Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
Electronic Archive of Kyiv Polytechnic InstituteNot a member yet
72235 research outputs found
Sort by
Підвищення міжнародної конкурентоспроможності вітчизняних підприємств АПК України в умовах євроінтеграції
Get PDFМетою роботи є розробка теоретичних положень, науково-методичний підходів і практичних рекомендацій, спрямованих на підвищення міжнародної конкурентоспроможності вітчизняних підприємств АПК в умовах євроінтеграції. Об’єктом дослідження є процес формування міжнародної конкурентоспроможності вітчизняних підприємств АПК. Предметом дослідження є теоретичні та практичні аспекти підвищення міжнародної конкурентоспроможності вітчизняних підприємств АПК в умовах євроінтеграції. Методи роботи: теоретичний аналіз, спостереження, синтез, аналіз статистичних даних, порівняння, системний підхід, графічні, табличні та інтегральні методи, кореляційний аналіз. Практичне значення одержаних результатів: У роботі було запропоновано власний варіант стратегії підвищення міжнародної конкурентоспроможності вітчизняних підприємств АПК та розроблено базову систему оцінки її потенційної ефективності. Результати даного роботи можуть бути використанні для підвищення міжнародної конкурентоспроможності конкурентоспроможності на досліджуваних підприємствах АПК та підприємствах цієї ж галузі, які не зазначались у роботі.Purpose of work - theoretical analysis, observation, synthesis, analysis of statistical data, comparison, systematic approach, graphical, tabular and integral methods, correlation analysis. Object of research – the process of formation of international competitiveness of domestic agricultural enterprises. Subject of research – theoretical and practical aspects of increasing the international competitiveness of domestic agricultural enterprises in the context of European integration. Research methods – theoretical analysis, observation, synthesis, analysis of statistical data, comparison, systematic approach, graphical, tabular and integral methods, correlation analysis. Practical significance of the obtained results: іn the research, the authors propose their own version of the strategy for improving the international competitiveness of domestic agricultural enterprises and develop a basic system for assessing its potential effectiveness. The results of this work can be used to improve the international competitiveness of the studied agricultural enterprises and enterprises of the same industry that were not mentioned in the work
Основи квантових оптичних комп'ютерів. Практикум
Get PDFНавчальний посібник призначено для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, які навчаються за спеціальністю 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка (151 Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології). У посібнику наведені теоретичні відомості, пояснення та формули, необхідні для розв’язування задач, наведені приклади розв’язку основних типів задач, а також наведені задачі для самостійної роботи студентів. Навчальний посібник буде корисним при вирішенні завдань з електромагнітної теорії та базових квантових обчислень. Матеріал може бути використаний в курсових та дипломних проектах та виконанні науково-дослідних робіт
Програмне забезпечення для створення захисту конфіденційної інформації від SQL-атак
Get PDFДипломна робота за темою «Програмне забезпечення для створення захисту конфіденційної інформації від SQL-атак» виконана студентом кафедри інженерії програмного забезпечення в енергетиці НН ІАТЕ Аржанцевом Михайлом Максимовичем зі спеціальності 121 «Інженерія програмного забезпечення» за освітньо-професійною програмою «Інженерія програмного забезпечення інтелектуальних кібер-фізичних систем в енергетиці» і складається зі: вступу; 5 розділів («Постановка задачі та основні завдання», «Аналіз літератури та огляд існуючих рішень», «Засоби реалізації програмного забезпечення», «Опис програмної реалізації», «Робота користувача з розробленою системою»), висновків до кожного з цих розділів; загальних
висновків; списку використаних джерел, який налічує 25 джерел; 15 ілюстрацій та 2 додатків. Загальний обсяг роботи 67 сторінок.
Актуальність теми полягає в тому, що SQL-ін’єкції залишаються однією з найпоширеніших загроз для безпеки баз даних, що призводять до витоку конфіденційної інформації. Розробка програмного забезпечення для захисту від таких атак є критично важливою для забезпечення надійності вебдодатків. Дослідження сприяє підвищенню обізнаності розробників про методи безпечного кодування.
Метою роботи є дослідження вразливостей баз даних до SQL-ін’єкцій та розробка методики захисту конфіденційної інформації шляхом впровадження надійних механізмів обробки запитів. Для досягнення поставленої мети виконано такі завдання: провести теоретичне дослідження; проаналізувати сучасні методи виявлення та запобігання SQL-атак; розробити програмний продукт; створити зрозумілий користувацький інтерфейс для демонстрації роботи системи; провести тестування ефективності реалізованих механізмів захисту від SQL-атак. Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці програмного продукту, створеного для глибокого розуміння механізмів SQL-ін'єкцій та демонстрації ефективних методів захисту. Це сприяє підвищенню обізнаності розробників про важливість безпечних практик кодування та слугує основою для подальших досліджень у сфері кібербезпеки вебдодатків.The thesis on the topic “Software for Protecting Confidential Information from SQL Attacks” was completed by Arzhantsev
Mykhailo Maksymovych, a student of the Department of Software Engineering in Energy at the Institute of Nuclear and Thermal Energy,
specializing in 121 “Software Engineering” under the educational-professional program “Software Engineering of Intelligent Cyber-Physical
Systems in Energy.” The thesis consists of: an introduction; five sections (“Problem Statement and Main Objectives,” “Literature Review and
Analysis of Existing Solutions,” “Tools for Software Implementation,” “Description of Software Implementation,” “User Interaction with the
Developed System”); conclusions for each section; general conclusions; a list of references containing 25 sources; 15 illustrations; and 2
appendices. The total volume of the work is 67 pages.
Relevance of the Topic: SQL injections remain one of the most common threats to database security, leading to the leakage of
confidential information. Developing software to protect against such attacks is critical for ensuring the reliability of web applications. The
research promotes developers’ awareness of secure coding practices.
The purpose of the work is the study of database vulnerabilities to SQL injections and the development of a methodology for
protecting confidential information by implementing reliable query processing mechanisms. To achieve the goal, the following tasks were
completed: conduct a theoretical study; analyze modern methods of detecting and preventing SQL attacks; develop a software product; create
a clear user interface to demonstrate the system's operation; test the effectiveness of the implemented mechanisms for protecting against SQL
attacks.
The practical value of develop a software product designed to provide a deep understanding of SQL injection mechanisms and
demonstrate effective protection methods. This helps to raise awareness among developers about the importance of secure coding practices
and serves as a basis for further research in the field of web application cybersecurity
Automated IoT system for monitoring the cultivation of microbiological cultures
Get PDFУ статті розглянуто створення прототипу інтелектуальної системи моніторингу та оптимізації параметрів вирощування мікроорганізмів у лабораторних умовах. Згідно останніх даних, на 2018 рік у світі налічувалося 27 мільярдів пристроїв з IoT, всього за 7 років ця кількість зросла до 75 мільярдів. Дана технологія вже почала відігравати важливу роль у автоматизації всіх галузей виробництва завдяки розширеним можливостям з’єднання приладів за допомогою мережі інтернет. Враховуючи це, а також успішні приклади інтеграції інтернету речей у сфері охорони здоров’я постає питання подальшого впровадження даної технології у сферу мікробіології. Запропонована у даній роботі система базується на технології IoT та здатна проводити моніторинг та аналіз температури, вологості, кислотності, концентрації вуглекислого газу та кисню, освітленості. Завдяки системним та програмним можливостям мікроконтролерної плати ESP32 система також надає можливості відстеження часу інкубації до необхідної фази росту мікроорганізмів у рамках дослідження або технологічного процесу. Апаратна реалізація концепту прототипу була здійсненна завдяки безкоштовному сервісу системи автоматизованого проектування TinkerCAD; програмне забезпечення створено в інтегрованих середовищах розробки Arduino IDE та Visual Studio Code; корпус розроблено у програмному забезпеченні Fusion360. Основними компонентами системи є мікроконтролерна плата ESP32, високоточний цифровий датчик температури AHT10 від ASAIR, аналоговий pH-метр від DFRobot, модуль датчика якості повітря MQ-135, електрохімічний сенсор кисню MIX8410 та фоторезистор. Завдяки здійсненню моніторингу параметрів вирощування мікроорганізмів у реальному часі та передачі даних через підключення до Wi-Fi система полегшує розширений контроль і подальшу оптимізацію культивування. Запропонована у даній статті система моніторингу підкреслює практичне застосування IoT приладах культивування, пропонуючи високу точність і повторюваність результатів для підвищення ефективності процесу культивування мікробіологічних культурThe article describes the creation of a prototype intellectual system for monitoring and optimizing the parameters of microorganisms growing in the laboratory. According to the latest data, as of 2018, there were 27 billion IoT devices in the world, and in just 7 years this number has grown to 75 billion. This technology has already begun to play an important role in the automation of all industries due to the enhanced capabilities of connecting devices via the Internet. Taking this into account, as well as successful examples of IoT integration in the healthcare sector, the question of further implementation of this technologyin the field of microbiology arises. The system proposed in this paper is based on IoT technology and is capable of monitoring and analysing temperature, humidity, acidity, carbon dioxide and oxygen concentration, and illumination. In regardsto the system and software capabilities of the ESP32 microcontroller board, the system also provides the ability to track incubation time to the required phase of microbial growth as part of a study or process. The hardware implementation of the prototype concept was made inthe free service of the TinkerCAD computer-aided design system; the software was created in the integrated development environments Arduino IDE and Visual Studio Code; the case was developed in Fusion360 software. The main components of the system are an ESP32 microcontroller board, an AHT10 high-precision digital temperature sensor from ASAIR, an analog pH meter from DFRobot, an MQ-135 air quality sensor module, a MIX8410 electrochemical oxygen sensor, and a photoresistor. By monitoring microbial cultivation parameters in real time and transmitting data via a Wi-Fi connection to the system, it facilitates advanced control and further optimization of cultivation. The monitoring system proposed in this article emphasizes the practical application of IoT cultivation devices, offering high accuracy and repeatability of results to improve the efficiency of the microbial cultivation process
Портативна система моніторингу розумного освітлення на основі ESP32
Get PDFКваліфікаційна робота включає пояснювальну записку (63 с., 15 рис., 6 табл., список використаної літератури з 18 найменувань, 6 додатків)
Об'єкт розробки – процес автоматичного керування освітленням.
Предмет дослідження — апаратні та програмні засоби для регулювання освітлення на основі сенсорних даних датчиків GY-30 BH1750FVI та TCS34725.
Мета роботи – створення портивної автономної системи освітлення з локальною нейромережею для адаптації яскравості та кольорової температури світла.
У процесі реалізації було проаналізовано існуючі рішення, розроблено технічні вимоги, створено апаратну частину та програмну логіку. Результати тестування підтвердили ефективність адаптації освітлення та потенціал впровадження системи в побутових і комерційних просторах.
Основу системи становить мікроконтролер ESP32, що забезпечує періодичний збір даних з датчиків освітленості та кольорової температури, обробку через вбудовану нейромережу та керування світлодіодним освітленням. Система працює локально, без хмарних сервісів, у режимі зниженого енергоспоживання.
У проєкті реалізовано локальну нейромережу для прогнозу кольорової температури без підключення до хмари, досягнуто точності прогнозування з відхиленням менше 2% та забезпечено стабільну автономну роботу системи без потреби у втручанні користувача протягом усього циклу функціонування.The qualification work includes an explanatory note (63 p., 15 fig., 6 tables, a list of used literature from 18 items, 6 appendices)
The object of development is the process of automatic lighting control.
The subject of research is hardware and software for regulating lighting based on sensor data from GY-30 BH1750FVI and TCS34725 sensors.
The purpose of the work is to create a portable autonomous lighting system with a local neural network for adapting the brightness and color temperature of light.
During the implementation process, existing solutions were analyzed, technical requirements were developed, and hardware and software logic were created. The test results confirmed the effectiveness of lighting adaptation and the potential for the system to be implemented in domestic and commercial spaces.
The system is based on an ESP32 microcontroller, which provides periodic data collection from illumination and color temperature sensors, processing via a built-in neural network, and control of LED lighting. The system operates locally, without cloud services, in a low-power mode.
The project implemented a local neural network for color temperature prediction without a connection to the cloud, achieved prediction accuracy with a deviation of less than 2%, and ensured stable autonomous operation of the system without the need for user intervention throughout the entire operating cycle
Інноваційні підходи до формування методичної культури майбутнього викладача математики в освітньому середовищі університету
Get PDFУ статтi розглянуто актуальнiсть проблеми та роль освiтнього середовища унi верситету у формуваннi методичної культури майбутнього викладача математики. Iнновацiйнi пiдходи до її формування в умовах сучасного освiтнього середовища унiверситету розкрито через використання рiзноманiтних форм i методiв навчання вiдповiдно до виокремлених цiльових завдань
Інтелектуальна система для знайомства з освітньою програмою
Get PDFДипломна робота за темою «Інтелектуальна система для знайомства з освітньою програмою» виконана студентом кафедри інженерії програмного забезпечення в енергетиці НН ІАТЕ Зубовим Андрієм Олександровичем зі спеціальності 121 «Інженерія програмного забезпечення» за освітньо-професійною програмою «Інженерія програмного забезпечення інтелектуальних кібер-фізичних систем в енергетиці» і складається зі: вступу; 5 розділів («Задача розробки інтелектуальної системи для знайомства з освітньою програмою», «Огляд існуючих програмних рішень поставленої задачі», «Засоби розробки програмного продукту», «Опис програмної реалізації інтелектуальної системи для знайомства з освітньою програмою», «Інструкція по роботі з інтелектуальною системою для знайомства з освітньою програмою»), висновків до кожного з цих розділів; загальних висновків; списку використаних джерел, який налічує 7 джерел; 15 рисунків; 2 додатки. Загальний обсяг роботи 66 сторінок.
Актуальність теми: абітурієнти потребують систему з персоналізованим контентом для ознайомлення з освітніми програмами.
Мета роботи і завдання дослідження: розробити інформаційну систему для спрощення пошуку освітніх програм абітурієнтами та оптимізації роботи адміністраторів навчального закладу.
Для досягнення поставленої мети виконано такі завдання: проаналізовано схожі додатки для абітурієнтів та оприлюднені освітні програми, розроблено парсер для автоматизації процесу заповнення бази даних адміністратором, розроблено систему класифікації освітніх матеріалів, створено механізм генерації персоналізованих рекомендацій, розроблено систему швидкого доступу до вподобаних освітніх програм, створено механізм підсвічування дисциплін в яких є обрані користувачем компетентності.
Практичне значення одержаних результатів: система надає абітурієнтам сервіс для ознайомлення з освітніми програмами.Thesis on the topic “Intelligent system for acquaintance with the educational program” was performed by the student of the Department of Software Engineering in Energy of the ER IAE Zubov Andriy Oleksandrovych, specialty 121 “Software Engineering” under the educational and professional program “Software Engineering of Intelligent Cyber-Physical Systems in Energy” and consists of: introduction; 5 sections (“The task of developing an intelligent system for acquaintance with the educational program”, "Review of existing software solutions for the The total volume of the work is 66 pages.
The relevance of the topic: applicants need a system with personalized content to get acquainted with educational programs.
Purpose and objectives of the study: to develop an information system to simplify the search for educational programs by applicants and optimize the work of university administrators.
To achieve this goal, the following tasks were performed: analyzing similar applications for applicants and published educational programs, developing a parser to automate the process of filling out the database by the administrator, developing a system for classifying educational materials, creating a mechanism for generating personalized recommendations, developing a system for quick access to favorite educational programs, creating a mechanism for highlighting disciplines that have user-selected competencies.
Practical significance of the results: the system provides applicants with a service for familiarization with educational programs
Розробка біоінженерних засобів магнітної нанотераностики експериментальної злоякісної пухлини
Get PDFОрел В.Б. Розробка біоінженерних засобів магнітної нанотераностики експериментальної злоякісної пухлини. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 163 – Біомедична інженерія. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025.
Актуальність теми дослідження. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, у світі щороку виявляється близько 20 мільйонів нових випадків злоякісних новоутворень, з яких 9,7 мільйонів випадків є летальними. За даними Національного канцер-реєстру України, загальна кількість випадків онкологічного захворювання сягнула понад 106 тисяч за 2022 рік, а частка хворих, що не прожили одного року, з числа вперше виявлених перевищила 23%. Найбільша частка у нозологічній структурі зареєстрованих випадків у жінок припадає на злоякісні новоутворення грудної залози, з якими пов’язано майже 15% усіх смертей від злоякісних новоутворень. Результати попередніх досліджень вказують на вищі показники відповіді пухлини на лікування та виживаності у пацієнтів зі злоякісною пухлиною грудної залози після хіміотерапії у комбінації з регіональною індукційною помірною гіпертермією ( 42 °C), ніж у тих, хто отримував лише хіміотерапію. Індукційна гіпертермія використовується для лікування відносно невеликих цільових об’ємів, таких як первинна пухлина, група регіонарних лімфатичних вузлів або солітарний віддалений метастаз. Однак обмеження цього підходу все ще залишаються пов’язаними з локальним впливом на пухлину, гетерогенністю, притаманною злоякісним пухлинам, і побічними ефектами підвищення температури у навколишніх тканинах. Використання магнітних наночастинок у комбінації з індукційною помірною гіпертермією охоплює широкий спектр застосувань для поєднання діагностики та лікування – тераностики злоякісних новоутворень. Магнітні наночастинки, доставлені до пухлини під впливом постійних магнітних полів, підвищують контрастність медичного зображення завдяки різниці в інтенсивності сигналу при магнітно-резонансній томографії, ехогенності й жорсткості при ультразвуковому дослідженні, рентген-щільності при рентгенівській візуалізації між зоною інтересу пухлини та навколишніми тканинами, а також таргетно ініціюють протипухлинний вплив на злоякісні клітини за рахунок магніто-механохімічних і теплових ефектів під дією постійного магнітного та електромагнітного полів. При цьому, цільова температура, необхідна для протипухлинного впливу при індукційній помірній гіпертермії з магнітними наночастинками, є близькою до значення больового порогу, спричиненого нагріванням м’яких тканин у грудній клітці людини. Дослідження зосереджені на комбінації магніто-механохімічних і теплових ефектів демонструють перспективу для подальшої трансляції у клінічне застосування. Сили, які створюють магнітні наночастинки під дією постійного магнітного поля, є значно меншими за компресійну силу під час мамографії, що викликає біль у жінок, проте цих сил достатньо для впливу на злоякісні клітини. Персоналізоване планування індукційної помірної гіпертермії з магнітними наночастинками для кожного пацієнта вимагає визначення розподілу магнітних наночастинок та біомеханічних параметрів пухлини. Водночас відомі біоінженерні засоби достатньо обмежені щодо можливості персоналізації магніто-механохімічних ефектів у злоякісних пухлинах, що призводить до звуження області використання магнітної нанотераностики злоякісних новоутворень. Метою роботи було обґрунтувати та розробити біоінженерні засоби з магнітними наночастинками для реалізації протипухлинного впливу і радіологічної візуалізації експериментальної злоякісної пухлини. Для досягнення поставленої мети було вирішено наступні завдання. 1. Проаналізувати наукову та патентну літературу щодо магнітомеханохімічних ефектів, ініційованих впливом магнітних наночастинок з електромагнітним опроміненням, і радіологічної візуалізації злоякісних пухлин. 2. Розробити дизайн пристрою для реєстрації та дослідити механолюмінесценцію злоякісних клітин, ініційовану впливом магнітних наночастинок і ротаційного магнітного поля. 3. Розробити дизайн тканинноеквівалентного фантома грудної залози, провести його радіологічну візуалізацію та текстурний аналіз отриманих зображень для персоналізованого планування індукційної помірної гіпертермії з постійним магнітним полем і магнітними наночастинками. 4. Дослідити комбінований вплив індукційної помірної гіпертермії, постійного магнітного поля з застосуванням магнітно-дипольного аплікатора та магнітних наночастинок на радіологічну візуалізацію, текстурні параметри отриманих зображень, редокс-стан і кінетику росту експериментальної моделі злоякісної пухлини. Наукова новизна отриманих результатів. Уперше розроблено пристрій та проведено реєстрацію ініційованої впливом магнітних наночастинок і ротаційного магнітного поля механолюмінесценції злоякісних клітин карциносаркоми грудної залози Уокер-256 у рідкому середовищі. Уперше розроблено фантом грудної залози зі злоякісними клітинами аденокарциноми грудної залози MCF-7 для персоналізації планування індукційної помірної гіпертермії з постійним магнітним полем та магнітними наночастинками, проведено його радіологічну візуалізацію із застосуванням текстурного аналізу розподілу кластерів магнітних наночастинок на отриманих зображеннях. Уперше досліджено вплив магнітних наночастинок на основі оксиду заліза і золота, навантажених протипухлинним препаратом доксорубіцином, у комбінації з магнітно-дипольним аплікатором для індукційної помірної гіпертермії на радіологічну візуалізацію, текстурні параметри, рівні убісеміхінону, супероксидного радикала, оксиду азоту та кінетику росту карциносаркоми Уокер-256. Отримані результати доповнюють сучасні біоінженерні рішення щодо персоналізації магніто-механохімічного ефекту магнітних наночастинок під впливом електромагнітного опромінення при тераностиці злоякісних пухлин. Практичне значення отриманих результатів. Оцінка механолюмінесценції з використанням запропонованого пристрою може слугувати додатковим кількісним параметром магніто-механохімічного ефекту в злоякісних клітинах при магнітній нанотераностиці для покращення точності медичної діагностики й терапії. Запропонована конструкція фантома може бути використана для планування індукційної помірної гіпертермії злоякісних новоутворень грудної залози, де магнітні наночастинки слугують маркером на рентгенівських та ультразвукових зображеннях і водночас локалізатором для впливу електромагнітного опромінення. Результати проведених експериментальних досліджень свідчать, що вплив магнітних наночастинок на основі оксиду заліза та постійного магнітного поля з застосованим магнітно-дипольним аплікатором призводив до зниження величини модуля Юнга пухлини у 2,7 раза при ультразвуковій візуалізації, більш виражених некротичних змін та інгібування кінетики росту карциносаркоми Уокер-256 на 17% у експоненціальній фазі, порівняно з впливом магнітних наночастинок (p < 0,05). Вплив магнітних наночастинок на основі оксиду заліза і золота, навантажених протипухлинним препаратом доксорубіцином, у комбінації з магнітно-дипольним аплікатором для індукційної помірної гіпертермії ініціював збільшення в 1,6 раза медіани інтенсивності та менше абсолютне значення коефіцієнта асиметрії зони інтересу пухлини при магнітно-резонансній візуалізації, підвищення рівнів супероксидного радикала в 1,4 раза, убісеміхінону – у 2,1 раза, зниження рівня вільного радикала оксиду азоту в 1,2 раза та на 14% більш виражене інгібування кінетики росту карциносаркоми Уокер-256 у термінальній фазі, ніж самостійна дія офіцинального доксорубіцину (p < 0,05). Розроблені біоінженерні засоби з магнітними нанокомпозитами використано для технології нанотераностики в лабораторії електронно-променевої нанотехнології неорганічних матеріалів для медицини Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України та у викладанні дисциплін “Біофізика” та “Радіаційна безпека і дозиметрія” для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти спеціальностей 163 – Біомедична інженерія та 122 – Комп’ютерні науки на факультеті біомедичної інженерії Національного технічного університету України «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Основні положення роботи викладено у 20 наукових працях, у тому числі у 5 статтях, включених до міжнародних наукометричних баз даних Scopus та Web of Science, в 1 статті у науковому фаховому виданні України у галузі біомедичної інженерії, в 1 статті у науковому фаховому виданні України у галузі медичних наук, у 2 патентах України та в 11 тезах конгресів, з’їздів, наукових конференцій. Перший розділ дисертаційної роботи «Аналітичний огляд літератури» наводить аналіз наукової та патентної літератури щодо обґрунтування використання магнітних наночастинок для протипухлинного впливу на основі магніто-механохімічного та теплового ефектів при електромагнітному опроміненні і методів радіологічної візуалізації злоякісних пухлин. Другий розділ дисертаційної роботи «Матеріали та методи» включає опис дизайну дослідження, характеристик використаних матеріалів, об’єктів дослідження, запропонованої конструкції та застосування пристрою для реєстрації механолюмінесценції, ініційованої магнітними наночастинками і ротаційним магнітним полем у біологічних об’єктах, розробленого фантома грудної залози та використаного магнітно-дипольного аплікатора для персоналізації індукційної помірної гіпертермії з магнітними наночастинками і постійним магнітним полем. Описано використані методи медичної радіологічної візуалізації (рентгенівський цифровий томосинтез, ультразвукова еластографія, рентгенівська комп’ютерна та магнітно-резонансна томографія) і текстурного аналізу отриманих зображень. Третій розділ дисертаційної роботи «Реєстрація механолюмінесценції злоякісних клітин» містить порівняння спонтанної хемілюмінесценції та механолюмінесценції, ініційованої ротаційним магнітним полем клітин карциносаркоми Уокер-256 з магнітними наночастинками. Четвертий розділ дисертаційної роботи «Протипухлинний вплив індукційної помірної гіпертермії з постійним магнітним полем і магнітними наночастинками та радіологічна візуалізація фантома грудної залози» представляє результати аналізу рентгенівських цифрових томосинтетичних зображень та ультразвукових еластограм фантома грудної залози, а також впливу індукційної помірної гіпертермії з постійним магнітним полем і магнітними наночастинками на життєздатність злоякісних клітин аденокарциноми грудної залози людини лінії MCF-7. П’ятий розділ дисертаційної роботи «Протипухлинний вплив індукційної помірної гіпертермії з постійним магнітним полем і магнітними наночастинками та радіологічна візуалізація карциносаркоми Уокер-256» відображає результати аналізу ультразвукових еластограм, магнітно-резонансних томографічних зображень і впливу індукційної помірної гіпертермії з використанням магнітнодипольного аплікатора та магнітними наночастинками на редокс-стан, кінетику росту і морфологічні зміни експериментальної моделі злоякісної пухлини карциносаркоми Уокер-256.Orel V.B. Design of bioengineering devices for cancer magnetic nanotheranostics in experimental models of a malignant tumour. – Qualification scientific work in manuscript form. Thesis submitted for the scientific degree of Doctor of Philosophy in speciality 163 – Biomedical Engineering. National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2025.
Relevance of research. According to the World Health Organization, an estimated 20 million new cancer cases are diagnosed globally each year, alongside 9.7 million related deaths. Data from the National Cancer Registry of Ukraine indicates that the total number of cancer cases exceeded 106,000 in 2022, with over 23% of newly diagnosed patients not reaching one-year survival. Amongst women, the largest proportion of cases was attributed to breast cancer, accounting for nearly 15% of all cancer-related deaths. Results from previous clinical trials have shown higher response and survival rates in patients with breast cancer after receiving chemotherapy combined with regional inductive moderate hyperthermia ( 42 C) than in those given chemotherapy alone. Inductive hyperthermia is used for relatively small target volumes, such as a primary tumour, group of regional lymph nodes, or solitary metastasis. However, limitations to this approach are associated with the targeted drug delivery, inherent heterogeneity of malignant tumours, and appreciable rises in the temperature of the surrounding tissues. The application of inductive moderate hyperthermia with magnetic nanoparticles offers a theranostic approach that combines cancer diagnostics and therapeutics into a single platform. When magnetic nanoparticles are delivered to the tumour under the influence of stationary magnetic fields, they enhance the contrast in medical images due to differences in signal intensity on magnetic resonance imaging, differences in echogenicity and stiffness on ultrasound imaging, or differences in radiodensity on medical X-ray imaging between the tumour and the surrounding tissues. At the same time, magnetic nanoparticles initiate magneto-mechanochemical and thermal effects on cancer cells in response to stationary magnetic and electromagnetic fields. Nevertheless, the target temperature required to cause cancer cell damage and death is close to the heat pain threshold in soft tissues of the human chest. Combining the magneto-mechanochemical and thermal effects is promising for clinical translation, as the compression force during mammographic examinations, which causes pain in women, greatly exceeds the forces needed to affect tumour cells. Personalised treatment planning involves determining the magnetic nanoparticle clustering patterns and biomechanical properties of the tumour for each patient. Yet previously designed bioengineering devices lacked the ability to personalise the magneto-mechanochemical effects initiated in malignant tumours, thereby limiting progress in translating cancer magnetic nanotheranostics into clinical practice. This thesis aims to justify and develop designs for biomedical devices with magnetic nanoparticles to initiate antitumor effects and enable radiological visualisation of an experimental malignant tumour. To achieve the aim, this work addressed the following tasks. 1. Survey the research and patent literature on magneto-mechanochemical effects initiated by magnetic nanoparticles under the influence of electromagnetic irradiation, as well as radiological visualisation of malignant tumours. 2. Develop a device design for detecting and studying mechanoluminescence in cancer cells initiated by magnetic nanoparticles and a rotating magnetic field. 3. Develop a breast-mimicking phantom design and analyse texture parameters in acquired radiology images for personalised planning of inductive moderate hyperthermia with a stationary magnetic field and magnetic nanoparticles. 4. Investigate the combined effect of inductive moderate hyperthermia, stationary magnetic field using a magnetic-dipole applicator and magnetic nanoparticles on radiological visualisation, texture parameters of acquired tumour images, redox state and growth kinetics. Research originality. This research proposes a new experimental design for a mechanoluminescence detection device that analyses liquid samples containing Walker256 breast carcinosarcoma cells with the medium by using magnetic nanoparticles in response to a rotating magnetic field. The developed breast-mimicking phantom design with MCF-7 human breast adenocarcinoma cells for personalised planning of inductive moderate hyperthermia combined with a stationary magnetic field and magnetic nanoparticles has enabled radiological visualisation and texture analysis of nanoparticle clustering patterns in acquired images. This work investigates the effects of inductive moderate hyperthermia using a magnetic-dipole applicator in combination with Fe3O4- Au magnetic nanoparticles loaded with antitumour drug doxorubicin on radiological visualisation, texture parameters, as well as superoxide radical, ubisemiquinone, nitric oxide levels, and Walker-256 carcinosarcoma growth kinetics. These results contribute to personalising magneto-mechanochemical effects initiated by magnetic nanoparticles under the influence of electromagnetic irradiation for cancer theranostics. Practical implications. Mechanoluminescence signals measured using the developed device can provide additional quantitative information about the magnetomechanochemical effect on tumour cells, improving the accuracy of medical diagnosis and treatment. The proposed phantom design can be utilised in inductive moderate hyperthermia planning for breast tumours with magnetic nanoparticles serving both as a marker on X-ray and ultrasound imaging as well as a localiser for electromagnetic irradiation. The results obtained indicate that a combination of iron oxide magnetic nanoparticles, a stationary magnetic field and a magnetic-dipole applicator led to a 17% inhibition of Walker-256 carcinosarcoma growth kinetics in the exponential phase and a 2.7-fold decrease in Young’s modulus, as measured by ultrasound elastography, as well as more pronounced necrotic changes, compared to magnetic nanoparticles alone (p < 0.05). Furthermore, the combined action of inductive moderate hyperthermia with a magnetic-dipole applicator and doxorubicin-loaded Fe3O4-Au magnetic nanoparticles caused a 1.4-fold increase in superoxide radical level, a 2.1-fold increase in ubisemiquinone level, a 1.2-fold decrease in nitric oxide level and a 14% more pronounced inhibitory effect on Walker-256 carcinosarcoma growth kinetics in the terminal phase than conventional doxorubicin (p < 0.05). The developed bioengineering devices with magnetic nanocomposites have been used for nanotheranostic technology in the Laboratory of electron-beam nanotechnology of inorganic materials for medicine at E.O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, as well as in the teaching of the courses “Biophysics” and “Radiation Protection and Dosimetry” for students obtaining the first (bachelor) level of higher education in speciality 163 – Biomedical Engineering and 122 – Computer Science at the Faculty of Biomedical Engineering, Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. The main findings of this thesis are reflected in 20 research publications, including 5 research articles indexed in Scopus and Web of Science, 1 research article in a specialised scientific journal in the field of biomedical engineering, 1 research article in a specialised scientific journal in the field of medical sciences, 2 Ukrainian patents, and 11 abstracts from congresses, symposia, and scientific conferences. Chapter 1 “Literature review” surveys the scientific and patent literature on applications of magnetic nanoparticles for cancer treatment based on the magnetomechanochemical and thermal effects caused by electromagnetic irradiation as well as techniques in radiological visualisation of malignant tumours. Chapter 2 “Materials and methods” outlines the design of the studies conducted, as well as the characteristics of the materials used and study objects. It details the proposed designs and utilisation of a device for initiating mechanoluminescence by magnetic nanoparticles and a rotating magnetic field in biological objects, a breast phantom and an employed magnetic-dipole applicator for personalised inductive moderate hyperthermia with magnetic nanoparticles and a stationary magnetic field. This chapter also describes radiological visualisation techniques, including digital breast tomosynthesis, ultrasound elastography, computed tomography and magnetic resonance imaging, and texture analysis methods applied to the acquired images in this work. Chapter 3 “Detection of mechanoluminescence in cancer cells” compares spontaneous chemiluminescence signals and mechanoluminescence signals initiated by a rotating magnetic field in Walker-256 carcinosarcoma cells with magnetic nanocomposite using the proposed device. Chapter 4 “Antitumour effect of inductive moderate hyperthermia using stationary magnetic field with magnetic nanoparticles and radiological visualisation of breast phantom” presents image analysis results from digital breast tomosynthesis and ultrasound elastography of the designed phantom. It also includes cell viability tests of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells in response to inductive moderate hyperthermia combined with a stationary magnetic field and magnetic nanoparticles. Chapter 5 “Antitumour effect of inductive moderate hyperthermia using stationary magnetic field with magnetic nanoparticles and radiological visualisation of Walker-256 carcinosarcoma” provides the results from ultrasound elastography and magnetic resonance imaging analyses. It also compares changes in Walker-256 carcinosarcoma redox state, growth kinetics and morphological features under the influence of inductive moderate hyperthermia using a magnetic-dipole applicator and magnetic nanoparticles
3D-модель реверсивного протеза плечового суглоба
Get PDFАктуальність роботи. Кількість пацієнтів, які потребують реверсивного ендопротезування плеча, зростає через травми, хвороби та бойові поранення. Сучасні імплантати з дорогих сплавів часто мають надмірну вагу, що посилює інерційні сили, спричиняє стрес-шилдінг і прискорює зношення вкладишів. Це погіршує результати лікування та підвищує вартість виробу. Тому, оптимізація протеза з урахуванням динаміки навантажень через полегшену топологію, зміну геометрії шийки та впровадження порожнистих структур має не лише медичну, а й економічну доцільність.
Мета дипломної роботи: оптимізувати конструкцію протеза плечового суглоба з урахуванням динамічних навантажень.
Для досягнення мети поставлено наступні задачі:
1. Огляд літератури за тематикою.
2. Аналіз існуючих моделей протезів плечового суглоба.
3. Підбір матеріалів для моделі протеза.
4. Створення проекційних креслень моделі протеза.
5. Побудова 3D-моделі протеза у програмному середовищі SolidWorks.
6. Дослідження конструкції протеза на навантаження.Relevance of the work: The number of patients requiring reverse shoulder arthroplasty is increasing due to injuries, diseases, and combat wounds. Modern implants made of expensive alloys are often overweight, which increases inertial forces, causes stress shielding, and accelerates wear of the inserts. This worsens treatment outcomes and increases the cost of the product. Therefore, optimizing the prosthesis to account for load dynamics through lightweight topology, changing the geometry of the neck, and introducing hollow structures is not only medically but also economically feasible.
The purpose of the thesis: to optimize the design of the shoulder joint prosthesis, taking into account dynamic loads.
To achieve this goal the following tasks are set:
1. Review of the literature by topic.
2. Analysis of existing shoulder joint prosthesis models.
3. Selection of materials for the prosthesis model.
4. Creation of projection drawings of the prosthesis model.
5. Construction of a 3D model of the prosthesis in the SolidWorks software environment.
6. Testing the prosthesis design for load
Моделювання ігрових стратегій поведінки підприємства на ринку ІТ-продуктів
Get PDFДипломна робота першого (бакалаврського) рівня вищої освіти на тему: «Моделювання ігрових стратегій поведінки підприємства на ринку ІТ-продуктів» містить 100 сторінок, 22 таблиці, 3 рисунки, 4 додатки. Перелік посилань нараховує 30 найменувань.
Метою роботи є розгляд теоретичних засад та побудова економіко математичної моделі ігрової взаємодії підприємств у сфері ІТ-продуктів та формування на її основі гарантованих стратегій поведінки. Об'єктом дипломної роботи є процес прийняття стратегічних рішень ІТ компаніями в умовах конкурентної взаємодії. Предмет дипломної роботи виступають теоретичні засади та методи моделювання ігрових стратегій підприємств на ринку ІТ-продуктів та їх практична реалізація з метою оптимізації ринкової поведінки. Методи дослідження. Для дослідження застосовано положення теорії ігор; для постановки економічно-математичної моделі використано метод гарантованих
стратегій, метод рівноваги за Нешем, а також аналітичний підхід до оцінки ефективності стратегій. Результатом дипломної роботи є розробка та практичне застосування ігрових моделей для аналізу стратегій чотирьох ІТ-підприємств. Визначено гарантовану рівновагу, максимально можливу рівновагу та рівновагу за Нешем, що надає практичні рекомендації для оптимізації їхньої конкурентної поведінки на ринку. Рекомендації щодо використання результатів роботи. Результати роботи та надані рекомендації дозволяють ІТ-компаніям передбачати раціональні дії своїх конкурентів, які, ймовірно, також прагнутимуть до своїх рівноважних обсягів. Це покращує якість бізнес-прогнозування та дозволяє завчасно розробляти адаптивні стратегії.Thesis of the first (bachelor's) level of higher education on «Modeling Game Strategies of Enterprise Behavior in the IT Product Market» contains 86 pages, 22 tables, 3 figures, the list of links contains 4 items. The purpose of the work is to build an economic and mathematical model of game interaction of enterprises in the field of IT products and to formulate guaranteed behavioral strategies on its basis. The object of the work is the process of strategic decision-making by IT companies in the context of competitive interaction. The subject of the work - the methods of modeling the game strategies of enterprises in the IT market and their practical implementation in order to optimize market behavior. Research methods. The research is based on the provisions of game theory; the method of guaranteed strategies, the Nash equilibrium method, as well as an analytical approach to evaluating the effectiveness of strategies were used to formulate an economic and mathematical model. Results of work is the development and practical application of game models for analyzing the strategies of four IT enterprises. The guaranteed equilibrium, maximum possible equilibrium, and Nash equilibrium are determined, which provides practical recommendations for optimizing their competitive behavior in the market. Recommendations for the use of work results. The results of the work and the recommendations provided allow IT companies to anticipate the rational actions of their competitors, who are likely to also strive for their equilibrium volumes. This improves the quality of business forecasting and allows for the development of adaptive strategies in advance