05.11.17 "Біологічні та медичні прилади і системи"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/22606

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 26

Багатопараметричні поляризаційно-фазові методи і засоби відтворення та аналізу структури полікристалічних біологічних шарів при оцінюванні патологічних станів
(НТУ "ХПІ", 2018) Заболотна, Наталія Іванівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади i системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Розв'язано комплекс задач, які вирішили науково-прикладну проблему створення теоретичних засад, методів і засобів багатопараметричного поляризаційного відтворення та об'єктивного аналізу структури фазово-неоднорідних біологічних об'єктів з підвищенням достовірності оцінювання патологічних станів в системах діагностики гістологічних зрізів парціальних і двошарових біологічних тканин і плівок біологічних рідин. Запропоновано модель відтворення та аналізу оптичної анізотропії багатошарових біологічних тканин і рідин із виділенням груп їх мюллер-матричних зображень при оцінюванні патологічних станів. Розроблено методи і системи з підвищеною достовірністю диференціації станів "норма – патологія" на основі прямого відтворення та аналізу координатних розподілів орієнтаційних та фазових параметрів оптично тонких біологічних шарів та мюллер-матричного відтворення "екранованих" зовні шарів двошарової біологічної тканини. Розроблена та апробована архітектура багатопараметричної системи поляризаційно-фазового відтворення та аналізу параметрів анізотропії біологічних шарів з розширеними функціональними можливостями та підвищеною достовірністю діагностування патологічних станів. Оцінено метрологічні характеристики запропонованих систем на основі статистичного, кореляційного та фрактального аналізу двомірних розподілів похибок вимірювання.
Багатопараметричні поляризаційно-фазові методи і засоби відтворення та аналізу структури полікристалічних біологічних шарів при оцінюванні патологічних станів
(Вінницький національний технічний університет, 2018) Заболотна, Наталія Іванівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади i системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Розв'язано комплекс задач, які вирішили науково-прикладну проблему створення теоретичних засад, методів і засобів багатопараметричного поляризаційного відтворення та об'єктивного аналізу структури фазово-неоднорідних біологічних об'єктів з підвищенням достовірності оцінювання патологічних станів в системах діагностики гістологічних зрізів парціальних і двошарових біологічних тканин і плівок біологічних рідин. Запропоновано модель відтворення та аналізу оптичної анізотропії багатошарових біологічних тканин і рідин із виділенням груп їх мюллер-матричних зображень при оцінюванні патологічних станів. Розроблено методи і системи з підвищеною достовірністю диференціації станів "норма – патологія" на основі прямого відтворення та аналізу координатних розподілів орієнтаційних та фазових параметрів оптично тонких біологічних шарів та мюллер-матричного відтворення "екранованих" зовні шарів двошарової біологічної тканини. Розроблена та апробована архітектура багатопараметричної системи поляризаційно-фазового відтворення та аналізу параметрів анізотропії біологічних шарів з розширеними функціональними можливостями та підвищеною достовірністю діагностування патологічних станів. Оцінено метрологічні характеристики запропонованих систем на основі статистичного, кореляційного та фрактального аналізу двомірних розподілів похибок вимірювання.
Визначення рівня гідратації пацієнтів, які отримують лікування методом програмного гемодіалізу
(НТУ "ХПІ", 2017) Ткачук, Богдан Володимирович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертаційну роботу присвячено вирішенню однієї з актуальних науково-технічних задач сучасного гемодіалізу – контролю стану гідратації пацієнта та розробці методу для своєчасної зупинки процедури ультрафільтрації при досягненні пацієнтом "сухої ваги". Розроблено метод визначення "сухої ваги", критерієм у якому є розподіл об’єму позаклітинної рідини на дві складові інтерстиціальну рідину і плазму крові та порівнянні значень об'ємів видаленого ультрафільтрату у цих складових під час гемодіалізу. Вперше отримано математичну модель переміщення рідини в організмі пацієнта та удосконалено електрофізичну модель процесів в організмі пацієнта при ультрафільтрації для методу біоімпедансометрії. Вперше розроблено на основі результатів моделювання метод визначення "сухої ваги" пацієнтів, що дозволило підвищити достовірність визначення моменту досягнення стану нормогідратоції при програмному гемодіалізі на (11-16) %. Також створено практичні рекомендації для застосування даного методу у гемодіалізних клініках.
Декомпозиционный метод и подсистема повышения качества визуализации анатомических и патологических структур на цифровых маммограммах
(НТУ "ХПИ", 2017) Бойко, Дмитрий Александрович
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – биологические и медицинские приборы и системы – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Работа посвящена решению актуальной научно-технической задачи – повышению качества визуализации анатомических и патологических структур на слабоконтрастных полутоновых изображениях молочной железы за счет разработки новых методов и подсистемы визуализации маммографических снимков, что позволит обеспечить поддержку врача-рентгенолога при принятии решений в медицинской практике. Анализ существующих систем обработки и анализа маммографических изображений выявил их недостатки, что позволило сформулировать цель и задачи исследования. На основании аналитического анализа методов, используемых при цифровой обработке изображений, разработаны математическая модель изображения анатомических и патологических структур молочной железы на цифровой маммограмме, которая основана на декомпозиции исходного изображения на составляющие, и на ее основе декомпозиционный метод повышения качества визуализации цифровых рентгенологических снимков молочной железы. Выполнена оптимизация параметров метода повышения качества визуализации маммографических снимков IMRI-MAM. Сформулированы требования к функциональным возможностям системы поддержки принятия решений в маммологии и представлена ее структурная схема. Разработано программное обеспечение для визуализации маммографических изображений. С использованием реляционной системы управления базы данных SQLite выполнено проектирование базы данных для хранения маммографической информации. Решена проблема подключения разработанного программного модуля IMRI-MAM к отечественному цифровому рентгенологическому маммографическому комплексу SYMA с использованием библиотеки динамической компоновки DLL. Выполнена комплексная проверка разработанной подсистемы на реальных медицинских данных, которая подтвердила эффективность ее работы.
Декомпозиційний метод та підсистема підвищення якості візуалізації анатомічних і патологічних структур на цифрових мамограмах
(НТУ "ХПІ", 2017) Бойко, Дмитро Олександрович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидат технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади i системи – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі – підвищенню якості візуалізації анатомічних і патологічних структур на слабоконтрастних напівтонових зображеннях МЗ за рахунок розробки нових цифрових методів обробки та підсистеми візуалізації мамографічних знімків. Розроблені математична модель зображення АПС молочної залози на цифровій мамограмі, яка заснована на декомпозиції вхідного зображення на складові, та на її основі декомпозиційний метод підвищення якості візуалізації рентгенівських знімків молочної залози з використанням існуючих методів цифрової обробки зображень. Виконано оптимізацію параметрів методу підвищення якості візуалізації мамографічних знімків IMRI-MAM. В роботі розроблено метод багатокритеріальної оцінки якості візуалізації анатомічних і патологічних структур на цифрових мамограмах, який ґрунтується на суб'єктивних і об'єктивних характеристиках мамографічного зображення, що дозволяє враховувати особливості аналізованих знімків. Також представлені результати обробки цифрових мамограм за допомогою розробленого методу підвищення якості візуалізації IMRI-MAM. Представлено структуру біомедичної системи підтримки прийняття рішень в мамографії, розроблено програмне забезпечення для візуалізації мамографічних зображень та проведено апробацію на реальних медичних даних.
Метод визначення параметрів генератору медичного озону для ефективного підвищення його продуктивності
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Махонін, Микола Віталійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.11.17 «Біологічні та медичні прилади і системи». – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. Дисертація Махоніна М.В. присвячена вирішенню однієї з актуальних науково-технічних задач сучасного медичного приладобудування – підвищенню ефективності генератору медичного озону за рахунок визначення параметрів розрядної камери, напруги живлення та витрати кисню. На даний час у світі активно використовують озон та його суміші для широких потреб різних галузей. Для отримання озону використовуються спеціальні генератори озону різних типів у залежності від сфери їх застосування. Ці генератори відрізняються розмірами, кількістю озону, що генерується за відрозок часу та інші. Особливістю ж генераторів медичного озону є те, що необхідно підтримувати задані параметри отримуваної озоно-кисневої суміші на протязі усього часу проведення процедури, а у якості робочого газу використовується медичний кисень. Це дозволяє реалізовувати методики озонотерапії для максимально ефективного лікування пацієнтів. Типові параметри озоно-кисневої суміші, які повинен забезпечувати медичний генератор озону регламентуються в Україні «Методиками для застосування озону в медичній практиці», які були затверджені Міністерством охорони здоров’я в 2004 році. Згідно сучасної редакції цих методик концентрація озону в озоно-кисневій суміші повинна змінюватись у діапазоні від 0,1 до 80 мг/л, а витрата суміші від 0,1 до 1 л/хв. Медичні генератори озону активно використовуються у кабінетах озонотерапії та медичних установах України, країн СНД, а також країн Латинської Америки. Щорічно у світі проводиться велика кількість конференцій присвячених озонотерапії, на яких вона отримує свій подальший розвиток Практичне використання генераторів медичного озону свідчить, що більшість апаратури, що використовуються, потребує вдосконалення для забезпечення роботи на основі сучасних медичних рішень у лікуванні. Тобто розробка сучасного генератора потребує не тільки відповідність параметрів сучасним вимогам, а й ще запас на розвиток та можливість збільшення значень концентрації озону. Крім того, у більшості медичних генераторів озону спостерігається невідповідність заявлених параметрів озоно-кисневої суміші та значення продуктивності по озону. Продуктивність генератора озону, в свою чергу, залежить від: параметрів розрядної камери, параметрів напруги живлення, параметрів робочого газу. Вирішенням проблему пошуку оптимальних значень цих параметрів для підвищення ефективності роботи генератора озона займаються багато науковців, серед яких можна виділити японських, німецьких та науковців з країн СНД. Але на даний момент ще не існує універсальної моделі розрахунку параметрів генератору Таким чином, задача підвищення ефективності роботи генератора медичного озону за рахунок визначення найкращих параметрів його вузлів, що дозволить підвищити якість процедур озонотерапії є актуальним і перспективним напрямком розвитку генераторів озону. У дисертаційній роботі вперше побудовано математичну модель синтезу озону в розрядній камері генератора медичного озону, яка враховує вплив не тільки параметрів електричної енергії, а також параметрів розрядної камери та робочого газу. Отримані залежності впливу параметрів електричної енергії на синтез озону у розрядній камері на основі проведеного аналізу та з використанням комп’ютерного моделювання. Отримала подальший розвиток модель процесу генерації озону в бар'єрному розряді, яка, на відміну від існуючої, враховує не тільки параметри напруги живлення і розміри камери, але і процеси, що відбуваються в розрядному проміжку. Запропоновано методику розрахунку основних параметрів генератора озону при його розробці, що дозволяє підвищити ефективність синтезу озону. Практичне значення одержаних результатів полягає у обґрунтованні переліку параметрів, що чинять найбільший вплив на продуктивність генератора медичного озону; інженерних розрахунках параметрів генератора медичного озону, які дозволили оптимізувати конструкцію генератора з заданими параметрами; реалізації експериментального зразка генератора медичного озону з вдосконаленою системою автоматичного регулювання витрати газу, що дозволила забезпечити виконання широко спектру процедур озонотерапії. Отриманні практичні результати дисертаційної роботи впроваджені на НВП «Еконіка» при розробці та виготовлення сучасних генераторів медичного озону, а також розроблений макетний зразок пройшов медичну апробації у медичному центрі «Пульс-медика» та у Інституті медичної радіології ім. С.П. Григор’єва.
Метод визначення параметрів генератору медичного озону для ефективного підвищення його продуктивності
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Махонін, Микола Віталійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019 р. Дисертацію присвячено розробці методу визначення параметрів генератору медичного озону для ефективного підвищення його продуктивності за рахунок визначення параметрів його частин з урахуванням впливу факторів різної природи. На основі дослідження питання побудови генераторів медичного озону була доведена актуальність дослідження шляхів підвищення його ефективності. Наведені основні фактори, що впливають на продуктивність генератора озону. Запропонована математична модель на основі використання елементарного об’єму , що описує процеси, які відбуваються у розрядній камері при подачі напруги. Розроблено метод визначення параметрів розрядної камери генератору медичного озону, який дозволяє отримати найбільш ефективну конструкцію при заданих режимах роботи. Проведено дослідження розробленної автоматичної системи витрати робочого газу з поліпшеними характеристиками, яка дозволяє здійснювати основні методики озонотерапії. Доведена працездатність даної системи на основі роботи макета генератора медичного озону при проходженні медичної апробації.
Метод и устройство дифференциальной термометрии для диагностики репродуктивной функции самок млекопитающих
(НТУ "ХПИ", 2016) Самынина, Марина Геннадиевна
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – биологические и медицинские приборы и системы. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Работа посвящена созданию метода и технических средств термометрии с целью повышения достоверности диагностики репродуктивной сферы самок млекопитающих по температурному показателю. Наиболее распространенный метод, который основывается на определении базальной температуры, используется в сфере репродуктивной физиологии человека, чтобы способствовать или предупредить беременность без применения фармацевтических препаратов. Подобный подход был апробирован для достоверного определения полового статуса у животных, которые выступают в качестве модельного объекта исследований, для дальнейшего усовершенствования методов биомедицины. Несмотря на то, что результаты исследований термометрических методов показали их перспективность в диагностике репродуктивной сферы самок крупного рогатого скота, применение методов термометрии на практике имеет ограниченный, часто иллюстративный, характер. Изменения температуры тела, связанные с половыми циклами, сопоставимы с изменениями, вызванными другими факторами. Существующие алгоритмы обработки результатов измерений, которые минимизируют влияние сторонних факторов, имеют недостаточную с точки зрения диагностирования точность. На основе математического аппарата теории теплопроводности разработаны физико-математические модели распределения внутренних температур в половых путях, на примере половозрелых самок крупного рогатого скота оценены их точность и адекватность. Результаты моделирования позволили определить основные параметры термометрического устройства и основные положения для разработки метода определения фаз полового цикла у самок млекопитающих. По результатам моделирования показано, что в фолликулярную фазу полового цикла повышение теплопроводности в полости влагалища способствует снижению разности температур до 0,08 ºС на фиксированных расстояниях от поверхности тела. Для моделирования изменений разностного показателя использована электрическая аналогия теплопроводности и разработана электрофизическая модель формирования температурного градиента в половых путях. В работе приведены результаты создания портативного устройства, с помощью которого проведена отработка метода диагностики репродуктивной функции на основе дифференциальной термометрии при определении изменений температуры до сотых долей градуса. Приведены результаты исследования метрологических характеристик устройства. Экспериментальные исследования проведены на коровах и телках, выбранных в качестве модельного объекта. Показано, что на разность температур в половых путях влияние суточных ритмов и температуры окружающей среды минимально. Проверена гипотеза о том, что уровень разности температур в 0,08 ºС можно использовать в качестве порогового критерия для диагностики фазы полового цикла. Получены данные вариации порогового критерия по дням цикла. Приведены результаты проверки соответствия диагностического температурного показателя объективному состоянию репродуктивной сферы. Спроектирован автоматизированный образец устройства для дистанционного контроля физиологического состояния и изменений репродуктивной сферы самок млекопитающих по температурным показателям. Проверка метода определения фазы полового цикла по разности температур показала, что эффективность диагностики фолликулярной фазы составила 83,3 %, а общая эффективность диагностики фазы цикла – 97,3 %. Применение порогового критерия разности температур в качестве диагностического параметра овуляции способствовало повышению эффективности оплодотворения коров на 22,0 %.
Метод та апаратура для діагностики і лікування цереброваскулярної патології з використанням електромагнітного випромінювання міліметрового діапазону
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Брюзгінова, Наталія Володимирівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 «Біологічні та медичні прилади і системи» - Інститут Радіофізики та Електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України, Харків, 2021. Вирішена актуальна науково-прикладна задача створення апаратного комплексу для діагностики, лікування і моніторингу ефективності лікування хворих на дисциркуляторну енцефалопатію за допомогою електромагнітного випромінювання КВЧ діапазону. Розроблено багатофункціональний цитобіофізичний (БЦБФ) метод, що дозволяє в рамках одного апаратного комплексу проводити індивідуальний підбір КВЧ-терапії, і визначати ефективність дії КВЧ-аутогемотерапії на всіх етапах лікування. Обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовані наукова проблема, мета і задачи дослідження, наукова новизна і практичне значення роботи. Показана можливість використання КВЧ-випромінювання міліметрового діапазону, як для проведення терапії, так і для визначення стану біооб'єктів. Розглянуто застосування сучасних апаратів і приладів для КВЧ-терапії і можливість отримання різних біологічних ефектів в клінічній практиці. Визначено універсальний характер дії КВЧ-терапії із застосуванням електромагнітних хвиль з довжинами електромагнітного випромінювання 7,1 мм і 5,6 мм на системи органів людини при досить широкому наборі патологічних процесів. Показана ефективність класичної КВЧ-терапії в лікуванні захворювань центральної та периферичної нервової системи. Описано застосування різних апаратів і приладів для КВЧ-діагностики широкого спектру захворювань. КВЧ-терапія продемонструвала полілечебний ефект міліметрових хвиль. Вона характеризується відсутністю несприятливих віддалених результатів і побічних ефектів. Крім того, забезпечує можливість ефективної профілактики та лікування важких захворювань. Встановлено, що метод КВЧ-терапії може бути успішно використаний для лікування цереброваскулярних захворювань. Розглянуто застосування різних методів і способів визначення індивідуальної чутливості до КВЧ-терапії на клітинному рівні. Показано, що в процесі і після дії ЕМ-випромінювання на організм людини потрібно моніторити фізіологічний стан організму. Клітини буккального (защічного) епітелію (БЕ), доступні для прижиттєвого цитологічного дослідження, можуть служити джерелом важливої діагностичної та прогностичної інформації про стан здоров'я, вплив факторів зовнішнього середовища і патології організму людини. Відповідно до цього контроль динаміки дії КВЧ-терапії і дослідження функціонального стану людини можна визначати по зміні електрокінетичних властивостей клітинних ядер методом внутрішньоклітинного мікроелектрофорезу клітин БЕ людини. Виявлено, що існуючі методи і апарати не дозволяють в рамках одного апаратного комплексу проводити індивідуальний підбір, лікування та моніторинг ефективності КВЧ-терапії на всіх етапах лікування. Розглядаються гіпотези про фізичну природу дії мікрохвиль і вплив ЕМВ КВЧ діапазону на біологічні об'єкти різного рівня організації: клітини, тканини, органи і системи органів людини. Зокрема, дія КВЧ-випромінювання на клітини крові збільшує здатність еритроцитів крові транспортувати кисень, призводить до зменшення показника агрегації, збільшення індексу деформації і резистентності мембран еритроцитів, зростання коагуляційного потенціалу крові, зміни здатності тромбоцитів до агрегації. Проведено математичне моделювання проникнення ЕМВ КВЧ діапазону в поглинаючу рідину, на основі двовимірних скалярних електродинамічних рівнянь для об'єктів циліндричної конфігурації, що дозволяє знаходити розподіл електромагнітного поля в пристроях, які використовуються для проведення КВЧ-діагностики і КВЧ-терапії цереброваскулярних захворювань. Представлено опис методу КВЧ-аутогемотерапії в лікуванні цереброваскулярних захворювань. Метод являє собою синтез двох методів: КВЧ-терапії і аутогемотерапії. Переваги методу КВЧ-аутогемотерапії полягає в мінімізації контактів дози крові, забраної у хворого, з зовнішнім середовищем, в цьому випадку зберігається висока ймовірність стерильності. Вплив міліметрового випромінювання на кровоносну систему в комплексному лікуванні цереброваскулярної патології прискорює процеси загоєння пошкоджених тканин, сприяє стимуляції імунної системи та детоксикації організму. Запропоновано підхід до оцінки фізіологічного стану людини методом внутрішньоклітинного електрофорезу ядер клітин буккального епітелію. Описано біофізичні основи методу внутрішньоклітинного мікроелектрофорезу. В якості базового методу для розробки БЦБФ методу було використано метод кількісної оцінки електронегативності ядер клітин буккального епітелію людини. Показано перевагу БЦБФ методу в порівнянні з існуючими методами і способами оцінки індивідуальної чутливості до КВЧ-терапії на клітинному рівні. Вказана можливість швидко (час проведення дослідження 20 - 30 хв.) проводити моніторинг ефективності КВЧ-терапії, для своєчасної корекції на всіх етапах лікування. Аналіз існуючих апаратів і приладів показав відсутність апаратних комплексів, що дозволяють визначати індивідуальну чутливість до КВЧ-терапії на клітинному рівні, а також проводити лікування методом КВЧ-аутогемотерапії і при цьому здійснювати моніторинг ефективності терапії на всіх етапах лікування цереброваскулярної патології. Розроблено апаратний комплекс для діагностики, лікування і визначення ефективності КВЧ-терапії і описана його структура. Запропоновано модифіковану конструкцію резонатора, що дозволяє опромінювати клітини БЕ у водному середовищі. Проведено електродинамічне моделювання розподілу електромагнітного поля ЕМВ КВЧ діапазону в циліндричному резонаторі з великими і малими дозами поглинаючої рідини, за результатами моделювання виявлено, що ЕМП ефективно проникає в біологічну рідину. Для підвищення точності і зменшення часу дослідження запропонована вдосконалена конструкція камери для мікроелектрофорезу. Описано алгоритм роботи апаратного комплексу для діагностики, лікування і контролю ефективності лікування КВЧ-терапією. В якості основних методів розглядається метод КВЧ-аутогемотерапії для проведення лікування і БЦБФ метод для визначення фізіологічного стану організму пацієнтів, визначення індивідуальної чутливості до КВЧ-терапії, а також моніторингу процесу лікування. Представлені результати застосування апаратного комплексу з використанням БЦБФ метода для діагностики, лікування і контролю ефективності лікування методом КВЧ-аутогемотерапії хворих на дисциркуляторну енцефалопатію. Для дослідження зв'язку між параметрами БЦБФ методу, що характеризують результат «здоровий», проведено апробацію пристрою для опромінення клітин БЕ умовно здорових донорів. Критерієм відбору служило відсутність у донорів хронічних і гострих захворювань, зокрема цереброваскулярної патології. У результаті дослідження встановлено, що параметри клітин БЕ здорових донорів рівні в межах похибки, тобто вплив опромінення міліметрового діапазону практично не впливає на клітини БЕ здорових донорів. Проведені експериментальні дослідження показали можливість діагностики патологічних станів організму при цереброваскулярних захворюваннях шляхом реєстрації зміни функціональної активності клітин БЕ. Основним об'єктом дослідження був клітинний матеріал 127 хворих на дисциркуляторну енцефалопатію (ДЕ) I II ступеня і гостре порушення мозкового кровообігу до та після лікування в період 2011-2019 рр. Всі обстежувані особи перебували на стаціонарному лікуванні у КНП «МКЛ № 7» ХМР, м. Харків. Досліджено можливість застосування БЦБФ методу для визначення реакції клітин БЕ хворих на цереброваскулярну патологію in vitro на дію КВЧ-випромінювання з двома довжинами хвиль λ = 7,1 мм і λ = 5,6 мм. Експериментальні дослідження показали, що за характером і величиною відгуку клітин БЕ загальне число хворих розділилося на чотири групи з характерними для кожної групи особливостями зміни величини і спрямованості показників. Проведено порівняння реакції клітин БЕ на ЕМВ КВЧ діапазону (λ = 7,1 мм та λ = 5,6 мм), фіксується ідентична реакція клітин хворих. Відповідно отриманим результатам сформульовано підхід до діагностики індивідуальної чутливості до КВЧ-терапії. Підтверджено ефективність БФЦБ методу у визначенні чутливості хворого до КВЧ-терапії. Встановлено, що при впливі КВЧ-випромінювання присутній ефект зміни значень електоронегативності клітин БЕ хворих на дисциркуляторну енцефалопатію. Проведено моделювання in vitro дії КВЧ-аутогемотерапії на клітинах БЕ людини, показана ефективність даного методу лікування. Проведено аналіз повторних вимірювань показників клітин БЕ у хворих які отримували КВЧ-аутогемотерапію в динаміці до та після лікування. Дані, отримані за допомогою БЦБФ методу, корелюють з клінічними дослідженнями: за суб'єктивними критеріями спостерігалося клінічне поліпшення стану хворих: в почутті «підйому сил», «просвітлення» в голові, зниження рівня та тривалості головного болю, стомлюваності. Крім цього, спостерігалося поліпшення неврологічного стану: зменшення лицьової асиметрії, вестибуло-атактичного синдрому, поліпшення емоційного стану. Зниження вираженості неврологічних симптомів за шкалою Total Symptoms Score (TSS) становило 78 % в основній групі та 65 % в контрольній від начальних показників. Показано, що можливо ефективно визначати індивідуальну чутливість пацієнтів до КВЧ-терапії, проводити процедуру КВЧ-аутогемотерапії, а також здійснювати контроль ефективності лікування цереброваскулярних захворювань в рамках одного апаратного комплексу.
Метод та апаратура для діагностики і лікування цереброваскулярної патології з використанням електромагнітного випромінювання міліметрового діапазону
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Брюзгінова, Наталія Володимирівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 - "Біологічні та медичні прилади і системи" - Інститут Радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України, Харків, 2021. Дисертація присвячена розробки нового багатофункціонального цитобіофізичного методу і нового апаратного комплексу для діагностики, лікування та моніторингу стану хворих на цереброваскулярну патологію за допомогою електромагнітних хвиль КВЧ діапазону. Розглянуто методи які використовують ЕМВ КВЧ діапазону для діагностики на клітинному рівні патологічних станів організму людини та лікування методом КВЧ-гемотерапії, представлено математичну модель фізичних процесів у пристрої для опромінення біологічних рідин. Запропоновано новий багатофункціональний цитобіофізичний метод визначення індивідуальної чутливості та ефективності КВЧ-гемотерапії. Створено апаратний комплекс для лікування, прогнозування та контроля ефективності лікування КВЧ-гемотерапією цереброваскулярних захворювань. Запропоновано модифіковану конструкцію резонатора, що дозволяє опромінювати клітини БЕ у водному середовищі. Проведено електродинамічне моделювання розподілу електромагнітного поля ЕМВ КВЧ діапазону в циліндричному резонаторі з великими та малими дозами поглинаючої рідини. Виявлено чотири види реакції клітин БЕ хворих на цереброваскулярну патологію під дією опромінення КВЧ діапазону. Показано, що в рамках одного апаратного комплексу можливо ефективно визначати індивідуальну чутливість пацієнтів до КВЧ-терапії, проводити процедуру КВЧ-аутогемотерапії, а також здійснювати контроль ефективності лікування при цереброваскулярних захворюваннях.
Метод та пристрій диференційної термометрії для діагностики репродуктивної функції самиць ссавців
(НТУ "ХПІ", 2016) Саминіна, Марина Геннадіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Робота присвячена розробці методу та технічного засобу термометрії з метою підвищення вірогідності діагностування репродуктивної функції самиць ссавців за температурним показником. Побудовані фізико-математичні моделі розподілу температур у статевих шляхах, на прикладі статевозрілих самиць ВРХ оцінені їх точність, інформативність та вірогідність. Результати моделювання дозволили визначити основні технічні параметри термометричного пристрою та теоретичні основи методу визначення фаз статевого циклу й овуляції за різністю температур. Для моделювання змін різністного температурного показника використано електричну аналогію теплопровідності та розроблено електрофізичну модель формування температурного градієнту у статевих шляхах самиць ссавців. В роботі приведені результати розробки та метрологічної атестації технічного пристрою для вимірювання малих змін температури з роздільною здатністю до сотих частин градуса. На основі даних модельних та експериментальних досліджень показано, що певний рівень різності температур в піхві самиць можливо використовувати в якості порогового критерію для підвищення вірогідності визначення фази статевого циклу та овуляції. Спроектована автоматизована реалізація методу діагностування фази циклу і овуляції за різністю температур дозволяє проводити дистанційний моніторинг репродуктивної функції самиць ссавців.
Методи та засоби визначення респіраторно-ольфакторних порушень
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Носова, Яна Віталіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. За відсутності сучасних доказових методів ольфактометрії доцільно розробляти методи та засоби респіраторно-ольфакторних порушень. У дисертаційній роботі подано розв'язання конкретного наукового завдання – розробка методів та засобів об'єктивного визначення респіраторно-ольфакторних порушень. На основі дослідження аеродинаміки носа на мікрорівні розроблено метод визначення ламінарного пограничного шару повітряного потоку у верхніх дихальних шляхах, що дозволяє за рахунок дослідження товщини пристінкової течії повітря відносно нерівномірності оболонки визначати патологічні ділянки носової порожнини за різних режимів дихання. Розроблено метод та засіб об'єктивної діагностики респіраторно-ольфакторних порушень, які дозволяють за рахунок визначення енергетичних характеристик носового дихання під час дії різних одорівекторів визначати на доказовому рівні відповідні пороги ольфакторної чутливості. Удосконалено метод визначення порогу ольфакторної чутливості, що дозволяє за рахунок аналізу форми циклограми носового дихання підвищити об'єктивність діагностики порушень нюхової чутливості або респіраторно-ольфакторних порушень.
Методи та засоби визначення респіраторно-ольфакторних порушень
(Харківський національний університет радіоелектроніки, 2018) Носова, Яна Віталіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. За відсутності сучасних доказових методів ольфактометрії доцільно розробляти методи та засоби респіраторно-ольфакторних порушень. У дисертаційній роботі подано розв'язання конкретного наукового завдання – розробка методів та засобів об'єктивного визначення респіраторно-ольфакторних порушень. На основі дослідження аеродинаміки носа на мікрорівні розроблено метод визначення ламінарного пограничного шару повітряного потоку у верхніх дихальних шляхах, що дозволяє за рахунок дослідження товщини пристінкової течії повітря відносно нерівномірності оболонки визначати патологічні ділянки носової порожнини за різних режимів дихання. Розроблено метод та засіб об'єктивної діагностики респіраторно-ольфакторних порушень, які дозволяють за рахунок визначення енергетичних характеристик носового дихання під час дії різних одорівекторів визначати на доказовому рівні відповідні пороги ольфакторної чутливості. Удосконалено метод визначення порогу ольфакторної чутливості, що дозволяє за рахунок аналізу форми циклограми носового дихання підвищити об'єктивність діагностики порушень нюхової чутливості або респіраторно-ольфакторних порушень.
Методи та засоби впливу УФ випромінюванням для знезараження варроатозу бджіл
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Санін, Юрій Костянтинович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.11.17 "Біологічні та медичні прилади і системи" (163 - Біомедична інженерія). ‒ Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Харків, 2020 р. У дисертаційній роботі викладені теоретичний та експериментальний матеріали щодо боротьби з варроатозом бджіл з застосуванням льткової приставки забезпеченої системою модулів світлодіодів оптичного випромінювання в УФ діапазоні, при живленні їх від автономного джерела (геліоколектора). Представлено огляд фізіологічних особливостей процесу переносу і розмноження збудників інфекційних та інвазійних захворювань бджіл, а також профілактичні та лікувальні способи і засоби, що використовуються для боротьби з цими захворюваннями на всіх стадіях онтогенезу бджолиного розплоду і дорослих особин. Представлено аналітичний огляд методів і засобів хімічного, біологічного та фізичного походження в боротьбі з варроатозом бджіл. Запропоновано напрямки вирішення проблеми оздоровлення бджолосімей від варроатозу бджіл фізичними (безмедикаментозними) способами і засобами. З аналізу наукових літературних джерел, присвячених пошуку шляхів вирішення проблеми боротьби із хворобами бджіл, а саме варроатозом, встановлено, що проблема боротьби з кліщем Варроа деструктор набула глобального масштабу, спричиняючи матеріальні збитки як безпосередньо галузі бджільництва, знижуючи кількісний показник бджолосімей в господарствах до 20-80 %, а також опосередковано і на галузь рослинництва, знижуючи урожайність недозапилених ентомофільних культур на 20-25 %. Встановлено, що існуючі технології та технічні засоби їх реалізації в боротьбі з цим захворюванням (хімічні, біологічні, фізичні) на 65-70 % задовольняють вимоги чинних зооветеринарних нормативів якісних і кількісних показників, як по результативності збереження і нарощування біопотенціалу бджолосімей так і по витратам уречевленої праці обслуговуючого персоналу на проведення процедур профілактики та оздоровлення бджолосімей. Підвищення ефективності виробництва бджолопродукції може бути досягнуто за рахунок теоретичного обґрунтування і практичного впровадження екологічно чистих, ресурсоощадних методів і засобів знищення кліщів Варроа деструктор, що знаходиться на поверхні тіла бджоли, з застосуванням багатофункціональної льоткової приставки забезпеченої системою світлодіодних модулів УФ діапазону випромінювання. Таким чином, дослідження методів та технічних засобів її реалізації в боротьбі з варроатозом бджіл при комплексному підході до розробки систем сучасних світлодіодних джерел УФ випромінювання з покращеними електроенергетичними, фітобіоенергетичними характеристиками і живленні від сонячної батареї є актуальною задачею, розв'язання якої матиме велике народногосподарське значення. Представлено теоретичний та експериментальний матеріал щодо фотобіологічного впливу УФ опромінювання кліща Варроа деструктор в діапазоні UVB, UVC. Отримано математичні вирази, що моделюють закономірності залежностей світло-енергетичних і конструктивних характеристик захисних пристроїв з допомогою яких реалізують дію методів і засобів в боротьбі з варроатозом на основі льоткових приставок ЛПРС, забезпечених системою світлодіодних модулів УФ випромінювання. Обґрунтовано параметри захисних пристроїв, які забезпечують згубну дію УФ випромінювання на фізіологію кліща Варроа деструктор. Це потужність і кількість світлодіодів УФ випромінювання, конфігурація розміщення їх в тунелі льоткової приставки, довжина хвилі випромінювання, експозиція, конструктивні параметри льоткової приставки ЛПРС. В результаті досліджень було розроблено дослідний зразок льоткової приставки з системою світлодіодних модулів УФ випромінювання з конструктивними параметрами: ширина тунелю b= 200±1 мм, довжина тунелю l=80±1 мм, висота тунелю h=10±1 мм. Як випливає з аналізу отриманих результатів найбільш прийнятними конструктивно технологічними параметрами льоткової приставки забезпеченої системою світлодіодних модулів УФ випромінювання розташованих в її тунелі: кількість світлодіодів 2–8 шт тип світлодіодів TO39 UV LEDпотужністю 0,08 Вт напругою живлення 4 В, сила струму 20 мА з урахуванням забезпечення дози опромінення 980-985‧10⁻⁴ мер‧с‧см⁻², та довжини хвилі з частотою 0,99‧10¹⁵ Гц. В результаті теоретичних і експериментальних досліджень встановлено, що при довжині хвилі УФ випромінювання з частотою від 1,13‧10¹⁵ до 0,98‧10¹⁵ Гц біодоза яка діє на кліща Варроа деструктор при роботі системи світлодіодних модулів розташованих в тунелі льоткової приставки знаходиться в межах від 5,88 в.о. до 1,87 в.о., перевищуючи порогову біодозу (0,125-0,667) в.о. і обумовлює його знищення. Експериментальні дослідження показали, що кількість відпавших кліщів Варроа деструктор з поверхні тіла бджіл у дослідних групах, які опромінювались у тунелі льоткової приставки УФ променями оптичного спектру 0,99‧10¹⁵ Гц з експозицією від 6 до 8 секунд становить 6-10 штук. Застосування льоткової приставки ЛПРС з системою світлодіодних модулів УФ випромінювання інстальованої в льотку вулика зовні розплідного гнізда крім того, що забезпечує санацію бджіл від варроатозу без порушення їх природного ритму життєдіяльності і запобігає передчасному виходу бджолосім'ї на перший очисний обліт за несприятливих метеорологічних умов. Це стало можливим завдяки подовження шляху руху бджіл через решітчастий тунель льоткової приставки ЛПРС, що сприяє виникненню реакції на низьку температуру зовнішнього повітря і поверненні в гніздо. Крім того, дослідження запропонованої льоткової приставки ЛПРС підтвердили її функціональну спроможність в осінньо-зимовий період запобігати проникненню шершнів і гризунів до кормових запасів бджолосім'ї. Це відбувається завдяки наявності тунелю з каліброваним внутрішнім просвітом, що створює умови обмеження їх проникнення до льотка вулика. ЛПРС обладнана додатковою захисною вставкою на виході з тунелю запобігає несанкціонованому виходу роїв та інфікуванню варроатозом бджіл здорових бджолосімей за рахунок унеможливлення контакту хворих бджіл-злодійок або трутнів. Це відбувається за рахунок наявності каліброваного просвіту решітчатого тунелю, внутрішня поверхня якого опромінюється джерелами електромагнітного випромінювання оптичного спектру УФ діапазону (UVB, UVC). Виробничими випробуваннями розробленої льоткової приставки ЛПРС забезпеченої системою світлодіодних модулів УФ випромінюванням при живленні їх від сонячної батареї в бджологосподарстві НТЦ "Чарунка" с. Первухінка Богодухівського району Харківської області (Україна) при боротьбі з варроатозом бджіл карпатської породи, уражених кліщем Варроа деструктор встановлено, що ефективність застосування льоткової приставки ЛПРС становить у 2014 р. 83,86 %, у 2015 р. 67,2 %, у 2016 р. 76,33 %. За наслідками виробничої експлуатації розробленої установки встановлено: середній рівень рентабельності дослідних бджолосімей в порівнянні з контроль-ними збільшився з 14,8 % до 17,8 %; знизилась собівартість бджолопродукції, в середньому, з 39,4 грн. до 30,0 грн.; зросла кількість виробленої медопродукції на 5 %, додатковий річний економічний ефект, за рахунок оздоровлення бджіл від варроатозу, становить більше 10 тис. гривень. Наукова новизнаотриманих результатів полягає в тому, що в даній роботі: ‒ вперше розроблено математичну модель взаємодії УФ випромінювання з кліщем Варроа деструктор з урахуванням залежностей біодоз від співвідношення максимумів UVB, UVC випромінювання, що дозволило визначити діапазон змін параметрів потоку оптичного УФ діапазону випромінювання; ‒ вперше теоретично обґрунтовано можливість вибору біотропних параметрів УФ випромінювання для знищення кліща Варроа деструктор за рахунок числового вирішення рівнянь формування еритемного потоку, що дозволило забезпечити санацію бджіл від варроатозу без порушення їх природного ритму життєдіяльності; ‒ вперше визначені параметри оптичного випромінювання в УФ діапазоні для знищення кліща Варроа деструктор на основі теоретичних досліджень процесу взаємодії оптичного випромінювання в УФ діапазоні з кліщем Варроа деструктор, що дозволило змоделювати залежності впливу електроенергетичних і конструктивних характеристик захисних пристроїв, які забезпечують функціонування льоткових приставок; ‒ одержало подальший розвиток використання методів планування багатофакторного експерименту для параметричної оптимізації фотобіологічної технології знезараження варроатозу бджіл, що дозволило максимізувати середній рівень біологічної продуктивності бджолосім'ї. Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що на основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена льоткова приставка, забезпечена системою світлодіодних модулів УФ випромінювання при живленні їх від фотоелементів, яка забезпечує згубний вплив на кліща Варроа деструктор. При цьому застосування льоткової приставки зовні інстальованої в льоток вулика забезпечує ефективну боротьбу з варроатозом бджіл без порушення їх природного ритму життєдіяльності в розплідному гнізді. Обґрунтовано режими методів і засобів, і конструктивно реалізовано льоткову приставку, забезпеченою системою світлодіодних модулів УФ випромінювання при живленні їх від фотоелементів для боротьби з варроатозом бджіл. Технічна документація на виготовлення льоткової приставки сформованої на джерелах TO39UVLED-4 В з частотою випромінювання 0,99‧10¹⁵ Гц (довжина хвилі 300 нм), передана в науково-технічний центр "Чарунка" для виготовлення дослідного зразку установки. Очікуваний ефект від впровадження даної установки в виробництво складе: зростання середнього рівня рентабельності бджолосім'ї з 14,8 % до 17,8 %; зниження собівартості бджолопродукції, в середньому, з 39,4 грн до 30,0 грн; зростання кількості виробленої медопродукції на 3 % і отримання додаткового економічного ефекту більше 10 тис. грн. Впроваджена льоткова приставка з системою світлодіодних модулів УФ випромінювання для боротьби з кліщем Варроа деструктор на пасіці НТЦ "Чарунка" (с. Первухінка, Богодухівського району, Харківської області) дала можливість одержати прибуток в сумі 400 грн на одну бджолосім'ю.
Методи та засоби впливу УФ випромінюванням для знезараження варроатозу бджіл
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Санін, Юрій Костянтинович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. ‒ Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка Міністерства освіти і науки України. – Харків, 2020. Літературний аналіз показує, що сучасна технологія боротьби з варроатозом бджіл є не завжди ефективною та на додаток не екологичною. У зв'язку з цим виникає необхідність в розробці нових, більш доступних і менш витратних технологій боротьби. У дисертаційній роботі на основі теоретичних і експериментальних досліджень вирішене науково-прикладне завдання, яке направлене на підвищення ефективності біопотенциалу бджолосім’ї шляхом обгрунтування процесу знищення кліща Варроа деструктор та розробки льоткової приставки забезпеченої світлодіодними модулями УФ випромінювання при живленні від сонячних фотоелементів, в якій за рахунок дії УФ опромінювання забезпечується санація бджіл від варроатозу без порушення їх природного ритму життєдіяльності. Експериментальні дослідження показали, що для звільнення медоносної бджоли від кліща Варроа деструктор слід опромінювати її в тунелі льоткової приставки інстальованої поза розплідним гніздом з системою світлодіодних модулів УФ випромінювання з параметрами: частота 0,99‧10¹⁵ Гц (300 нм); потужність потоку УФ випромінювання (0,54 ± 0,05) Вт; експозиція (6 ± 1) с; температура навколишнього середовища (25 ± 1)°С. Виробничими випробуваннями розробленої льоткової приставки при боротьбі з варроатозом для бджолосім’ї встановлено, що ефективність застосування льоткової приставки становить 75,8 %, зростання медопродукції на 3 % і отримання додаткового річного економічного ефекту, за рахунок оздоровлення бджіл від варроатозу, становить більше 10 тис. гривень.
Методи та засоби підтримки прийняття рішень в біомедичних системах на основі морфологічного аналізу біомедичних сигналів та зображень
(НТУ "ХПІ", 2017) Філатова, Ганна Євгенівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади i системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми розвитку теоретичних основ і засобів підтримки прийняття рішень при проектуванні біомедичних систем на основі морфологічного аналізу біомедичних сигналів та зображень з локально зосередженими ознаками з використанням узгодженої морфологічної фільтрації, яка враховує в явному або неявному вигляді моделі корисних одновимірних і двовимірних сигналів. Розроблено узагальнену модель процесу інструментального обстеження пацієнта у вигляді сукупності функціональної, інформаційної, структурної і математичної моделей. Розроблено півтоновий морфологічний фільтр на основі локальних статистик, який в неявному вигляді враховує модель корисного двовимірного сигналу. Розроблений узагальнений метод морфологічного аналізу біомедичних сигналів з локально зосередженими ознаками за допомогою багатоканального узгодженого морфологічного фільтра. Розроблено критерій оцінки якості методу морфологічного аналізу біомедичних сигналів з локально зосередженими ознаками на основі синтезованого багатоканального узгодженого морфологічного фільтра. Розроблена система альтернативних діагностичних ознак при морфологічному аналізі біомедичних сигналів з локально зосередженими ознаками, що враховує модель корисного одновимірного сигналу і властивості функції виявлення узгодженого морфологічного фільтра. Розроблена математична модель цифрового рентгенівського зображення, що враховує особливості візуалізації біологічних об'єктів і їх структурних елементів. Розроблений метод підвищення якості візуалізації біологічних об'єктів на рентгенівських зображеннях широкого класу на основі морфологічного аналізу біомедичних зображень з локально зосередженими ознаками. Розроблений об'єктивний інтегральний критерій оцінки якості візуалізації біологічних об'єктів та їх структурних елементів на медичних слабоконтрастних півтонових рентгенологічних зображеннях. Розроблена структура узагальненої біомедичної системи підтримки прийняття рішень, а також програмне забезпечення модулів морфологічного аналізу біомедичних сигналів та зображень з локально зосередженими ознаками. Виконано перевірку адекватності розроблених методів морфологічного аналізу при обробці реальних біомедичних сигналів та зображень.
Методи та засоби підтримки прийняття рішень в біомедичних системах на основі морфологічного аналізу біомедичних сигналів та зображень
(НТУ "ХПІ", 2017) Філатова, Ганна Євгенівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади i системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми розвитку теоретичних основ і засобів підтримки прийняття рішень при проектуванні біомедичних систем на основі морфологічного аналізу біомедичних сигналів та зображень з локально зосередженими ознаками з використанням узгодженої морфологічної фільтрації, яка враховує в явному або неявному вигляді моделі корисних одновимірних і двовимірних сигналів. Розроблено узагальнену модель процесу інструментального обстеження пацієнта у вигляді сукупності функціональної, інформаційної, структурної і математичної моделей. Розроблено півтоновий морфологічний фільтр на основі локальних статистик, який в неявному вигляді враховує модель корисного двовимірного сигналу. Розроблений узагальнений метод морфологічного аналізу біомедичних сигналів з локально зосередженими ознаками за допомогою багатоканального узгодженого морфологічного фільтра. Розроблено критерій оцінки якості методу морфологічного аналізу біомедичних сигналів з локально зосередженими ознаками на основі синтезованого багатоканального узгодженого морфологічного фільтра. Розроблена система альтернативних діагностичних ознак при морфологічному аналізі біомедичних сигналів з локально зосередженими ознаками, що враховує модель корисного одновимірного сигналу і властивості функції виявлення узгодженого морфологічного фільтра. Розроблена математична модель цифрового рентгенівського зображення, що враховує особливості візуалізації біологічних об'єктів і їх структурних елементів. Розроблений метод підвищення якості візуалізації біологічних об'єктів на рентгенівських зображеннях широкого класу на основі морфологічного аналізу біомедичних зображень з локально зосередженими ознаками. Розроблений об'єктивний інтегральний критерій оцінки якості візуалізації біологічних об'єктів та їх структурних елементів на медичних слабоконтрастних півтонових рентгенологічних зображеннях. Розроблена структура узагальненої біомедичної системи підтримки прийняття рішень, а також програмне забезпечення модулів морфологічного аналізу біомедичних сигналів та зображень з локально зосередженими ознаками. Виконано перевірку адекватності розроблених методів морфологічного аналізу при обробці реальних біомедичних сигналів та зображень.
Методи та технічні засоби для підвищення якості процедур системної озонотерапії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Глухенька, Тетяна Анатоліївна
Дисертація на здобуття наукового ступення кандидата технічних наук за спеціальностю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2018. Робота присвячена розробленню нових методів і технічних засобів для підвищення якості процедур системної озонотерапії, зокрема внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину та екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів. Для рішення різних клінічних задач найбільш часто проводяться процедури системної озонотерапії внутрішньовенного введення озонованого фізіологічного розчину та екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові. Лікувальний ефект даних процедур значною мірою залежить від дози озону, що отримав пацієнт. При передозуванні виникає вірогідність токсичної дії на організм, а при недостатній дозі озону – можливе зниження терапевтичного ефекту. Тому процеси генерування озоно-кисневої суміші або приготування розчинів, що містять озон, повинні мати технічні засоби, що дозволяють, забезпечувати коректне дозування озону на всіх етапах проведення процедури. Для великої аутогемотерапії з озоном, якість процедур визначатиметься рівнем автоматизації усіх етапів екстракорпорального оброблення крові озоном. Крім того, при деяких захворюваннях і станах хворого, потрібне оброблення озоном великих об’ємів крові, що неможливо при використанні відомих методів проведення процедури великої аутогемотерапії з озоном. Метою дисертаційної роботи є подальший розвиток існуючих та розроблення нових методів і технічних засобів для підвищення якості процедур системної озонотерапії, зокрема внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину та екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів. Проведений аналіз основних процедур системної озонотерапії встановив, що відомі методи внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину не забезпечують коректного дозування озону, який отримує пацієнт; а методи екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові не дозволяють надійно та безпечно обробляти великі об’єми крові. Аналітичний огляд технічних та функціональних можливостей сучасних медичних озонаторів показав, що в них не передбачається вимірювання концентрації озону в фізіологічному розчині, який барбатується озоно-кисневою сумішшю, крім того не існує стандартного обладнання для проведення процедур екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів. Новизною дисертаційної роботи є вперше запропоновані моделі взаємодії озоно-кисневої суміші з фізіологічним розчином, які враховують властивості озонованості фізіологічного розчину, що дозволило визначити параметри озоно-кисневої суміші для коректного дозування озону у фізіологічному розчині. Використання запропонованих моделей процесів насичення озоном фізіологічного розчину та розкладання озону у ньому забезпечило подальший розвиток методу проведення процедур внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину за рахунок автоматизації процесу підготовки фізіологічного розчину та контролю концентрації озону в ньому. Сформулювані медико-технічні вимоги до відповідних технічних засобів для коректного дозування озону при проведенні процедур внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину, що дозволяє підвищити якість даних процедур. Вперше розроблено метод оцінки якості процедур внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину, який визначає процедуру системної озонотерапії як медичну послугу і дозволяє її оцінювати з урахуванням економічної ефективності та медичної результативності. Дослідження якості процедур внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину, які проводяться різними методами, показали, що при використанні методу коректного дозування озону інтегральний коефіцієнт якості становить 0,71-0,8, у той час при використанні традиційних методів цей коефіцієнт не перевищує 0,02-0,64. Запропоновано новий метод екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів, який передбачає використання в якості контактора «озон-кров» пристрою роторного типу, що при обертанні створює штучну поверхню крові для оброблення озоном. Результати теоретичних досліджень та розрахунків дозволили визначити основні положення медико-технічних вимог до програмно-апаратного комплексу для екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів. Використання нового методу екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові дозволяє підвищити якість процедур системної озонотерапії за рахунок заміни багатоденного курсу лікування на одну процедуру. Показано, що пацієнтам з вірусним захворюванням для стерилізації 85 % об’єму крові з об’ємною швидкістю її перекачування Q = 50 мл/хв потрібно 180 хв., а при перекачуванні крові зі швидкістю Q = 100 мл/хв потрібно лише 90 хв. Для досягнення тієї ж мети, за допомогою процедур великої аутогемотерапії з озоном, знадобиться провести 92 процедури, які виконуються кожного дня, при стерилізації 100 мл крові за одну процедуру або 47 процедур при стерилізації 200 мл крові за одну процедуру, що в значній мірі знижує ефективність процедур для боротьби з вірусними захворюваннями. Запропоновані методи системної озонотерапії пройшли успішну перевірку ефективності при проведенні процедур в умовах медичного закладу. Було показано доцільність використання, для визначення функціонального стану і контролю курсу лікування пацієнта, відомої адаптаційної теорії неспецифічних реакцій організму. Запропоновано автоматизоване місце лікаря-озонотерапевта, яке забезпечило, використовуючи клінічні, лабораторні дані та результати психосоматичного тестування, точно визначити динаміку стану пацієнтів, яка відповідала їх фізіологічному стану в процесі лікування.
Методи та технічні засоби для підвищення якості процедур системної озонотерапії
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Глухенька, Тетяна Анатоліївна
Дисертація на здобуття наукового ступення кандидата технічних наук за спеціальностю 05.11.17 – біологічні та медичні прилади і системи. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2018. Робота присвячена розробленню методів системної озонотерапіі з метою підвищення їх якості та технічних засобів для екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів. Запропоновані моделі взаємодії озоно-кисневої суміші з фізіологічним розчином, які враховують властивості озонованості фізіологічного розчину, дозволили визначити параметри озоно-кисневої суміші для коретного озонування фізіологічного розчину. Подальшого розвитку набув метод внутрішньовеної інфузії озонованого фізіологічного розчину, який шляхом автоматизації процесу підготовки фізіологічного розчину та контролю концентрації озону в ньому, за рахунок удосконалення конструкції автоматичної озонової установки та допоміжніх технічних засобів, дозволив підвищити якість процедур. Вперше розроблено метод оцінки якості процедур внутрішньовенної інфузії озонованого фізіологічного розчину, який став базисом для розрахунку економічної ефективності та медичної результативності і дозволяє провести порвляльний аналіз існуючих методів підготовки озонованого фізіологічного розчину та подальшого його використання. Запропоновано новий метод екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів, який передбачає використання в якості контактора «озон-кров» пристрою роторного типу, що при обертанні створює штучну поверхню крові для оброблення озоном. Отриманні данні моделювання та експериментальних досліджень взаємодії озоно-кисневої суміші з поверхнею плівки крові, що оновлювлюється на внутрішній поверхні скляної труби, яка обертається, дозволили визначити основні положення медико-технічних вимог до програмно-апаратного комплексу для екстракорпорального оброблення озоно-кисневою сумішшю крові великих об’ємів.
Определение уровня гидратации пациентов, получающих лечение методом программного гемодиализа
(НТУ "ХПИ", 2017) Ткачук, Богдан Владимирович
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – биологические и медицинские приборы и системы. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертационная работа посвящена решению одной из актуальных научно-технических задач современного гемодиализа – контроля состояния гидратации пациента и разработке метода для своевременной остановки процедуры ультрафильтрации при достижении пациентом "сухого веса". В работе проведено анализ современных биофизических представлений про распределение и перемещение жидкостей в организме пациента, что позволило выявить высокий уровень сложности и многофакторности гидравлических процессов и установить необходимость создания математических моделей перемещения жидкостей и критерия остановки процедуры при достижении пациентом "сухого веса". Впервые получена математическая модель перемещения жидкости в организме пациента при ультрафильтрации, на основании теории неравновесной термодинамики, что позволило выявить взаимную функциональную зависимость наполнения жидкостных секторов при процедуре программного гемодиализа. Усовершенствована электрофизическая модель процессов в организме пациента при ультрафильтрации для метода биоимпедансометрии, за счет разделения жидкостных секторов, что позволило использовать его для определения состояния гидратации пациента при процедуре программного гемодиализа. По результатам теоретических исследований выбран параметр гематокрита, который характеризует состояние наполнения сосудистого русла, что дало возможность разделить объем внеклеточной жидкости на составляющие. Разработан метод определения "сухого веса", критерием в котором является распределение объема внеклеточной жидкости на две составляющие интерстициальную жидкость и плазму крови и сравнении значений объемов удаленного ультрафильтрата в этих составляющих во время гемодиализа. Разработанный на основе результатов моделирования метод определения "сухого веса" пациентов, позволил повысить достоверность определения момента достижения уровня нормогидратации пациентов при программном гемодиализе на (11-16) %. Разработана структурная схема системы для определения "сухого веса", которая позволяет объединить воедино серийно выпускаемые аппарат "искусственная почка", прибор биоимпедансометр и ПК, что дает возможность реализовать алгоритмические решения и обеспечить работу системы, без разработки дополнительных аппаратных средств. На основе клинических исследований и испытаний разработаны основные медико-технические требования для выбора или проектирования приборов биоимпедансометров, а также созданы практические рекомендации для применения метода определения "сухого веса" пациентов в гемодиализных клиниках. Сопоставление результатов проведенных клинических исследований с данными полученными с помощью традиционных методик, при ультрафильтрации, подтвердили эффективность разработанных моделей и метода для определения "сухого веса" пациента при программном гемодиализе. Основные результаты работы нашли внедрение в лечебный процесс отделения амбулаторного хронического гемодиализа №10, Харьковского областного клинического центра урологии и нефрологии им. В.И. Шаповала; в учебный процесс на кафедре промышленной и биомедицинской электроники НТУ "ХПИ"; при разработке нового варианта измерителя биоимпеданса человека в НТУ Украины "КПИ им. Игоря Сикорского".