Досліджено закономірності формування інтегральних характеристик системи кровообігу в нормі та у разі патології з метою розв'язання задач управління кровообігом. Вперше побудовано алгоритми відтворення функціональних характеристик складних біомедичних систем, що базуються на виникненні ефектів впорядкування (самоорганізації) у послідовно нагромаджуваних масивах спостережень. Відтворено систему емпіричних регуляторних зв'язків системної гемодинаміки організму людини за різних умов кровообігу. Побудовано нелінійну модель капілярної мережі, вперше відтворено систему регуляторних характеристик транспорту кисню організму людини за умов інтенсивної терапії. Досліджено інтегральні властивості регуляції капілярного кровообігу. Створено методику кількісного оцінювання складності та варіабельності поведінки системних показників кровообігу, що дозволяє визначити його регуляторні резерви. Виявлено симетрії, наближені до пропорції золотого перерізу, однорідних відношень силових, об'ємних і часових показників кровообігу, розкрито їх роль у процесі регуляції та здатність відображати глибину ієрархічних взаємодій різнорівневих регуляторних механізмів. Встановлено, що система кровообігу є критично самоорганізованою, чутливою до найменших змін умов функціонування. Доведено можливість жорсткої синхронізації капілярного кровотоку з коливаннями системного, обмумовленого скороченнями серця.

Запропоновано метод прогнозування захворювань кровообігу людини на підставі обробки добового серцевого ритму та інтелектуального аналізу похідного масиву оцінок.

Разработана программа для количественной оценки регулярности циркадного сердечного ритма. Программу можно использовать для обследования пациентов с угрозой внезапной смерти, а также для оценки режимов перегрузки у практически здоровых людей. Метод не требует использования нагрузочных тестов, а мониторинг за состоянием сердечно-сосудистой системы происходит в режиме натурального функционирования.

Описано застосування нової міждисциплінарної галузі науки - синергетики та теорії стохастичного гомеостазу для визначення рівня адаптаційних резервів організму людини. Актуальність досліджень полягає в тому, що хаотичність процесів серцевого ритму вимагає застосування математичного апарату для уточнення одержаних за допомогою стандартних методів результатів діагностичних і прогнозних оцінок. Таким математичним апаратом є теорія нелінійної динаміки.

Розглянуто найбільш популярні комп'ютерні програми тривимірної візуалізації медичних зображень.

За даними 709 післяопераційних спостережень після протезування клапанів серця та/або аортокоронарного шунтування побудовано нелінійну модель взаємозв'язку глобального споживання кисню організму людини, що дозволяє здійснювати корекцію транспорту кисню зміною індексу загального периферичного судинного опору (ІЗПО). Показано, що за конкретних величин вмісту кисню в артеріальній крові має місце оптимальне значення ІЗПО, яке максимізує показник глобального споживання кисню організму людини і мінімізує шунтове артеріо-венозне скидання крові.

Зазначено, що звивистість коронарних артерій (КА) - патологія, яку часто зустрічають кардіологи. Однак етіологія, клінічна значущість коронарної звивистості, а також біомеханічні чинники є маловивченими. Однією з причин звивистості може бути механічна деформація. Визначено фактори впливу на звивистість КА. Розраховано пороговий рівень продольної відносної деформації КА. Створено програмне забезпечення, яке надає можливість розраховувати відносні деформації.

Наведено результати створення автоматизованої системи діагностики патологічних станів системи кровообігу людини на підставі досліджень функціональних зв'язків між показниками артеріального тиску та частоти серцевих скорочень у нормі та у випадку патологій. Наведено результати тестування роботи системи за різних варіантів її застосування за клінічними даними.

Виявлено фактори виникнення звивистості коронарних артерій за допомогою методив бінарної логістичної регресії і дискримінантного аналізу. Проведено порівняння якості одержаних моделей. Результати аналізу факторів можна застосувати для виявлення груп ризику, а також розробки профілактичних та терапевтичних заходів у розглянутих групах пацієнтів.

Проведено ретроспективний аналіз первинної та повторної коронаровентрикулографії у 283 хворих, яким здійснено коронарне стентування та коронарне шунтування. Досліджено подальший перебіг коронарного атеросклерозу у пацієнтів після втручання на вінцевих артеріях.

Наведено результати застосування методів моделювання для створення класифікаторів диференціальної діагностики патологічних станів системи кровообігу для випадку, коли об'єкти характеризуються множинами точок у багатовимірному просторі. Діагностична проблема вирішується шляхом переводу задачі класифікації у простір ознак-параметрів оптимальної структури об'єктів класифікації. Застосовано методи бінарної логістичної регресії, дискримінантного аналізу та метод групового врахування аргументів.

Розглянуто проблему переломів та рестенозів стентів. Сформульовано гіпотезу, що циклічні (систоло-діастолічні) механічні деформації коронарних артерій (ДКА) є патогенетичним фактором розвитку рестенозу в стенті. Йдеться про створення програмної системи для автоматизації запропонованої методики оцінки ДКА під час вибору методу реваскуляризації міокарду - стентування або аорто-коронарне шунтування. Реалізовано алгоритм підтримки прийняття рішень лікарем-кардіохірургом, що дозволяє врахувати циклічні ДКА при оцінці оптимального методу хірургічного втручання під час проведення коронарографії. Розроблена програмна система відображає 3D-реконструкцію коронарних артерій. Одержані результати дозволяють сподіватись на поліпшення віддалених результатів лікування, зниження ймовірності повторної госпіталізації, а також зменшення вартості самого лікування.

Увагу приділено особливостям використання об'єктно-орієнтованого підходу у сфері розробки сучасного програмного забезпечення. Детально розглянуто основні етапи розробки програм, такі як аналіз вимог, проектування, реалізація коду та тестування. Подано інформацію щодо оформлення звітної документації (пояснювальної записки, електронного звіту).

Запропоновано підхід до побудови класифікаторів у класі алгоритмів Random Forest. Для визначення оптимального поєднання та складу ансамблів ознак під час побудови дерев лісу застосовано генетичний алгоритм. Для оптимізації структури дерев використано принципи методу групового врахування аргументів. Оптимізацію процедури голосування дерев у лісі реалізовано з застосуванням методу аналізу ієрархій. Наведено приклади використання запропонованого алгоритму для виявлення патологій на медичних зображеннях, а також результати класифікації порівняно з іншими відомими аналогами.