Удосконалено методи та засоби формування низькоінтенсивних шумових сигналів мм-діапазону для біомедичного застосування. Розроблено генерувальні пристрої мм-діапазону, які дозволяють підвищити ефективність роботи медичної апаратури, а також вірогідність радіометричних вимірювань за умов проведення досліджень електромагнітних властивостей біологічних об'єктів. Досліджено метрологічні характеристики генераторів біомедичного призначення та запропоновано шляхи зменшення похибки вимірювання потужності низькоінтенсивних сигналів. Наведено результати клінічних і експериментальних досліджень розроблених генераторів, на підставі яких доведено високу ефективність їх застосування в медицині та біології.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено вентильно-реактивний двигун (ВРД) для апаратів штучної вентиляції легенів (АШВЛ). Розраховано геометричні розміри електромеханічного перетворювача (ЕМП) ВРД, описано польову математичну модель (ММ) в двомірній постановці задачі, проведено розрахунки магнітного поля (МП) електродвигуна з урахуванням нелінійності його магнітної системи. Запропоновано коло-польову (КП) ММ для розрахунку динамічних та квазістатичних режимів роботи ВРД з урахуванням особливостей системи керування, а також моделювання режиму роботи S5 електродвигуна у складі АШВЛ. Встановлено, що потоки взаємоіндукції перетинають неактивні фази ЕМП, наводять імпульси ЕРС. Зазначено, що під час роботи ВРД на "природній" механічній характеристиці (ПМХ) з силовим інвертором Міллера (СІМ) виникають умови для замикання імпульсів ЕРС взаємоіндукції та появи додаткових імпульсів струму (ІС), додаткові ІС призводять до зниження ККД ВРД на 1,4 % під час його роботи на ПМХ з СІМ. Описано КП ММ ВРД високого ступеня деталізації, проведено розрахунок МП ВРД на різних етапах інтегрування, що допомагає підвищити точність моделювання ЕМП без прийняття допущень про магнітну ізольованість фаз. Обгрунтовано рекомендації щодо вибору параметрів комутації фаз ЕМП для підвищення ефективності роботи електродвигуна. Запропоновано комбінований спосіб гальмування ВРД, який зменшує споживання енергії на 28% під час роботи електродвигуна в режимі S5 з частотою пусків (200 у хвилину).

  Скачати повний текст

Визначено роль водневого середовища у процесах взаємодії основних білкових компонентів крові з поверхнею високодисперсного кремнезему, а також факторів, які впливають на функціональну здатність адсорбованих білків. Показано, що у разі введення імуноглобуліну у водні суспензії кремнезему має місце його адсорбція на поверхні, а у випадку фібриногену - коагуляція білкових молекул. Установлено, що у разі взаємодії сироваткового альбуміну з простими цукрами (сахарозою, фруктозою та глюкозою) відбувається значна дегідратація білкових молекул, яка для сахарози може становити більше 90 %.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення інформативності та достовірності результатів обробки добових вимірів артеріального тиску шляхом застосування сучасних методів аналізу інформації на базі сплайн-перетворень. Розроблено інформаційно-діагностичну автоматизовану систему обробки даних добового моніторингу артеріального тиску. Одержано неперервну марківську модель процесу зміни систолічного та діастолічного артеріального тиску з кусково-сталими функціями інтенсивності переходів. Алгоритмізовано побудову моделі процесу зміни артеріального тиску за часом у вигляді гладкої функції з використанням локальних поліноміальних сплайнів, близьких до інтерполяційних у середньому, на основі B-сплайнів. З використанням методу динамічного програмування для визначення моментів структурної зміни процесу коливання тиску запропоновано обчислювальну процедуру оцінки параметрів лінійної сплайн-регресії з k-вузлами склеювання. Обгрунтовано концепцію розробки програмного середовища в системах медичного моніторингу, зорієнтовану на технологію візуальної постановки задачі та відкриту архітектуру. На базі даної концепції, класичних і новітніх технологій розроблено інформаційно-діагностичну автоматизовану систему ViStA Med оперативного аналізу даних добового моніторингу артеріального тиску. Запропоновано засоби забезпечення автоматизації діагностування різних форм артеріальної гіпертензії.

  Скачати повний текст

На підставі використання методів сингулярної оптики та лазерної поляриметрії досліджено взаємозв'язки між комплексом статистичних і фрактальних параметрів для опису оптико-геометричної структури самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів: поверхневорозсіюючих шорстких поверхонь та оптично-анізотропних архітектонік біотканин. Виявлено взаємодію між розподілом нулів амплітуди об'єктного поля шорсткої поверхні та структурними особливостями геометрії їх мікрорельєфу. На підставі знайденої закономірності встановлено, що гістограми локальних густин нулів, які оцінюються на різних відстанях від об'єкта, різні для фрактальних і випадкових шорстких поверхонь. Виявлено взаємозв'язок між ієрархічною оптико-геометричною структурою архітектоніки біотканин і двомірними розподілами станів поляризації їх зображень. Обгрунтовано та експериментально перевірено методи орієнтаційної та фазової селекції поляризаційних карт біотканин, за допомогою яких проведено безконтактну реконструкцію оптико-геометричної будови архітектоніки фізіологічно нормальних і патологічно змінених біотканин. Показано, що процеси формоутворення самоподібних елементів їх архітектоніки зумовлюють асиметрію та флуктуації відносних значень і збільшення напівширини автокореляційних функцій орієнтаційних томограм. Встановлено однозначний взаємозв'язок між коефіцієнтом асиметрії двомірних автокореляційних функцій орієнтаційних томограм і патологічними змінами архітектоніки біотканини.

  Скачати повний текст

Розроблено нові прогресивні інформаційні технології дослідження динаміки об'єктів для систем діагностики та прогнозування патологічних станів людини. Створено й досліджено мову формалізації досвіду експертів системи представлення й інтерпретації знань у динамічних предметних середовищах, яка складає основу методології побудови моделей динамічних систем. Розроблено автоматизовані бази даних медичної інформації, алгоритми обробки медичних даних, інформаційні технології оцінки динаміки змін функціонального стану організму людини. Досліджено алгоритми реєстрації, попередньої обробки та діагностичної інтерпретації медичної інформації, структури та засоби програмного забезпечення. Запропоновано нові методи підвищення живучості розподілених медичних застосувань, засновані на аналізі потоку повідомлень про несправності й пошуку залежностей у даному потоці. Побудовано методи та технології трасування й моніторингу розподілених медичних застосувань.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання створення біотехнічної системи (БТС) зовнішнього адаптивного управління глікемією. Синтезовано структурну схему системи та обгрунтовано вимоги до її елементів. Імітатором фізіологічної системи регулювання рівня глюкози у складі БТС є спрощена математична модель, яка адаптується до кожного пацієнта. Розроблено спосіб адаптації моделі за результатами тестів на толерантність до глюкози та інсуліну. На базі методу числового експерименту через порівняння емпіричних і теоретичних даних показано пристосування моделі в нормі та патології. Висвітлено спосіб оцінки стану людини, що базується на аналізі фазового портрету динамічної системи. Запропоновано діагностичний індекс з метою відведення даних до діагностичного класу. Описано спосіб зовнішнього адаптивного управління глікемією, що базується на визначенні дози препарату за допомогою адаптивної моделі.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі системного аналізу патологічних процесів у класі рівнянь популяційної динаміки. Сформульовано алгоритм системного аналізу зазначених процесів. Запропоновано класи моделей для опису їх головних складових. Розв'язано задачі ідентифікації параметрів моделей патологічних процесів, що здебільшого є елементами гільбертових просторів. З метою оцінювання систем з запізненням створено оптимізаційний метод з використанням функції чутливості. Розроблено методи дослідження стійкості в моделях динаміки Гомперца, імунної системи, реконструкції кісткової тканини. З метою здійснення дослідження використано методи лінеаризації та функціоналів Ляпунова. Запропоновано методи розв'язання задач керування для побудови оптимальних схем лікування. На базі аналізу характеристичних рівнянь лінеаризованих систем і числових характеристик вивчено питання нелінійної динаміки та біфуркацій у моделях патологічних процесів. Розроблено концептуальну модель програмного середовища підтримки системних медичних досліджень. Для її реалізації запропоновано модель структури даних у галузі системних медичних досліджень. Створено програмний інтерфейс середовища, який є Web-інтегрованим, орієнтованим на користувача та має можливості налаштування. Реалізовано математичні методи системного аналізу патологічних процесів як ієрархію Java-класів. Розроблено програмні засоби для виконання системних медичних досліджень, підготовки одержаних результатів до представлення в Інтернет та їх візуалізації.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод ідентифікації біомедичної інформації на базі KVP-перетворень, що дає змогу на основі формування "ключ-функції" створювати еталони для бази знань, а також запропоновано ввести у зведену інтегровану функцію масштабний коефіцієнт для більш повного аналізу структурних змін під час діагностування стану судин. Модифіковано метод Q-перетворень і розроблено швидкі алгоритми перетворення та обробки біомедичної інформації з виділенням ознак, що дає змогу шляхом порівняння площин одиничних і багатоградаційних відліків зображень з урахуванням взаємного розташування сусідніх відліків порівнювальних зображень підвищити достовірність та завадостійкість (2 - 3 рази) аналізу біомедичної інформації. Удосконалено архітектуру побудови оптико-електронного пристрою "око-процесорного" типу для перетворення та зберігання зображень з автоматизованою обробкою зображень шляхом введення блоків порівняння еталонного зображення об'єкта g(x,y) і зображення розпізнаваємого об'єкта та фону f(x,y), що є важливим за умов оправного процесу обробки зображень, особливо, у реальному часі в динамічних системах. Удосконалено архітектуру оптико-електронного корелятора на базі реалізації на однорідній матричній багатошаровій структурі, що дає змогу використовувати єдиний технологічний базис.

  Скачати повний текст

Розвинуто методику моделювання структури OX-сенсора з модифікованим електродом і процесів, що відбуваються у ньому під час визначення аналіта. За методами комп'ютерного моделювання, за допомогою запропонованих фізичної та математичної моделей, одержано результати про перенос заряду й енергії у молекулярному шарі електрода OX-сенсора, які дають змогу визначити набільш ефективні матеріали реагентів і товщини їх шарів на поверхні модифікованого електрода. Розроблено модель роботи OX-сенсора з модифікованим електродом у режимі інжекції та проточної інжекції (ПІ). З використанням даної моделі одержано результати про динаміку струму, що протікає в OX-сенсорі, що дало змогу здійснити підбір параметрів OX-сенсора й режиму аналізу для одержання максимального сигналу під час визначення аналіта. Уперше запропоновано фізично обгрунтовану конструкцію OX-сенсора щодо компонентів біомедичного призначення: амінокислоти й оксалату, що дозволяє зменшити габарити детектора й підвищити ефективність процесу аналізу. Відзначено, що завдяки даній конструкції є можливим закріплення люмінофор-реагента на поверхні робочого електрода з використанням методу Лангмюра - Блоджетта. Запропоновано систему електрохемілюмінесценції на базі OX-сенсора для визначення аналіта, яка передбачає застосування ПІ-способу введення проби в OX-сенсор та автоматизоване керування процесом аналізу, що дозволяє завдяки наявності двох каналів (оптичного й електричного) реєстрації підвищити точність аналізу.

  Скачати повний текст

Проведено іммобілізацію нестероїдного протизапального препарату піроксикаму та протитуберкульозного препарату ізоніазиду на поліуретановому носії. Визначено характер динаміки вивільнення лікарських речовин з полімерного матеріалу за умов in vivo та in vitro. Висвітлено, що піроксикам пролонговано вивільняється з поліуретанового носія за умов in vivo. Проаналізовано, що під час імплантації в організм експериментальних тварин поліуретанові зразки з піроксикамом сприяють зменшенню виразності клітинних реакцій в оточувальних тканинах, знижують рівень активності кислотної та лужної фосфатаз, мають антипроліферативну активність, а також інгібують місцевий процес судиноутворення. Встановлено, що ізоніазид пролонговано вивільняється з сітчастого поліуретану протягом тривалого часу за умов in vitro. Висвітлено, що у разі імплантації в організм експериментальних тварин одержані поліуретанові зразки з ізоніазидом стимулюють макрофагальні елементи на всіх етапах асептичного запалення. Проведено насичення поліакриламідного гелю, модифікованого полівінілпіролідоном, протитуберкульозним препаратом. Вивчено динаміку вивільнення ізоніазиду з поліакриламідного гелю за умов in vitro. Розкрито можливість регулювання вивільнення ізоніазиду з поліакриламідного гелю за рахунок відсоткового вмісту полівінілпіролідону. Проведено модифікацію методу тканинної культури, за допомогою якої визначено ступінь токсичності гідрогелевих матеріалів. Розроблено комплексну систему медико-біологічних методів, що дозволяє оцінити біологічну активність, біосумісність й ефективність імплантаційних полімерних матеріалів. Показано, що полімерні матеріали з піроксикамом та ізоніазидом біосумісні, нетоксичні та можуть бути рекомендовані для проведення клінічних випробувань.

  Скачати повний текст

Досліджено, що спікання вказаних порошкових сумішей може бути віднесене до рідкофазного спікання з добре змочувальною рідкою фазою, яке ускладнене процесами газовиділення з втратою маси та пружною релаксацією. Установлено, що в процесі спікання відбувається спінення розплавленої скломаси, утворення в ній закритих пор та анізотропія об'ємних змін зразків, формування поліпористої структури композитів. Зазначено, що одержані композити мають широкий діапазон властивостей залежно від складу вихідної шихти та використаного технологічного режиму. Доведено, що максимальна пористість зразків композитів досягає 60 %, максимальні розміри пор - 300 мкм, а максимальна міцність на стиск - 217 МПа. На основі дослідження особливостей пресування та спікання порошкових композитів та виявлення генезису їх пористої структури оптимізовано склади та технологічні режими одержання композитів з підвищеними механічною міцністю та біоактивністю. Реалізовано успішну апробацію даних матеріалів як імплантатів у хірургічній практиці, що підтвердило їх високі біоактивні властивості та можливість їх використання як пластичного матеріалу для заміщення дефектів кісткової тканини.

  Скачати повний текст

Розроблено концепцію створення нових біологічно активних полімерних матеріалів з пролонгованою дією нестероїдних протизапальних препаратів для застосування як імплатаційних матеріалів на основі біодеградабельних поліуретанових носіїв. Досліджено їх синтез, властивості, біодеградацію, пролонговану дію, біологічну активність та ефективність. Запропоновано нові біологічно активні полімерні матеріали на основі уретановмісного полімеру сітчастої структури з амізоном. Розроблено метод синтезу та одержано новий біологічно активний блок-кополіуретан із хімічною та фізичною іммобілізацією амізону. Синтезовано поліефірглікольуретани з алофанатними вузлами розгалуження та розроблено біологічно активні матеріали з піроксикамом на їх основі.

  Скачати повний текст

Розроблено метод стиску одноканального електрокардіографічного (ЕКГ) сигналу, грунтуючись на критеріях ефективності та якості. Запропоновано параметричну модель ЕКГ сигналу, яка передбачає застосування критеріїв "діагностичності" сигналу. Базуючись на запропонованій моделі, вдосконалено метод довготривалого передбачення даного сигналу на підставі кодової книги класів. Запропоновано метод стиску багатоканального ЕКГ сигналу з попереднім перетворенням його у статистично незалежні компоненти зі зниженням розмірності початкових даних. Визначено кількість компонент розкладення багатоканального ЕКГ сигналу. Виконано експериментальне дослідження запропонованих методів та побудовано експериментальні залежності похибки відновлення від ефективності стиску.

  Скачати повний текст

Проаналізовано технічне забезпечення ампліпульстерапії, розроблено відносний критерій оцінки якості апаратів. Визначено принципи побудови сучасного вітчизняного електротерапевтичного апарата. Розроблено математичні моделі генераторів синусоїдальними модульованими струмами (СМС), досліджено вплив на їх вихідні сигнали різних збурювальних факторів. Розроблено схеми цифрових генераторів СМС і проведено їх дослідження.

  Скачати повний текст