання серцевих клапанів і симуляція кровотоку дозволяють створювати цифрові моделі серця, оцінювати гемодинамічні показники, прогнозувати наслідки медичних втручань і тестувати нові конструкції клапанів без ризику для пацієнтів. Це підвищує точність досліджень, сприяє персоналізації лікування та зменшує потребу в дорогих клінічних експериментах. Мета: Розробка програмно-візуалізаційного модуля для аналізу роботи клапанних імплантів серця з урахуванням гемодинамічних змін. Задачі роботи: 1.Проаналізувати існуючі методи моделювання серцевих клапанів та кровотоку. 2.Розробити програмне забезпечення для моделювання роботи клапанів. 3.Оцінити ефективність та точність моделювання. 4.Розробити стратегію комерціалізації програмного продукту.heart valvesДокумент Відкритий доступ Метод виготовлення двошарового куксоприймача стегна із застосуванням адитивних технологій(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Пукольцев, Олександр Сергійович; Калашнікова, Лариса ЄвгеніївнаАктуальність: З початку повномасштабної війни кількість людей з ампутованими кінцівками стрімко збільшується, існуючий ринок протезування не в змозі повністю задовольнити виробничі потужності. Куксоприймач є ключовим елементом протезу, що має трудомісткий процес виготовлення. 3D-друк активно впроваджується на рівні ампутацій нижче коліна, проте для ампутацій вище коліна все ще існує недовіра до міцності гільзи через більші навантаження. Тож розробка методу виготовлення, який зменшить час на виробництво куксоприймача є актуальним завданням. Мета: підвищення ефективності процесу виготовлення куксоприймачів стегна шляхом розроблення двоетапної технології, що забезпечує швидке виготовлення гільз із урахуванням анатомічних особливостей і точки опори на кістковий апарат людини. Для досягнення мети поставлено наступні задачі: 1.Огляд літературних джерел пов’язаних із методами протезуванням нижніх кінцівок, анатомії апмутації вище коліна та адитивними технологіями; 2.Побудова 3D-моделі та аналіз навантажень прикладених до куксоприймача стегна; 3.Розробка двоетапної технології виготовлення куксоприймача стегна; 4.Розробка стартап-проекту, пов’язаного з темою магістерської дисертації;Документ Відкритий доступ Електротактильний стимулятор для відновлення сенсорного зворотного зв’язку в протезі верхньої кінцівки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Богачук, Владислав Віталійович; Соломін, Андрій ВячеславовичПротезування в Україні активно розвивається та охоплює все ширше коло користувачів, що стимулює розширення ринку й удосконалення технологічних рішень. Попри промислове виробництво сучасних протезів для різних частин кінцівок, значна кількість пацієнтів відмовляється від їх використання через фізичний дискомфорт, складність керування та психологічні бар’єри, що свідчить про недостатню інтегрованість таких систем у повсякденне життя. Саме тому актуальним є впровадження сенсорного зворотного зв’язку, який забезпечує користувачу природніші відчуття взаємодії з протезом. Хоча наукові дослідження у цій сфері демонструють значний прогрес, більшість рішень залишаються на рівні лабораторних прототипів, що перешкоджає їх широкій комерціалізації. Це створює нагальну потребу у доступних, адаптивних і технологічно надійних системах, здатних підвищити комфорт, функціональність та рівень прийняття протезів у реальних умовах використання. Метою роботи є покращення користувацького досвіду та взаємодії з протезом верхньої кінцівки шляхом створення системи сенсорного зворотного зв’язку, що забезпечується електричною стимуляцією. Задачі, поставлені для досягнення мети: 1. Окреслити теоретичний базис для систем зворотного зв'язку. 2. Створити технічне завдання для розробки, базуючись на літературному аналізі. 3. Розробити стимулятор на основі мікроконтролера з його попереднім програмуванням. 4. Дослідити інформативність каналу стимулятора шляхом тестування на користувачеві різних наборів параметрів. 5. Проаналізувати створену модель як потенційний продукт на ринку систем зворотного зв'язку. Об’єкт дослідження: відновлення сенсорного зворотного зв’язку для протезу верхньої кінцівки. Методи дослідження. Для створення системи електротактильного зворотного зв’язку використано платформу ESP32 C3 Super Mini та драйвер мотору DRV8871 щоб генерувати двофазні сигнали. Для дослідження інформативності каналу застосовано тестування на користувачеві. Наукова новизна. Дана робота містить оригінальне технічне рішення щодо створення стимулятора на базі мікроконтролера ESP32 та дослідження інформативності каналу стимуляції з перспективою застосування кодування. Публікації. Технологія створення 3D-моделі зі скінченно-елементною сіткою на основі серій КТ-зображень / А. В. Соломін та ін. Biomedical Engineering and Technology. 2025. Т. 17. ISSN 2707‐8434.Документ Відкритий доступ Система керування механізмом кисті на основі ЕМГ-сигналів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Тодоров, Ярослав Сергійович; Богданова, Тетяна ЛеонідівнаАктуальність: втрата верхніх кінцівок внаслідок травм або захворювань є серйозною медико-соціальною проблемою, що вимагає ефективних засобів реабілітації. Сучасні біонічні протези забезпечують відновлення функцій, проте висока вартість та складність налаштування обмежують їх доступність. Розробка адаптивних систем керування на основі поверхневої електроміографії (sEMG) дозволяє створити більш доступні та функціональні протези, що здатні точно інтерпретувати наміри користувача. Метою магістерської дисертації є розробка апаратно-програмної системи керування електромеханічним макетом кисті з використанням сигналів електроміографії для забезпечення базових хватів. Задачі магістерської дисертації: 1. Оглянути існуючі методи реєстрації та обробки ЕМГ-сигналів у системах керування протезами верхніх кінцівок. 2. Обґрунтувати вибір елементної бази (сенсорів, мікроконтролера, приводів) та розробити структурну схему системи. 3. Розробити алгоритми цифрової обробки сигналів (фільтрація, виділення огинаючої) та логіку керування механізмом кисті. 4. Провести експериментальне тестування розробленої системи на макеті, оцінити швидкість реакції та точність відтворення рухів. Об’єктом дослідження є процес реєстрації та обробки біоелектричних сигналів для керування електромеханічними пристроями реабілітаційного призначення. Предметом дослідження є апаратно-програмні засоби та алгоритми розпізнавання патернів ЕМГ-сигналів для керування рухом механізму кисті. Методи дослідження: у роботі використано: методи цифрової обробки сигналів (фільтрація, згладжування) для покращення якості ЕМГ; схемотехнічне моделювання; програмування мікроконтролерів; методи експериментального дослідження для перевірки працездатності прототипу. Наукова новизна магістерської дисертації полягає у вдосконаленні алгоритму порогового детестування м’язової активності, що дозволяє підвищити стабільність розпізнавання керуючих сигналів в умовах дії завад при використанні доступної елементної бази. Практична цінність роботи полягає у створенні діючого прототипу системи керування, яка може бути використана як базова платформа для розробки недорогих біонічних протезів або тренажерів для реабілітації пацієнтів з порушенням моторики.Документ Відкритий доступ Інтелектуальна система прогнозування рівня глюкози(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Масюк, Іван Віталійович; Богомолов, Микола ФедоровичДисертація присвячена розробленню інтелектуальної системи прогнозування рівня глюкози на основі даних безперервного моніторингу (CGM) з інтегрованими методами Explainable Artificial Intelligence (XAI). Актуальність роботи зумовлена стрімким зростанням поширеності цукрового діабету та потребою у персоналізованих технологіях контролю глікемії, що забезпечують не лише точний прогноз, а й прозоре обґрунтування клінічних рішень. Методи XAI, зокрема SHAP і LIME, відповідають сучасним вимогам безпеки, довіри та регуляторного контролю, дозволяючи лікарю оцінювати вплив фізіологічних та технічних факторів на прогноз моделі. Робота виконана в рамках освітньо-професійної програми «Медична інженерія» та узгоджена з науковими напрямами кафедри, що включають розроблення інтелектуальних медичних систем, аналіз часових рядів та застосування пояснюваного ШІ у клінічній практиці. Метою дослідження є створення концепції інтелектуальної системи прогнозування рівня глюкози за даними CGM з інтеграцією XAI-модуля, який забезпечує пояснюваність прогнозів та можливість клінічного використання.. Об’єкт дослідження — процеси безперервного моніторингу глюкози та інтелектуальної обробки глікемічних часових рядів. Предмет дослідження — алгоритмічні моделі прогнозування рівня глюкози та методи забезпечення їх інтерпретованості. Методи дослідження включали аналіз глікемічних часових рядів, попередню обробку даних (фільтрація, інтерполяція, нормалізація), побудову моделей машинного навчання (Random Forest, Gradient Boosting, XGBoost, DNN) та інтерпретацію результатів за допомогою SHAP і LIME. Експерименти виконано у Python із використанням бібліотек Scikit-learn, XGBoost, SHAP та ін. Наукова новизна полягає в створенні узагальненої методики інтеграції XAI у системи прогнозування глікемії, що дозволяє одночасно оцінювати глобальні та локальні фактори впливу на прогноз, а також у формуванні концептуальної архітектури інтелектуальної системи, здатної працювати у режимі реального часу. Запропоновано підхід до пояснення динаміки глікемії з використанням теплових карт SHAP-значень у часовому розрізі. Практичне значення полягає у можливості впровадження технології в системи підтримки клінічних рішень, цифрову діабетологію та стартап-проєкти у сфері медичних виробів. Створена концепція може бути інтегрована у мобільні застосунки для пацієнтів, а також у хмарні платформи для лікарів. Результати дослідження можуть бути використані в освітніх курсах з медичної інженерії та аналізу даних. Завдання: 1. Проаналізувати сучасні методи моніторингу рівня глюкози та визначити їхні переваги й обмеження. 2. Дослідити сенсорні технології, що застосовуються у системах безперервного моніторингу глікемії. 3. Розглянути алгоритми штучного інтелекту, які використовуються для прогнозування рівня глюкози. 4. Проаналізувати методи Explainable AI та їхню придатність до інтерпретації моделей прогнозування. 5. Визначити медико-технічні вимоги до інтелектуальної системи. 6. Розробити концептуальну архітектуру системи прогнозування рівня глюкози з пояснюваними моделями ШІ. 7. Сформувати структуру та ключові елементи стартап-проєкту з подальшим планом його реалізації та впровадження. Апробація здійснювалася у межах навчально-дослідницької діяльності факультету біомедичної інженерії та була представлена під час захисту магістерської роботи. Публікації: результати дослідження відображено у кваліфікаційній роботі; на момент подання дисертації друковані публікації відсутні.Документ Відкритий доступ Інтелектуальний протез руки з електротермічним приводом на основі ефекту пам’яті форми(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Колнаузов, Іліан Олександрович; Білошицька, Оксана КостянтинівнаАктуальність: Одним із перспективних напрямів розвитку протезних технологій є застосування штучних м’язів на основі нітинолу. Проте ефективність нітинолових приводів безпосередньо залежить від здатності швидко та стабільно відводити тепло, оскільки саме температура визначає швидкодію, точність і довговічність матеріалу. Інтеграція продуманої системи охолодження стає ключовою умовою для забезпечення повторюваних циклів роботи та наближення рухів протеза до природних. Завдяки поєднанню властивостей нітинолу та ефективної термостабілізації стає можливим створення протезів із більшою кількістю ступенів свободи, високою моторикою та стабільною роботою, що значно підвищує їх функціональність і подібність до людської руки. Мета: Розробка системи охолодження та контролю за температурою штучного м’язу на основі нітинолу. Задачі роботи: 1. Оптимізувати роботу нітинолового штучного м’яза шляхом розроблення моделі термодинамічних процесів у сплаві Ni-Ti при імпульсному нагріванні та охолодженні з урахуванням теплової інерційності матеріалу. 2. Розробити систему живлення для протезу. 3. Розробити систему активного охолодження нітинолового приводу для зменшення часу відновлення та підвищення циклічної стабільності роботи штучного м’яза. 4. Створити алгоритм адаптивного керування температурою та деформацією штучного м’язу з використанням мікроконтролера Arduino та системи сенсорів температури для динамічного регулювання режимів роботи протезу в реальному часі. 5. Оптимізувати архітектуру корпусної частини протеза. 6. Провести експериментальні дослідження та порівняльний аналіз ефективності системи із визначенням впливу частоти ШІМ, інтенсивності охолодження та температурних коливань на швидкодію, надійність і енергоефективність штучного м’яза. 7. Визначити технічні переваги, обмеження та перспективи подальшого розвиту технології протеза.Документ Відкритий доступ Програмно-апаратний комплекс для контролю антропометричних параметрів дитини(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Колбасін, Максим Олександрович; Вовянко, Світлана ІгорівнаАктуальність. Сучасна система охорони здоров’я вимагає ефективних засобів контролю та оцінювання фізичного розвитку дітей. Особливої уваги потребує автоматизація вимірювань антропометричних показників, що дозволяє зменшити вплив людського фактору, підвищити точність отриманих даних та забезпечити їх зручне збереження й обробку. Використання програмно-апаратних комплексів на базі мікроконтролерів відкриває нові можливості для медичних. Мета роботи. Розробка програмно-апаратного комплексу для автоматизації контролю антропометричних даних дітей на основі мікроконтролера Arduino Nano та сенсорних модулів. Завдання: 1. Провести аналіз існуючих методів і засобів вимірювання антропометричних параметрів. 2. Обґрунтувати вибір сенсорів та мікроконтролера для створення комплексу. 3. Розробити апаратну частину пристрою та забезпечити взаємодію між його модулями. 4. Створити програмне забезпечення для збору, збереження та обробки антропометричних даних.Документ Відкритий доступ Система відстеження рухів кисті людини під час реабілітації(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Степаненко, Ніна Олександрівна; Дубко, Андрій ГригоровичРобота присвячена розробленню програмної системи для цифрового моніторингу рухів кисті на основі глибинного сенсора Kinect та алгоритмів комп’ютерного зору. Актуальність теми зумовлена потребою у точних, доступних та відтворюваних засобах контролю моторики верхньої кінцівки у пацієнтів після інсультів, черепно-мозкових травм та ортопедичних втручань. Існуючі клінічні методи оцінювання часто обмежені суб’єктивністю, тоді як лабораторні маркерні системи є дорогими та малопридатними для широкої реабілітаційної практики. Розвиток markerless-технологій відкриває можливість створення ефективних систем кількісного аналізу рухів у реальних умовах, що обґрунтовує значущість проведеного дослідження. Робота виконана у межах плану науково-дослідних робіт кафедри біомедичної інженерії НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського», спрямованих на створення інтелектуальних технологій медичної реабілітації. Метою дисертації є створення концепції та програмної реалізації системи цифрового моніторингу рухів кисті, що забезпечує реєстрацію 3D-координат та автоматичний розрахунок кінематичних показників на основі даних Kinect і MediaPipe Hands. Для досягнення мети визначено та вирішено такі задачі: аналіз сучасних технологій відстеження рухів; дослідження будови та характеристик Kinect 1.0/2.0; розроблення архітектури системи; формування метрик моторики; реалізація алгоритмів фільтрації та аналітичної обробки; оцінювання точності алгоритму лендмаркінгу; побудова концепції впровадження системи у вигляді перспективного медичного виробу. Об’єкт дослідження — рухи кисті людини у процесі реабілітації. Предмет дослідження — методи та технічні засоби реєстрації, обробки та аналізу рухів кисті на основі глибинного сенсора та алгоритмів комп’ютерного зору. Методи дослідження включають аналітичний огляд літератури; програмну реалізацію алгоритмів у Python; застосування MediaPipe Hands та OpenCV; математичні методи аналізу кінематичних параметрів; експериментальне оцінювання точності за показниками MAE, RMSE, кутових похибок та стабільності сигналу; структурно-функціональний аналіз вимог до медичних виробів. Наукова новизна полягає у формуванні архітектури markerless-системи відстеження рухів кисті з автоматизованим розрахунком кінематичних метрик, удосконаленні методики валідації точності лендмаркінгу та структуризації вимог до функціональних характеристик перспективної реабілітаційної системи. Практичне значення результатів полягає у розробленні програмної реалізації системи моніторингу рухів кисті, що забезпечує реєстрацію 21 ключової точки кисті, обчислення реабілітаційних показників, збереження даних та побудову візуалізацій динаміки відновлення. Результати можуть бути використані у клінічних та домашніх програмах реабілітації. Апробація результатів здійснена на наукових конференціях та семінарах. Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у трьох наукових працях: 1. Stepanenko N., Dubko A. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 2025. 2. Степаненко Н.О., Дубко А.Г. Матеріали конференції «МЦНД», 2025. 3. Степаненко Н., Дубко А. Біомедична інженерія і технологія, 2025.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.