Біомедична інженерія і технологія

СИНЕРГІЯ РОСЛИННИХ СКЛАДНИКІВ В СУПОЗИТОРІЯХ ДЛЯ ЛІКУВАННЯ ПРОСТАТИТУ

Олена Голембіовська, Олександра Дмитренко — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

Проблематика. Поширеність захворювань передміхурової залози, включно із простатитом, становить за світовими даними від 11% до 74% у віці 20-65 років. Існують чіткі стандарти як консервативного, так і хірургічного лікування захворювань передміхурової залози. Однак консервативне медикаментозне лікування простатиту не завжди дозволяє приймати препарати протягом тривалого періоду (6-8 тижнів) через можливі побічні ефекти. Наразі існує потреба у продуктах, які б вирізнялися високою ефективністю при максимальній безпеці, що могло б забезпечити їх тривале і безболісне застосування. На цьому фоні особливий інтерес становлять нові багатокомпонентні фітопродукти, які активно впливають на функціональний стан передміхурової залози.

Мета. Теоретичне дослідження синергетичної композиції трав’яних супозиторіїв для лікування простатиту з використанням CO₂-екстрактів Serenoa repens, Calendula officinalis і Levisticum officinale.

Методика реалізації. Вивчено та проведено аналіз наукових досліджень науковців різних країн, а також міжнародно визнаних монографій щодо фітоінгредієнтів, які відомі своїми терапевтичними властивостями при лікуванні простатиту. Проаналізовано дані з наукових джерел щодо можливої комбінації та досягнення позитивної синергії для CO2-екстрактів любистку лікарського (Levisticum officinale), карликової пальми (Serenoa repens) та календули лікарської (Calendula officinalis).

Результати. Кожен трав'яний екстракт був обраний на основі його унікальних терапевтичних властивостей і потенціалу доповнювати один одного. Карликова пальма (Serenoa repens) має протизапальну та антиандрогенну дію, спрямовану на запалення та збільшення простати. Календула лікарська (Calendula officinalis) має протизапальну, протимікробну та ранозагоювальну дію, сприяючи зменшенню запалення та відновленню тканин. Любисток (Levisticum officinale) має протизапальні та сечогінні властивості, допомагаючи зменшити запалення та покращити функцію сечовипускання.

Висновки. Очікується, що теоретична синергія досліджуваних екстрактів підвищить загальну терапевтичну ефективність, пропонуючи покращене полегшення симптомів, контроль інфекції та регенерацію тканин порівняно з традиційними методами лікування. Очікується, що система доставки супозиторіїв забезпечить локалізовану дію зі зниженими системними побічними ефектами. Запропонована формула має потенціал як додаткове або альтернативне лікування простатиту, очікуючи на подальшу експериментальну перевірку та клінічні випробування.

ПРОБЛЕМИ КЛІНІЧНИХ ВИПРОБУВАНЬ ТА УПРАВЛІННЯ РИЗИКАМИ ПІД ЧАС ВИГОТОВЛЕННЯ МЕДИЧНИХ ВИРОБІВ

Ігор Худецький, Наталія Поєдинок, Тетяна Тодосійчук, Юрій Горшунов — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

Медичні вироби є невід'ємною частиною сучасної системи охорони здоров’я, це широкий спектр інструментів, приладів, обладнання та матеріалів, що використовуються для діагностики, лікування, профілактики захворювань, а також для відновлення здоров'я та функцій організму. Від простих термометрів до складних кардіостимуляторів та протезів, медичні вироби забезпечують ефективність лікування та комфорт пацієнтів. Основною метою дослідження є аналіз ключових аспектів забезпечення безпеки та ефективності медичних виробів. Робота спрямована на визначення підходів до оцінки та мінімізації ризиків, а також на виявлення особливостей проведення клінічних випробувань медичних виробів у різних класах ризику. Вони підтверджують, що продукція розроблена та виготовлена відповідно до вимог законодавства, а також перевіряють заходи, прийняті для зниження ризиків. Управління ризиками, яке є основоположним процесом протягом усього життєвого циклу медичного виробу, є необхідним для мінімізації потенційних небезпек для пацієнтів і користувачів.

Актуальність теми зростає у зв'язку з постійним розвитком медичних технологій. У більшості країн світу перед випуском на ринок медичного виробу необхідно продемонструвати, що всі ідентифіковані ризики були належним чином оцінені та знижені до прийнятного рівня, що підтверджується даними клінічних випробувань. Дотримання міжнародних стандартів, таких як ISO 14971:2022, та відповідність регуляторним вимогам є запорукою успішного проведення клінічних випробувань та управління ризиками, що в підсумку сприяє поліпшенню якості медичної допомоги і захисту здоров'я пацієнтів.

ЕФЕКТИВНІСТЬ АЛГОРИТМІВ МАШИННОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ КЛАСИФІКАЦІЇ ЗМІН СТРУКТУРИ ЛЕГЕНЬ У ПОСТКОВІДНИХ ТА ГОСТРИХ СТАДІЯХ COVID-19

Вікторія Лутченко, Віталій Бабенко, Євген Настенко, Микола Линник — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

Комп'ютерна томографія (КТ) є важливим інструментом для діагностики змін структури легень завдяки своїй високій точності та чутливості у визначенні патологічних змін на тканинах. Деталізація тканин легень є основною причиною ефективності даного методу у виявленні як гострих стадій захворювання COVID-19, так і ускладнень, що виникли на тлі постковідного періоду (починається через три місяці після гострої стадії). Однак, важливу роль відіграють медичні фахівці, які працюють зі знімками КТ. Застосування комп’ютерних алгоритмів машинного навчання може сприяти покращенню медичної практики, від чого виграють як фахівці, отримуючи підтримку у прийнятті діагностичних рішень, так і пацієнти, отримуючи своєчасне та ефективне лікування. В даному дослідженні використовувалась база зрізів КТ легень, що була надана фахівцями ДУ «Національний інститут фтизіатрії та пульмонології імені Ф.Г. Яновського НАМН України» у рамках співпраці з КПІ ім. Ігоря Сікорського. Усього база містила 10 031 зріз КТ легень, які були взяті у 36 знеособлених пацієнтів. З них, 5 213 (52%) зрізів містили ознаки гострої фази COVID-19, а 4 818 (48%) – ознаки постковіду. Перед процесом моделювання було прийнято рішення розподілити пацієнтів в тренувальну (80.6%) і тестову (19.4%) вибірки. Завдяки такому розподіленню співвідношення між зрізами КТ у двох вибірках складало 3:1. Для вилучення інформативних ознак з наданих зрізів застосовувались методи текстурного аналізу, такі як: GLCM, GLRLM, GLDS та LBP. Використовуючи отримані ознаки, була проведена класифікація стану легень наступними алгоритмами машинного навчання: Random Forest, Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbors (KNN), XGBoost, LightGBM, а також випадковий ліс дерев оптимальної складності (ВЛДОС). За допомогою мір точності, чутливості та специфічності було визначено, що виявляти зміни структури легень, як у постковідних пацієнтів, так і у пацієнтів з гострою стадією COVID-19, здатні моделі XGBoost LightGBM та ВЛДОС з показниками точності на тестовій вибірці 85%, 86% та 89% відповідно. Подібні результати дозволяють надавати необхідну для медичних фахівців підтримку у прийнятті діагностичних рішень, що сприяє кращому виявленню змін структури легень. В майбутніх дослідженнях планується розробка програмного забезпечення з можливостями пояснювального інтелекту, а також подальша інтеграція застосунку в чинну медичну інфраструктуру.

ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ МАГНІТНО-РЕЗОНАНСНОЇ ТОМОГРАФІЇ ТА ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ДЛЯ ДІАГНОСТИКИ ПОСТТРАВМАТИЧНОГО СТРЕСОВОГО РОЗЛАДУ (ОГЛЯД)

Ельдар Алієв, Володимир Павлов — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

В сучасних реаліях велика кількість людей переживає ментально-травмуючі події, що в подальшому може призвести до сплеску психічних та неврологічних захворювань, як-от посттравматичний стресовий розлад (ПТСР). ПТСР є серйозним психічним захворюванням, яке може виникнути після переживання травматичних подій. Це стосується не лише військових ветеранів, а й людей, які зазнали насильства, катастроф, аварій або інших стресових ситуацій. Сучасне суспільство стикається з численними викликами, пов'язаними з діагностикою та лікуванням хворих на ПТСР. Такі хворі потребуватимуть специфічних підходів до діагностики, яка є неможливою без використання інструментальних методів обстеження. В умовах сучасних технологій і наукового прогресу важливо досліджувати нові підходи до лікування цього розладу, розуміти його вплив на життя людей та подібні аспекти. Це може привести до створення нових, більш чутливих інструментів для діагностики та моніторингу стану пацієнтів. Нейровізуалізація дозволяє краще зрозуміти природу людського мозку і застосовується для виявлення органічних та функціональних змін. Методи аналізу зображень мозку дозволяють виявляти навіть неочевидні відмінності у мозковій активності у порівнянні зі здоровими особами. Розвиток магнітно-резонансних томографів, в останні три десятиріччя дав поштовх великій кількості досліджень в галузі нейробіології, що було неможливим раніше. Розуміння патофізіологічних основ захворювань є важливою складовою діагностичного процесу, тому дослідження спрямовані на пошук конкретних предикторів діагностичного висновку та патологічних змін в організмі. Враховуючи об’єми даних, що необхідно обробити, використання технологій штучного інтелекту (ШІ) є цілком виправданим. Алгоритми машинного навчання здатні аналізувати великі набори даних, виділяючи патерни, які можуть бути неочевидними для лікарів. Інтеграція ШІ з магнітно-резонансною томографією відкриває нові можливості для дослідження та лікування ПТСР. Дослідження показують, що ШІ може допомогти автоматизувати процес виявлення ознак ПТСР на зображеннях, що значно заощаджує час і ресурс лікарів. Також цей підхід може не тільки підвищити точність діагностики, але й позитивно вплинути на якість життя пацієнтів. Мета даного огляду — ознайомитися з існуючими дослідженнями в яких пропонуються різні методи аналізу даних магнітно-резонансної томографії пацієнтів з ПТСР , а також роботами в яких результати даного аналізу застосовані в методах ШІ для побудови діагностичних систем. Для досягнення мети було розглянуто актуальні роботи в яких автори описували органічні та функціональні зміни при ПТСР, а також застосування технологій машинного навчання для діагностичних цілей. Дана робота систематизує результати попередніх робіт, даючи підґрунтя для подальших досліджень. Результати даного огляду дозволяють зрозуміти перспективні напрямки у розробці методик діагностики ПТСР та шляхи їхньої реалізації. Подальші наукові зусилля в цій галузі мають бути зосереджені не лише на вдосконаленні технологій дослідження, але й на інтеграції отриманих знань у клінічну практику, що забезпечить своєчасне і ефективне лікування пацієнтів з ПТСР.

АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ ТЕМПЕРАТУРИ, НАСИЧЕННЯ І ЗБАЛАНСОВАНОГО ПОТОКУ КРОВІ У ВЕНОЗНОМУ РЕЗЕРВУАРІ АПАРАТУ ШТУЧНОГО КРОВООБІГУ

Микола Суп, Віталій Максименко, Микола Богомолов — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто новітню систему безпеки, що базується на використанні комбінованої системи датчиків, яка дає можливість не лише вимірювання низького і критичного рівнів крові в режимі реального часу, а також показники температури та сатурації венозного резервуару апарату штучного кровообігу. Система забезпечує автоматичне регулювання артеріального насосу, що дозволяє знизити ризики та ускладнення пов'язані з масивною повітряною емболією, надмірною крововтратою та гіпоксією пацієнта. Завдяки адаптивному контролю швидкості насосу на основі точних вимірювань рівня крові, запропонована система дозволяє швидше реагувати на критичні зміни в об’ємі депонованої крові венозного резервуару. Методика реалізації включає інтеграцію оптичних та лазерних технологій з існуючими апаратами штучного кровообігу, що дозволить оптимізувати процеси моніторингу та контролю штучного кровообігу. Подальша реалізація дасть змогу підвищити рівень надійності та безпеки в управлінні кров'яним потоком, знижуючи навантаження на медичний персонал і забезпечуючи більш точний контроль за станом пацієнта. Висновки свідчать про те, що запропонована система має значний потенціал для подальших досліджень і впроваджень у клінічну практику

АСИСТИВНА ТЕХНОЛОГІЯ ПРИ ВТРАТІ ЗОРУ НА ОСНОВІ ОПТОЕЛЕКТРОННИХ АНАЛІЗАТОРІВ

Дмитро Акерман, Микола Богомолов — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

У статті розглянуто конструктивні особливості, принципи дії та функції нового пристрою для осіб з втратою зору на основі оптоелектронних аналізаторів. Основною перевагою цієї технології є її здатність надавати інформацію з допомогою відчуття легкого тиску для користувача, не перевантажуючи інші задіяні канали відчуттів. Технологія використовує 6 ультразвукових та 4 інфрачервоних сенсори, які перетворюють імпульси в механічну силу, що дозволяє користувачам отримувати важливу інформацію про оточуюче середовище, розпізнавати об'єкти та допомагати в навігації. Конструктивно пристрій складається з трьох основних модулів: модуль збору даних, модуль обробки та модуль виводу інформації. Модуль збору даних включає ультразвукові та інфрачервоні сенсори, розташовані на корпусі пристрою. Модуль обробки використовує мікроконтролер на базі ARM Cortex-M4 для аналізу сигналів з сенсорів та генерації відповідних керуючих команд. Сигнал передається через бездротовий інтерфейс Bluetooth до модуля виводу інформації. Модуль виводу інформації забезпечує передачу цих команд у вигляді відчуттів легкого тиску на шкіру користувача через 16 мініатюрних вібромоторів

ОСОБЛИВОСТІ НАДАННЯ МЕДИЧНИХ ПОСЛУГ У ПОЛІФУКЦІОНАЛЬНИХ ПРОТЕЗНО-РЕАБІЛІТАЦІЙНИХ ЦЕНТРАХ ДЛЯ ВІЙСЬКОВОСЛУЖБОВЦІВ З АМПУТАЦІЄЮ КІНЦІВОК

Олена Беспалова, Оксана Білошицька, Ганна Мельник — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

Втрати кінцівок є однією з найбільших проблем сучасної медицини, що значно погіршує якість життя пацієнтів. За останні роки, через війну, аварії та ускладнення від захворювань, кількість ампутацій суттєво зросла. Багато ветеранів зазнали травм, які потребують протезування та реабілітації. Ефективна реабілітація є ключем до успішного використання протезів, соціальної реінтеграції та відновлення фізичних можливостей. Українські медичні фахівці мають надавати допомогу відповідно до міжнародних стандартів і доказової медицини. У цьому контексті важливо розробляти сучасні системи протезування, які не лише компенсували б втрачені функції, але й забезпечували комфорт пацієнтів. Розвиток медичних технологій, своєчасна допомога, а також реабілітаційні програми дозволяють покращити фізичний стан та якість життя військових з ампутаціями. Створення сучасної системи реабілітації військовослужбовців в Україні є важливою частиною медичної допомоги в умовах збройного конфлікту. У роботі висвітлюються проблеми, пов'язані з організацією реабілітації військовослужбовців Збройних Сил України з ампутаціями нижніх кінцівок. Проведено аналіз і узагальнено досвід реабілітації цієї категорії осіб у країнах Європейського Союзу та США. Показано, що в цих країнах основою реабілітації є мультидисциплінарний підхід, який залучає команду спеціалістів. Запропоновані методологічні та організаційні підходи можуть бути використані для розробки клінічних протоколів для реабілітації військовослужбовців з ампутаціями кінцівок в поліфукціональних реабілітаційних центрах. Залучення мультидисциплінарної команди дозволить покращити існуючу систему надання медичної допомоги таким пацієнтам, прискорить процес адаптації до протезу та їх повернення до активного життя. Поєднання інноваційних технологій та індивідуального підходу забезпечить ефективну реабілітацію та соціальну адаптацію військовослужбовців

ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПІДГОТОВКИ ТА ПЕРЕПІДГОТОВКИ ФАХІВЦІВ ІЗ ПРОТЕЗУВАННЯ В УКРАЇНІ

Ганна Мельник , Ігор Худецький, Юлія Антонова-Рафі — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

Внаслідок війни в Україні відбулося стрімке зростання кількості пацієнтів з ампутаціями як верхніх так і нижніх кінцівок, що веде за собою необхідність збільшення кількості кваліфікованих фахівців, які здатні надавати комплексні послуги з протезування та реабілітації. У статті розглянуто основні аспекти професійної підготовки та підвищення кваліфікації фахівців, що працюють у сфері протезування та ортезування. Стаття аналізує сучасні вимоги до здобуття професійної кваліфікації протезиста-ортезиста, включаючи необхідні знання та навички та нормативні документи, що регулюють цю галузь. У роботі проведено порівняння чотирьох освітніх програм (Тернопільського національного медичного університету ім. І. Я. Горбачевського, Львівського національного медичного університету ім. Данила Галицького, Національного університету охорони здоров’я України ім. П. Л. Шупика та Харківського національного медичного університету), що готують фахівців у галузі протезування-орезування, зокрема, відповідності стандарту вищої освіти зі спеціальності, розподілу нормативних та вибіркових освітніх компонентів, наявності та тривалості клінічних практик. Окрему увагу приділено аналізу сучасного стану підвищення кваліфікації фахівців, який відображає необхідність адаптації до швидких змін у технологіях протезування (Direct Socket від Össur, використання сканування та 3Д друку, остеоінтеграція), впровадження нових матеріалів, цифрових технологій та біонічних систем, змін у потребах пацієнтів, психологічних аспектах протезування та появою професійного стандарту «Протезист-ортезист». Обґрунтовується важливість безперервного професійного розвитку, який дозволяє фахівцям залишатися конкурентоспроможними на ринку праці та забезпечувати високий рівень обслуговування пацієнтів та покращення якості життя осіб з обмеженими можливостями

КОНТАКТНЕ ЗВАРЮВАННЯ ПАРЕНХІМАТОЗНИХ ОРГАНІВ (ОГЛЯД)

Станіслав Попов, Олексій Лебедєв — пт, 08 лис 2024 00:00:00 +0200

У сучасній хірургії все більшої популярності набувають мінімально інвазивні методи, спрямовані на зменшення травматичності та прискорення відновлення пацієнтів. Розрізання традиційними методами паренхіматозних органів супроводжується підвищеними втратами крові, зшивання нитками або скобами незручно через низьку міцність тканини і низьку герметичність. Високочастотне електрозварювання живих тканин, в свою чергу, пропонує значне зменшення крововтрати, скорочення часу операції та зниження ризику післяопераційних ускладнень. Тож створення роботи яка б систематизувала інформацію про застосування даного типу зварювання сприяла б збільшенню його застосування у медичній практиці та прискоренню досліджень науковців у цій сфері. Метою цієї статті є надати всебічний огляд сучасного методу високочастотного електрозварювання паренхіматозних органів, проаналізувати їхні переваги та недоліки, порівняти з іншими методами резекції, а також визначити сфери їх ефективного застосування. Робота спрямована на допомогу дослідникам та практикам для стимулювання подальших досліджень у цій галузі. Для досягнення поставленої мети було зібрано інформацію з наукових статей, які висвітлювали проведені операції на паренхіматозних органах людей та тварин. Далі було проведено систематичний огляд та мета- аналіз для оброблення результатів, висвітлених в науковій літературі. В результаті було показано, що високочастотне електрозварювання забезпечує більш точне та герметичне з'єднання судин, що мінімізує ризик кровотеч, скорочує загальну тривалість операції, створює меншу зону некрозу тканин порівняно з іншими методами та не потребує використання швів або скоб. Тож, враховуючи перелічені переваги метод високочастотного електрозварювання є перспективною технологією для застосування в торакальній, абдомінальній хірургії та урології. Однак, для більш широкого застосування цього методу необхідні подальші дослідження, спрямовані на оптимізацію техніки, розширення показань та оцінку довгострокових результатів