Представлен обзор методики и направлений клинической интерпретации МКГ-сигналов. Описаны преимущества, ограничения и области применения анализа. Предложена оригинальная диагностическая классификация и клинические результаты.

Розглянуто різні підходи до оцінки мінливості серцевого ритму та інших показників одно канально ЕКГ під дією зовнішніх впливів на організм. Запропоновано новий підхід до оцінювання мінливості фізіологічних сигналів на основі визначення площі опукло оболонки фазового портрета ковзно ентропі. Наведено результати застосування запропонованого підходу до оброблення модельних та реальних даних, зокрема для виявлення ефекту електрично альтернаці серця, а також аналізу даних, зареєстрованих за умов фізичного навантаження (тредміл і проба Мартіна-Кушелевського), краплинного введення лікарських препаратів і оперативного лікування серцево-судинних патологій (аортокоронарне шунтування та стентування).

Існує велика кількість відновних методик, оволодіння якими забезпечує зменшення негативних наслідків стресу та поліпшення стану хребта на ранніх стадіях порушень. Освоїти методики можна за домашніх умов за допомогою комп'ютерних програм та відео. Однак вони надають лише загальні рекомендації відновних методик і демонструють відновні вправи, не враховуючи персональні характеристики організму. Тому актуальною задачею є створення інформаційної технології (ІТ), яка за допомогою віртуального електронного інструктора надасть змогу адаптувати методику під конкретного користувача й оцінити ефективність відновлення організму за домашніх умов. Мета роботи - створення інтегрованої ІТ для відновлення адаптаційних можливостей організму за домашніх умов на основі мобільного Android-додатку до смартфону. Запропоновано ІТ, яка за допомогою динамічних 3D-моделей віртуальних інструкторів та реалізованого мобільного додатку, забезпечує відображення та налаштування процесів виконання методик відновного дихання та лікувальних вправ зміцнення м'язів спини за домашніх умов. Мобільний додаток надає змогу демонструвати та налаштовувати параметри дихальної вправи (тривалість вдиху, затримки дихання, видиху, загального часу виконання процедури), а також тривалість та кількість підходів під час виконання вправ відновлення м'язів спини. За порівняльним аналізом показників ЕКГ та ВРС, визначених за допомогою діагностичного комплексу ФАЗАГРАФ до та після курсу дихальних вправ, і результатів моніторингу сну, визначених фітнес-трекером Xioti My Band 2 до та під час курсу лікувальних вправ для поліпшення стану хребта, продемонстровано ефективність запропонованої ІТ. Висновок: запропонована ІТ завдяки наочному поданню методики відновного дихання та техніки відновлення хребта за допомогою створеної 3D-моделі віртуального інструктора надає змогу підвищити якість навчання методики відновлення. Застосування віртуальних інструкторів дозволяє адаптувати відновну методику під конкретного користувача з урахуванням його особистих характеристик та рекомендацій лікаря-реабілітолога.

Розглянуто алгоритми лінійної класифікації Ф. Розенблата та Б. Н. Козинця. Проведено експериментальні дослідження збіжності алгоритмів на різних вибірках даних. Наведено результати статистичних експериментів для оцінювання швидкості збіжності алгоритмів Козинця та Розенблата, залежності результатів від розташування елементів у вибірці та варіації кількості ітерацій алгоритмів під час навчання на вибірках різного обсягу. Більша швидкість збіжності алгоритму Козінца у порівнянні з алгоритмом Розенблатта, що підтверджено серіями проведених статистичних експериментів, надає змогу сформулювати перспективний напрямок досліджень з розвитку нейронних мереж, в яких алгоритм Козінца буде використано для настройки базових елементів - персептронів.

Артеріальна гіпертензія (АГ) (підвищений артеріальний тиск (АТ)) - одне з найпоширеніших захворювань серцево-судинної системи. Діагностика та оцінка ефективності лікування АГ передбачає вимірювання АТ, у тому числі за допомогою цифрових домашніх тонометрів. Однак інтелектуальні можливості таких тонометрів далеко не вичерпано. Мета роботи - розширення інтелектуальних можливостей цифрових тонометрів (ЦТ), які забезпечать підвищення ефективності застосування їх у домашніх умовах. Для досягнення поставленої мети сформульовано та досліджено 2 завдання. Перше завдання спрямовано на визначення можливості ЦТ оцінити інтегральний показник (індекс) жорсткості кровоносних судин на основі визначення швидкості поширення пульсової хвилі за сигналом, що реєструється в процесі осцилометричного способу вимірювання АТ. Друге завдання орієнтовано на розробку простих засобів, що забезпечують оцінку тривалої варіабельності показників АТ при самостійному вимірюванні в домашніх умовах між відвідинами лікаря. Встановлено, що в процесі декомпресії манжети на осциляціях спостерігаються характерні фрагменти, викликані зворотною пульсовою хвилею, виявлення яких надає змогу обчислити інтегральний показник жорсткості кровоносних судин за швидкістю розповсюдження пульсової хвилі. Показано, що для оцінки тривалої варіабельності показників достатньо за допомогою рекурентних формул за кожним поточним вимірюванням коригувати діапазон зареєстрованих значень, уточнювати середнє та середнє квадратичне відхилення, обчислювати коефіцієнт варіації Пірсона та індекс, що характеризує відсоток вимірювань, що перевищують встановлені медичні норми. Зроблено висновки, що запропонований підхід зводиться до простих обчислювальних процедур, які можуть бути реалізовані на внутрішньому процесорі домашнього тонометра.

For early detection and timely correction of imbalances in the body that can lead to the development of various diseases, personalized devices are needed with which one can control the current state of the body at home. The purpose of the article is to develop a universal approach to the construction of such tools and, using examples of solving urgent problems, to demonstrate its effectiveness. A distinctive feature of the proposed approach is that the user at home has the ability to form a training sample of observations of his physiological indicators, according to which two integral characteristics are automatically calculated: the reference result, which is closest to all other observations, and the value, characterizing the average deviation of the results. Personalized diagnostic rules are proposed that ensure an increase in the reliability of decisions about the current functional state of the user and an assessment of the risk of a possible development of pathology. The proposed rules form the basis of original preventive medicine for home use, including the intelligent PHASEGRAPH-electrocardiograph for diagnosing myocardial ischemia at early stages, AI-RHYTHMOGRAPH software applications for determining heart rate variability parameters and AI-ARTERIOGRAPH for integral assessment of properties blood vessels, an intelligent blood pressure monitor that measures the long-term variability in blood pressure between doctor visits, and an intelligent stethoscope for detecting respiratory distress at home. Further development of the proposed approach will make it possible to create personalized means of assessing visual acuity and hearing acuity at home, control of the vestibular apparatus, essential tremor and other means.

Бінарні класифікатори широко використовують для вирішення низки прикладних задач, зокрема, задач медичної діагностики. Ефективність таких систем характеризують помилки пропущення цілі та хибної тривоги. Оскільки зі зменшенням імовірності помилки пропуску цілі збільшується ймовірність помилки хибної тривоги та навпаки, налаштування систем передбачає певний компроміс між зазначеними помилками. Для побудови алгоритму діагностики в умовах апріорної невизначеності часто використовують стратегію Неймана - Пірсона, яка передбачає мінімізацію ймовірності помилки пропуску цілі за заданого обмеження на ймовірність помилки хибної тривоги. Для дослідження питання формального вибору прийнятних обмежень сформульовано умови корисності діагностичного алгоритму. На основі цих умов визначено допустимі межі ймовірностей помилок пропуску цілі та хибної тривоги. Визначено граничні значення розповсюдженості захворювань, для яких діагностичний алгоритм із відомими операційними характеристиками залишається корисним із погляду зменшення середніх втрат. Наведено приклади, що ілюструють практичну цінність одержаних умов. Розглянуто особливості алгоритму прийняття рішень на базі медичних симптомів. Показано, якщо за даними медичної статистики деякий симптом характерний для більшості хворих пацієнтів і нехарактерний для більшості здорових людей, то звідси ще не випливає висока достовірність діагностичних рішень, заснованих на аналізі цього симптому для конкретної людини. На прикладі аналізу симптому "характерні шкірні висипання" продемонстровано, навіть якщо ймовірність відсутності симптому у здорових людей становить 0,99, імовірність помилкової тривоги може бути нижчою, ніж 0,01. Це пояснюється тим, що для прийняття обгрунтованого рішення для конкретного пацієнта необхідно переконатися, що зазначений симптом відсутній протягом певного інтервалу спостереження.