Біомедична інженерія і технологія

ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ОПТИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ГЕМОГЛОБІНУ ТА ГЕМАТОКРИТУ В КОНТУРІ ШТУЧНОГО КРОВООБІГУ МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОЇ КОМПЕНСАЦІЇ ШУМІВ

Дар'я Трухан, Микола Богомолов — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Реферат – Під час кардіохірургічних втручань із застосуванням апарату штучного кровообігу (ШК) безперервний моніторинг концентрації гемоглобіну (Hb) та гематокриту (Hct) є критично важливим для забезпечення безпеки пацієнта. Існуючі лабораторні методи характеризуються значною часовою затримкою (TAT), що унеможливлює миттєву корекцію перфузії. Потокові оптичні методи, хоча й забезпечують безперервність вимірювань, є вразливими до гідродинамічних шумів, зокрема впливу мікробульбашок повітря та гемолізу, що призводить до хибної інтерпретації сигналів розсіювання як зміни концентрації аналіту. Мета дослідження полягає у розробці вдосконаленої оптичної методики визначення Hb та Hct у контурі ШК, яка забезпечує автоматичну компенсацію похибок від газових включень у реальному часі.

Запропоновано гібридний двохвильовий метод, що базується на модифікованому законі Ламберта–Бера та теорії розсіювання Мі. Вимірювальний канал (805 нм, ізобестична точка) реєструє сумарний сигнал поглинання та розсіювання, а компенсаційний канал (1300 нм) виділяє чистий сигнал розсіювання на неоднорідностях.

Порівняльний аналіз із базовими методами засвідчив усунення систематичної похибки, зумовленої мікробульбашками, за збереження точності не гірше ±0,5 г/дл. Висновки. Впровадження компенсаційного ІЧ-каналу підвищує завадостійкість потокового оптичного моніторингу та забезпечує надійне визначення Hb/Hct під час ШК без втручання у гідравлічну схему контуру.

МОДЕЛЮВАННЯ КРОВОТОКУ З ОБЕРТАННЯМ ЧЕРЕЗ ПРУЖНО-АКТИВНІ СУДИНИ АРТЕРІАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КРОВООБІГУ ЛЮДИНИ

пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Шляхом біофізичного моделювання досліджено процес кровотоку з обертанням та дисипацією в пружно-активних судинах артеріальної системи кровообігу людини на основі запропонованого модифікованого рівняння Бернуллі. Рівняння Бернуллі удосконалено шляхом додавання внесків, які враховують постачання імпульса та моменту імпульса від серця, пружність та активність артеріальних судин, обертання кровотоку та дисипацію за рахунок внутрішнього тертя. Запропоновано новий алгоритм розрахунків, згідно якого поступальні та обертальні компоненти руху розглядаються окремо. У рамках запропонованої моделі було показано, що обертання кровотоку, про яке свідчать експериментальні доплерівські дані, призводить до збільшення поступальної швидкості кровотоку. Показано, що врахування активності судин призводить як до збільшення лінійної швидкості плину кровотоку, так і до збільшення кутової швидкості обертання кровотоку. Властивості удосконаленого авторами рівняння Бернуллі дозволяють відтворити зміну тиску на протязі серцевого циклу, що кардинально відрізняє результати проведеного моделювання від прогнозів традиційної гідродинаміки. Показано, що для коректного опису характерних особливостей кровотоку через артеріальні судини врахування еластичних та активних чинників необхідно здійснювати одночасно, узгодженим чином. Показано, що врахування лише еластичного внеску не дозволяє якісно коректно відобразити характер зміни швидкості, кутової швидкості і відповідних їм кінетичних внесків в удосконалене рівняння Бернуллі. Авторами відзначено, що обертання потоку крові та активність артеріальних судин забезпечує можливість значного зниження енерговитрат серця у процесі транспортування крові. Розвинений підхід може слугувати основою для планування напрямків подальших клініко-експериментальних досліджень, може бути застосованим для різних спеціальних випадків: розгалудження судин, зміна товщини та форми судини за різних орієнтацій в полі гравітації Землі, за умов мікрогравітації космічного польоту, врахування обернених зв’язків поступальної та обертальної компонент руху завдяки спіральній формі судин.

ПОКРИТТЯ ДЛЯ ЗУБНИХ ІМПЛАНТІВ: ТИПИ, СПОСОБИ НАНЕСЕННЯ ТА БІОБЕЗПЕКА

Олександра Подлуцька, Валентина Мотроненко — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

У роботі проведено комплексний аналіз сучасних стратегій модифікації мікро- та наноструктури поверхні титанових дентальних імплантів, що мають на меті подолання їхньої природної біологічної інертності. У дослідженні детально розглянуто еволюційний шлях розвитку функціональних покриттів: від традиційних біокерамічних систем на основі гідроксиапатиту, що забезпечують високі остеокондуктивні властивості, до інноваційних вуглецевих наноматеріалів та інтелектуальних структур із функцією контрольованого вивільнення терапевтичних агентів. Особливу увагу приділено технологічному базису формування таких поверхонь, зокрема методам високотемпературного плазмового напилення для створення пористих структур, технологіям анодного оксидування (зокрема промисловому стандарту TiUnite) та сучасній лазерній обробці. Лазерне текстурування визначено як один із найбільш перспективних і безпечних безконтактних методів створення заданої топографії без ризику термічної деградації покриттів чи внесення небажаних сторонніх домішок. Встановлено, що інтеграція наноструктурованих елементів у поєднанні з антимікробними компонентами (зокрема іонами металів) дозволяє суттєво підвищити рівень остеоінтеграції та показник контакту імпланта з кісткою (BIC) на 10–30 %. Це забезпечує не лише прискорену первинну стабілізацію в кістковому ложі, а й надійну довгострокову профілактику розвитку періімплантиту навіть у складних клінічних умовах, таких як низька щільність кісткової тканини пацієнта. Робота науково обґрунтовує доцільність переходу від пасивних до активних комбінованих біоміметичних стратегій, які гармонійно поєднують структурну активацію поверхні з її хімічною функціоналізацією біоактивними сполуками. Крім того, робота окреслює перспективи подальших досліджень у напрямі створення «розумних» систем, здатних активно реагувати на бактеріальні виклики.

МЕТОДОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ВИБОРУ ТА ЦИФРОВОГО ПРОЄКТУВАННЯ БІОМІМЕТИЧНИХ ГРАТЧАСТИХ СТРУКТУР ДЛЯ 3D-ДРУКУ ОСТЕОЗАМІЩУВАЛЬНИХ СКАФФОЛДІВ

Давід Ліпартія, Лариса Калашникова — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Дана стаття присвячена систематизації та аналізу сучасних науково-методологічних підходів до вибору та цифрового проєктування біоміметичних гратчастих структур, призначених для виготовлення остеозаміщувальних скаффолдів методами адитивного виробництва. У роботі розглянуто актуальну проблему біомеханічного дисонансу між монолітними імплантатами та кістковою тканиною, що призводить до феномену «екранування напружень» (та подальшої резорбції кістки. Авторами обґрунтовано переваги використання пористих архітектур, що дозволяють адаптувати модуль пружності конструкції до показників кортикальної та трабекулярної кісток. Проведено ґрунтовний порівняльний аналіз морфологічних особливостей традиційних балкових решіток (Body-Centered Cubic, Simple Cubic) та триплексно-періодичних мінімальних поверхонь (Triply Periodic Minimal Surfaces, TPMS), таких як Gyroid, Diamond та Schwarz-P. Визначено, що TPMS-структури мають значну перевагу завдяки безперервній кривизні, відсутності концентраторів напружень та високому співвідношенню площі поверхні до об’єму, що критично важливо для клітинної адгезії, проліферації та ефективної васкуляризації новоутворених тканин. Окрему увагу приділено методології цифрового проєктування, де проаналізовано перехід від традиційного граничного представлення геометрії (B-rep) до неявного моделювання. Висвітлено технічні можливості сучасного програмного забезпечення (nTopology, Ansys Discovery, Rhino+Grasshopper) та підкреслено ефективність використання знакових функцій відстані для створення надскладних біоміметичних структур без значного навантаження на обчислювальні ресурси. Стаття також містить узагальнені рекомендації щодо параметрів мікроархітектури скаффолдів (пористості та розміру пор) для різних анатомічних локалізацій, зокрема для стегнової кістки, нижньої щелепи та хребців. Результати дослідження підтверджують, що інтеграція методів неявного моделювання з біомеханічним та гідродинамічним аналізом є необхідною умовою для створення функціональних імплантатів нового покоління, здатних забезпечити довготривалу остеоінтеграцію.

КОМПЛЕКСНИЙ КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ 3D-БІОДРУКОВАНИХ КОНСТРУКЦІЙ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦІЇ ШКІРИ

Анастасія Багаліка, Тетяна Луценко — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Сучасне лікування хронічних ран та інших серйозних патофізіологічних станів шкіри стрімко переходить від традиційних методів лікування до використання передових терапевтичних лікарських засобів. Однією з таких інноваційних технологій є гідрогелева структура, навантажена мезенхімальними стовбуровими клітинами або продуктами їхньої життєдіяльності (секретомом та екстрацелюлярними везикулами). Гідрогелі завдяки своїй високій гідрофільності, контрольованій тривимірній пористій структурі та здатності імітувати архітектоніку нативного позаклітинного матриксу визнані ідеальними для створення мікрооточення, що підтримує метаболізм, життєздатність та проліферацію клітинних культур. Використання МСК у складі тривимірних матриць та/або трансдермальних патчів продемонструвало вражаючу ефективність у лікуванні низки патологій, які раніше важко піддавалися терапії. До таких патологій належать хронічні діабетичні виразки, глибокі опікові рани, атопічний дерматит та інші. МСК функціонують не лише як будівельний матеріал для заміщення пошкоджених тканин, але й, що значно важливіше, як регулятори імунної відповіді завдяки своїм імуномодулюючим властивостям. Проте, незважаючи на терапевтичний потенціал, перехід від успішних лабораторних розробок in vitro та in vivo до масштабного клінічного застосування потребує дотримання вимог GLP та GMP, що в свою чергу ставить на меті суворий контроль якості як готової продукції, так і окремих складових на кожному етапі життєвого циклу продукту. Метою даного огляду є вичерпний аналіз сучасних методів контролю якості гідрогелевих конструкцій з МСК, з урахуванням фізико-хімічних, біологічних особливостей системи, технологічних та нормативно-правових аспектів, що формують основу регенеративної медицини та тканинної інженерії.

КЛАСТЕРНИЙ АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕПЛОВІЗІЙНИХ ОБСТЕЖЕНЬ ДІТЕЙ ПІСЛЯ ХІРУРГІЧНИХ ВТРУЧАНЬ НА СЕРЦІ

Владислав Шликов, Ярослав Забіло — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

У роботі представлено результати кластерного аналізу тепловізійних обстежень дітей після хірургічних втручань на серці, який підтверджує діагностичні можливості використання термографічного методу для моніторингу медичних ускладнень та загального стану дітей раннього віку. Показано, що аналіз розподілу температурного поля у області серця та грудної клітки після хірургічного втручання дає можливість визначити значні градієнти температури на тепловому профілі грудної клітки. Наведені результати тепловізійних обстежень демонструють важливість впровадження методу термографії для оцінки стану пацієнтів після операцій. Показано, що поєднання тепловізійного методу та кластеризації методом k-Means дає можливість реалізувати автоматичне розділення зображення на ділянки з різною температурою або різними тепловими характеристиками. Зокрема дослідження показали, що у пацієнтів із складними вродженими вадами серця спостерігаються підвищення температури до 7,20°C або 192,07 од. за методом k-Means у порівнянні з менш складними випадками хірургічних втручань на серці, коли середнє значення температури на поверхні грудної клітки у області серця становить 35,7°C – 36,7°C. Використання кластерного аналізу отриманих термографічних зображень у області серця та грудної клітки дає змогу оцінити розподіл температури на поверхні тіла пацієнта для раннього виявлення ускладнень. Наприклад, проведений кластерний аналіз достовірно підтвердив, що локалізація високотемпературних зон з середньою температурою у центрі кластера 37,1°C і вище практично співпадає з анатомічною локалізацією серцевих структур.

ПРОБЛЕМА ВАЗОВАГАЛЬНИХ СИНКОПЕ В СУЧАСНІЙ МЕДИЦИНІ: ВІД ФІЗІОЛОГІЧНИХ МЕХАНІЗМІВ ДО БІОІНЖЕНЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ МОНІТОРИНГУ ТА ФІЗИЧНОЇ ТЕРАПІЇ

Роман Єгоров, Марина Сичик — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

У сучасній медицині з 2020-х років відбувається радикальна зміна парадигми лікування вазовагальних синкопальних станів (ВВС). Замість традиційної імплантації штучних водіїв ритму для купірування пауз у роботі серця, передові дослідження фокусуються на методах безпосереднього впливу на вегетативну нервову систему. Поряд із хірургічними інноваціями, такими як кардіонейроабляція парасимпатичних гангліїв у порожнині серця, стрімко розвивається консервативний напрямок ерготерапевтичного профілю. У цьому контексті областю дослідження даної роботи є інтеграція біоінженерних пристроїв моніторингу фізіологічних параметрів та цілеспрямованої фізичної терапії, що безпосередньо впливає на патогенез ВВС та нервову систему.
На даному етапі у статті представлено комплексний огляд та аналіз вправ і методів фізичної терапії з урахуванням складних механізмів кардіогемодинаміки. Розвиток синкопе, зокрема індукованих навантаженнями, розглядається як критичний збій автоматичного керування. Обґрунтовано провідну патогенетичну роль рефлексу Бецольда-Яриша та феномену «систолічної порожнечі» у ранній пост-навантажувальний період, спричиненого деактивацією скелетно-м'язової помпи на тлі високої залишкової скоротливості міокарда. Систематизовано немедикаментозні стратегії відновлення автономного балансу: ізометричні маневри протитиску як біомеханічні компенсатори для підвищення периферичного опору, а також тренувальні протоколи і йога-терапія як інструменти довгострокової вагальної нейромодуляції.
Для об'єктивізації впливу цих методів на нервову систему особливий акцент зроблено на застосуванні цифрової обробки біомедичних сигналів. Висвітлено потенціал алгоритму фазово-випрямленого усереднення (PRSA) для обчислення децелераційної здатності серця (DC). Доведено, що показник DC понад 7,5 мс є кількісним предиктором парасимпатичної гіперактивності. Це створює надійне підґрунтя для розробки портативних систем моніторингу, здатних генерувати тригери для запобігання пресинкопе, що робить процес фізичної терапії безпечним. Зазначено, що проведений теоретичний аналіз слугує базою для подальших досліджень, які будуть присвячені клінічній апробації запропонованих ерготерапевтичних методів та протоколів фізичної терапії.

ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ СТАНДАРТИЗАЦІЇ ЕЛЕКТРОННОЇ СИСТЕМИ ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ. ЧАСТИНА 1. МІЖНАРОДНІ СТАНДАРТИ З МЕДИЧНОЇ ІНФОРМАТИКИ

Оксана Білошицька, Лариса Бондаренко, Олександр Бесараб — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Одна з ключових проблем сучасної системи охорони здоров’я в Україні полягає в тому, що дані про стан здоров’я населення збираються за різними логіками, за допомогою різних інструментів і для різних цілей. Ця фрагментованість безпосередньо впливає на якість аналітики та управлінських рішень. Назріла потреба перейти до узгодженого набору індикаторів, які мають доказову базу, валідність, практичну значущість і водночас узгоджені з національними нормативно-правовими актами. Без такого кроку неможливо створити ані цілісну систему моніторингу, ані життєздатну модель профілактики. Мета дослідження – провести порівняльний аналіз проблем та перспектив впровадження існуючих міжнародних стандартів у медичну інформатику. Метою частини 1 є систематизація ключових міжнародних стандартів і рекомендацій – від інструментів епіднагляду ВООЗ і класифікаційних систем на кшталт МКХ-11 до стандартів ISO, рамок захисту даних GDPR та відповідних норм законодавства України – для обґрунтування вимог до структури, змісту й якості даних, що використовуватимуться при оцінці стану здоров’я населення та факторів ризику. Такий аналіз створить методологічне підґрунтя для подальшого уточнення й стандартизації критеріїв оцінки стану здоров’я, які ляжуть в основу проєктованої системи профілактики хвороб на основі комплексного моніторингу медико-статистичної інформації. Матеріали та методи дослідження – аналіз даних вітчизняної та зарубіжної літератури, інтернет-видань, даних наукометричних баз Scopus, Web of Science, а також системи Google Scholar. Аналіз основних міжнародних документів – STEPS, МКХ-11, ISO 13606, стандартів інтероперабельності HL7 FHIR, SNOMED CT і LOINC, рекомендацій ОЕСР, GDPR та ключових законів України дозволяє сформувати комплексну нормативно-методологічну базу, на якій може ґрунтуватися уточнення та стандартизація критеріїв оцінки стану здоров’я населення, надає змогу обґрунтувати вибір конкретних індикаторів, структур запису та процедур обробки інформації, що є критично важливим для розроблення надійної методології профілактики хвороб на основі моніторингу стану здоров’я й факторів ризику. При розробленні критеріїв оцінки стану здоров’я обгрунтована доцільність проектування відповідних архетипів (наприклад, «кардіометаболічний профіль», «профіль поведінкових факторів ризику») відповідно до логіки ISO 13606, щоб у подальшому забезпечити їхню технічну реалізацію в eHealth-системах. У сукупності детальний аналіз зазначених у цьому огляді документів дає можливість побудувати методологічно й нормативно узгоджену систему критеріїв, придатну для національного моніторингу здоров’я населення й інтеграції у міжнародні інформаційні простори

МЕТОДОЛОГІЯ ФОРМУВАННЯ МЕДИКО-ТЕХНІЧНИХ ВИМОГ ДО СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ ЕЛЕКТРОТЕРМОХІРУРГІЧНОЇ АПАРАТУРИ ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ОПЕРАТИВНИХ ВТРУЧАНЬ ПРИ ПОЛІТРАВМІ ТА АМПУТАЦІЯХ

пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Актуальність дослідження зумовлена зростанням кількості пацієнтів із політравмою, мінно-вибуховими ушкодженнями та ампутаціями кінцівок в умовах воєнного стану, що потребує удосконалення спеціалізованої електротермохірургічної апаратури для оперативних втручань. Метою роботи стало формування методологічних засад розроблення медико-технічних вимог до спеціалізованої електротермохірургічної апаратури для забезпечення ефективного гемостазу, видалення ушкоджених тканин, санації інфікованих ран та скорочення часу хірургічних втручань при політравмі й ампутаціях. Матеріалами дослідження були нормативно-правові документи України, технічні регламенти, національні та гармонізовані міжнародні стандарти у сфері медичних виробів, а також науково-технічні дані щодо застосування високочастотної та електротермохірургічної апаратури. У роботі враховано положення ДСТУ EN ISO 14971:2022, ДСТУ EN IEC 60601-2-2:2019 та інших стандартів щодо управління ризиками, безпеки та функціональних характеристик медичних електричних виробів. Запропоновано системний підхід до формування медико-технічних вимог із урахуванням клінічної ефективності, експлуатаційної придатності, біобезпеки, ергономіки, умов транспортування, енергозабезпечення та роботи в польових і стаціонарних умовах. Обґрунтовано вимоги до параметрів температурного режиму, тривалості дезінфекції ран, можливостей превентивного гемостазу, безконтактної коагуляції та безкровного розтину тканин. Визначено критерії оцінювання ефективності апаратури залежно від часу оперативного втручання, зменшення крововтрати, частоти ускладнень та можливості швидкого розгортання в умовах масового надходження поранених. Показано, що впровадження сучасної спеціалізованої електротермохірургічної апаратури сприятиме підвищенню ефективності хірургічної допомоги, зменшенню летальності, скороченню термінів лікування та покращенню результатів медичної реабілітації пацієнтів із політравмою та ампутаціями.

ДЕСКТОПНИЙ ДОДАТОК ДЛЯ АНАЛІЗУ ПАРАМЕТРІВ ХОДИ ЛЮДИНИ НА ОСНОВІ МУЛЬТИМОДАЛЬНИХ СЕНСОРНИХ ДАНИХ

Ілля Мусійчук, Тетяна Богданова — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

У роботі розглядається проблема об’єктивної оцінки параметрів ходи людини. Оскільки традиційні методи переважно ґрунтуються на суб’єктивному візуальному спостереженні, а високоточні оптичні системи аналізу руху є стаціонарними та потребують значних фінансових витрат, то метою дослідження стало створення десктопного додатку для автоматизованого аналізу параметрів ходи на основі мультимодальних сенсорних даних. Для очищення та аналізу сигналів застосовано методи цифрової фільтрації Баттерворта, адаптивної детекції піків та швидкого перетворення Фур’є FFT. Впроваджено методику розрахунку комплексних біомеханічних метрик, зокрема індексів асиметрії SI, енергоефективності EFF та коефіцієнта варіабельності CV. З метою автоматичної класифікації станів локомоції та прогнозування ризику патологій побудовано модель машинного навчання на основі ансамблевого алгоритму Random Forest. Експериментальна перевірка моделі на еталонних та патологічних наборах даних продемонструвала високу точність розпізнавання з показником F1-score на рівні 0.97. Завдяки використанню розширеного вектора ознак розроблений алгоритм здатний ефективно диференціювати складні клінічні випадки, розрізняючи координаторні порушення та паретичні стани. Реалізований програмний комплекс містить графічний інтерфейс та інтегровану базу даних SQLite для ведення журналів пацієнтів. Отримані результати підтверджують, що додаток є ефективним інструментом підтримки клінічних рішень у сфері медичної реабілітації та діагностики патологій опорно-рухового апарату.

КОМП’ЮТЕРНІ ЦИФРОВІ ТЕХНОЛОГІЇ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ

Марина Архирей, Ольга Іванець , Павло Свєтлов, Ольга Сапон — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

У статті розглянуто актуальне практичне завдання дослідження нелінійності динамічних об’єктів, з використанням сучасних комп’ютерних технологіях, для аналізу хаотичної складової та нестаціонарності часового ряду. В якості часового ряду в роботі розглянута сукупність виміряних параметрів серцево-судинної системи. Наведені приклади побудови та аналізу рекурентних діаграм із використанням методу квантифікації рекурентності (RQA), що дозволяє врахувати притаманну хаотичну природу процесів в організмі людини.

Використання кольорових та чорно-білих рекурентних діаграм надало змогу отримати візуальні та аналітичні відмінності в динаміці часових рядів біомедичних параметрів учасників дослідження. Встановлено, що надмірна детермінованість та висока ламінарність фазових траєкторій, що відповідають різним станом динамічної системи є негативною ознакою, що свідчить про інертність гомеостазу та зниження адаптивного резерву організму до зовнішніх дестабілізуючих факторів. Натомість наявність хаотичної складової вказує на ефективну роботу біологічних зворотних зв'язків. Основним науковим результатом роботи є обґрунтування застосування технологій рекурентного аналізу як ефективного інструменту для оцінки функціональної стабільності та адаптаційної поведінки біологічних систем, у реальному часі.

ІНТЕРОПЕРАБЕЛЬНА СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО АНАЛІЗУ ЕЕГ НА ОСНОВІ МАШИННОГО НАВЧАННЯ

Аріана Сидоренко, Ганна Овчаренко — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Електроенцефалографія (ЕЕГ) є одним із основних неінвазивних методів оцінювання функціонального стану головного мозку та виявлення епілептиформної активності. Водночас аналіз електроенцефалографічних записів потребує значних витрат часу, досвіду спеціаліста та роботи з великими обсягами неоднорідних даних. Сучасні підходи на основі машинного навчання та штучного інтелекту дозволяють частково автоматизувати аналіз ЕЕГ сигналів і підвищити ефективність обробки електроенцефалографічних записів. У роботі розглянуто розробку веборієнтованого програмного продукту для автоматизованого аналізу ЕЕГ із використанням нейромережевого модуля для оцінки відхилень у сигналі. Запропонована система підтримує імпорт ЕЕГ файлів у форматах EDF та CSV, попередню обробку та візуалізацію сигналів, збереження історії досліджень і формування аналітичних звітів. Програмний продукт реалізовано з використанням Python, Django, SQLite та бібліотек машинного навчання для обробки і класифікації ЕЕГ сигналів. Особливу увагу приділено формуванню медико-технічних вимог щодо інтероперабельності ЕЕГ даних, структурованого збереження результатів, візуалізації підозрілих ділянок сигналу та підтримки процесів прийняття клінічних рішень. Розроблений підхід дозволяє інтегрувати методи машинного навчання у єдине цифрове середовище аналізу ЕЕГ даних і може використовуватись як допоміжний інструмент попереднього аналізу електроенцефалографічних записів у медичній практиці.
Наукова новизна запропонованого підходу полягає у розробці веборієнтованої системи аналізу ЕЕГ, що поєднує методи машинного навчання, структуроване збереження електроенцефалографічних даних та візуалізацію кандидатних епілептиформних патернів у межах єдиного цифрового середовища. На відміну від традиційних систем аналізу ЕЕГ, розроблений програмний продукт забезпечує автоматичне підсвічування підозрілих ділянок сигналу та підтримує повторний аналіз і порівняння результатів досліджень

БАГАТООСЦИЛЯТОРНЕ ГІБРИДНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЕГ-СИГНАЛІВ: ВПЛИВ ТОПОЛОГІЇ МЕРЕЖІ ТА РОЗМІРНОСТІ МОДЕЛІ НА СПЕКТРАЛЬНІ, МОРФОЛОГІЧНІ ТА СИНХРОНІЗАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Ілля Підвальний, Олександр Судаков — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

У роботі кількісно оцінено, як кількість осциляторів і топологія зв’язків впливають на відтворення експериментальних ЕЕГ-сигналів щурів у ділянках без епілептиформної активності та в епілептиформних ділянках. Синтетичні ЕЕГ-подібні сигнали формували багатоосциляторною моделлю з Epileptor-подібною локальною динамікою. Розглянуто N = 1, 10, 50, 100, 500, 1000 і 5000 осциляторів; для мережевих режимів використано all-to-all та ring-топології. Експериментальні й синтетичні сигнали порівнювали за однаковими спектральними, морфологічними, синхронізаційними та ознаковими метриками. Найбільшу широкосмугову PSD-подібність отримано для N = 1: 0,848 для ділянок без епілептиформної активності та 0,838 для епілептиформних ділянок. Морфологічна подібність у цьому режимі становила 0,537 і 0,782 відповідно. Для δ-діапазону кращі значення дала ring-топологія: 0,441 при N = 5000 та 0,348 при N = 500. Максимальне γ/HF-узгодження становило 0,900 для епілептиформної активності в режимі all-to-all, N = 100. Локальний порядок у ring-топології зростав із N і досягав 1,000 при N = 1000-5000. Узгодженість знаку провідних ознак не перевищувала 0,042, а рангова кореляція була від -0,951 до -0,811. Отже, модель добре відтворює окремі спектральні, морфологічні та синхронізаційні властивості ЕЕГ, але потребує подальшого калібрування для відтворення повного напряму міжкласових відмінностей.

МЕТОДИ ПОРІВНЯЛЬНОЇ ГЕНОМІКИ ЯК СУЧАСНИЙ ІНСТРУМЕНТАРІЙ ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕНЕТИКИ

Валентин Щербина, Наталія Бертош, Олена Лінник, Олександр Галкін — пн, 01 чер 2026 00:00:00 +0300

Порівняльна геноміка є важливим інструментом сучасної екологічної генетики, що дозволяє досліджувати генетичні основи адаптації, еволюції та взаємодії організмів із середовищем. Вона базується на аналізі подібностей і відмінностей геномів різних видів з метою встановлення їх еволюційних і функціональних зв’язків.
Одними з ключових підходів є методи вирівнювання послідовностей, які дають змогу виявляти гомологічні ділянки ДНК, РНК або білків. Для цього застосовуються як глобальні, так і локальні алгоритми, що забезпечують ефективний аналіз як повних послідовностей, так і окремих їх фрагментів.
Важливим напрямом є ідентифікація ортологічних генів – генів, що походять від спільного предка та зберігають подібні функції. Для цього використовуються філогенетичні, евристичні та комбіновані підходи, а також аналіз синтенії. Кожен із методів має свої переваги та обмеження, що визначає доцільність їх застосування залежно від типу даних і завдань дослідження.
Загалом, методи порівняльної геноміки відіграють важливу роль у розвитку біоінформатики, екологічної генетики та суміжних наук, сприяючи глибшому розумінню закономірностей еволюції та функціонування біологічних систем