Цель исследования. Лучевая диагностика занимает центральное место в выявлении злокачественных новообразований. В последнее время реализация скрининговых программ сталкивается с рядом препятствий, включая кадровый дефицит и ограниченное финансирование. Внедрение систем на базе искусственного интеллекта (ИИ), способных к абсолютно точной сортировке исследований по двум категориям – «норма» и «не норма», представляется перспективным решением указанных проблем. Однако, прежде чем их широко применять, критически важно удостовериться в их способности гарантировать безопасность и высокое качество процесса скрининга. Цель исследования – оценить возможность применения автономной сортировки результатов маммографических исследований в реальных клинических условиях.

Методы. Исследование выполнено в 2 этапа. На первом ретроспективно проанализировано 25 892 маммографических исследования, обработанных ИИ-сервисом. Проведен ROC-анализ этих результатов с целью оценки возможности его настройки ИИ-сервиса на чувствительность 100%. На проспективном этапе анализировались результаты 82 372 маммографий. Все исследования были обработаны ИИ-сервисами, настроенными на чувствительность 100%. В задачи ИИ-сервисов входила сортировка результатов маммографии на категории «норма» и «не норма». Далее было выполнено сопоставление решений ИИ-сервисов и врачей-рентгенологов о категорировании.

Результаты. По результатам ретроспективного исследования при настройке ИИ-сервиса на 100% чувствительность специфичность составила 39%. В ходе проспективного исследования удельный вес дефектов (ложных отнесений результатов исследований к категории «норма») составил 0,08 %, удельный вес клинически значимых дефектов ИИ-сервисов – 0,02%, что существенно ниже, чем у врача-рентгенолога.

Заключение. Применение автономной сортировки результатов маммографических исследований в клинической практике возможно с целью оптимизации диагностического процесса при проведении профилактических мероприятий, а также при условии мониторинга качества работы технологий искусственного интеллекта.

Цель исследований заключается в разработке алгоритма интеллектуальной обработки для классификации текстовой информации. Поскольку количество информации растет каждый день, необходимо быстро и качественно отделять значимое от второстепенного содержимого. Поэтому разработка алгоритма интеллектуальной обработки для классификации текстовой информации является актуальной задачей.

Методы. Предложен метод для классификации текстовой информации, представленной на одном или нескольких естественных языках. В его основу входит 5 ключевых стадий: ввод задания, накопление очереди задач, обработка задачи, формирование результата обработки задания, вывод результата. Входное задание представлено в виде HTTP-запроса, в теле которого хранится объект файла. Если интенсивность входного потока больше скорости обработки, то происходит накопление задач. После выбора активного задания (по принципу FIFO) происходит его обработка. В результате преобразований происходит декодирование принятых данных в строку, используя кодировку UTF-8. Под обработкой понимается процесс рубрикации, когда происходит поиск шаблонов в строке. По завершению рубрикации происходит формирование результата по выбранному заданию. Из накопленного результата формируется ответ на исходный HTTP-запрос, в теле которого находится список найденных рубрик.

Результаты. Разработан метод и алгоритм обработки текстовых данных, позволяющие определить тематики, которые присутствуют во входном наборе данных. Алгоритм, реализованный программно, позволяет работать с текстовыми данными на различных языках.

Заключение. Программная разработка алгоритма классификации текстовых данных была выполнена на языке программирования C++ с использованием библиотек Qt версии 5.11. Данная реализация показала пропускную способность 1-5 Мб в секунду (на однородном входном текстовом наборе данных). Алгоритм позволяет корректно обрабатывать поврежденные форматы файлов.

Цель работы заключается в формировании всестороннего понимания того, как математические модели применяются для интерпретации сложной динамики, связанной с распределением, метаболизмом и выведением лекарств в организме человека. Использование математических моделей для прогнозирования необходимой дозы назначений лекарственных препаратов и установления его эффективности означает изменение парадигмы в области фармакологии. 

Методы, использованные в данном исследовании, были направлены на выявление и аналитический обзор статей, соответствующих целям исследования. Публикации, включенные в анализ, были подвергнуты анализу и извлечению данных, сосредоточив внимание на ключевой информации, такой как используемая методология математического моделирования, точные прогнозируемые эффекты лечения, изучаемые популяции, долгосрочные прогностические эффекты и оценка применения различных режимов дозирования препаратов.

Результаты. Всего было проанализировано 12 публикаций, в которых использовались четыре различные методологии: модели с воздействием нескольких различных состояний; модели, учитывающие возникновение разнообразных дискретных событий; модели, основанные на воздействии информативных признаков с учетом физиологии индивидов, а также модели выживания и обобщенные линейные модели. 

Заключение. Проведенное исследование текущего состояния математического моделирования в медицинских исследованиях с целью сравнительной эффективности предназначено для практикующих научных работников и врачей при проведении дальнейших исследований и внедрении инноваций. Несмотря на существование проблем, потенциальное влияние этих моделей направлено на преодоление разрыва между контролируемой клинической средой и реальным контекстом здравоохранения неоспоримо. Применение математических методов моделирования для прогнозирования дозировки лекарственных средств позволит повысить качество и эффективность персонифицированных медицинских назначений в ближайшие годы.

Цель исследования. Актуальной проблемой в системах голосования является непредотвращение мошенничества и необеспечение честности выборов. Поэтому актуальна задача построения системы безопасных и прозрачных голосований.

Цель исследования – спроектировать и разработать информационно-вычислительную систему на основе смарт-контактов для проведения онлайн-голосований.

Методы. Представленная система имеет вид децентрализованной системы, которая может преодолеть ряд ограничений, таких как вероятность человеческой ошибки, фальсификации результатов голосования и проблемы с доступностью, используя технологию блокчейн, которая обеспечивает защиту от несанкционированного доступа и прозрачное ведение записей. 

Использование технологии смарт-контрактов также гарантирует, что процесс голосования будет автоматизированным, прозрачным и безопасным. Благодаря возможности выполнять самовыполняющиеся контракты на основе предопределенных правил, смарт-контракты могут устранить необходимость в посредниках, снизить вероятность ошибок и обеспечить высокую степень подотчетности. 

Результаты. Для того чтобы оценить эффективность разработанной системы, было проведено тестирование, после чего произведен сравнительный анализ с другими аналогичными системами.

Система может гарантировать, что голоса подсчитаны точно, и ими нельзя манипулировать, тем самым повышая доверие к результатам процесса голосования. Кроме того, система потенциально может снизить затраты, связанные с традиционными методами голосования, и улучшить доступность для избирателей, поскольку к ней можно получить удаленный доступ через веб-интерфейс. 

В целом система будет интересна различным организациям и частным лицам, стремящимся провести безопасные и прозрачные процессы голосования.

Заключение. Использование данного программного продукта обеспечит безопасность и удобство при участии в различных онлайн-голосованиях, надежное хранение голосов избирателей и предоставление детальной статистики по проведенным голосованиям.

Цель исследования – разработка метода определения влияния дестабилизирующих факторов в нерекурсивных цифровых фильтрах частотной селекции на целевую функцию многокритериального структурнопараметрического синтеза средств радиосвязи с полезной нагрузки авиационных робототехнических устройств.

Методы. При проведении исследований получены математические выражения зависимости вероятности ошибки на бит (BER) от среднего отношения сигнал-шум при прохождении сигналов через симметричные нерекурсивные цифровые фильтры с квадратурной амплитудной модуляцией позиционностью не более 4096, неравномерностями сигнального созвездия не более 5. Полученные результаты необходимы для выполнения многокритериального синтеза радиосистем, адаптивных к когнитивно сформированному полётному заданию. 

Результаты. В ходе проведенных исследований: 1) продемонстрирована математическая модель структурно-параметрического синтеза средств радиосвязи с авиационными робототехническими устройства, в основу которой положены критерии минимизации: электронно-вычислительных ресурсов при заданной помехоустойчивости; излучения вне полосы рабочих частот; пик-фактора сигналов; действия узкополосных, широкополосных и структурных помех в радиоканале при заданной пропускной способности; использования структурно-функциональных узлов, характерных для существующей информационно-коммуникационной среды; 2) выявлена аналитическая зависимость влияния параметров одного из нескольких структурно-функциональных узлов (цифровых фильтров частотной селекции) на критерии синтеза средств связи. Рассмотрены аппроксимирующие функции вида – Кайзера, Тьюки, Барлетта-Хана, Чебышева. Показано влияние порядка фильтра на эквивалент энергетического проигрыша в информационных линиях связи авиационных робототехнических устройств.

Заключение. Представлен метод определения влияния неравномерности АЧХ симметричного нерекурсивного цифрового фильтра в устройствах приёма и обработки радиосигналов многокритериальных средств связи с полезной нагрузкой авиационных робототехнических устройств. Предложенный подход повышает достоверность определения значений критериев минимизации электронно-вычислительных ресурсов при заданной помехоустойчивости, излучения вне рабочей полосы частот, а также использования структурнофункциональных узлов, характерных для существующей информационно-коммуникационной среды.

Цель исследования – оценка совместного и раздельного влияния линейных и угловых отклонений БЛА от траектории прямолинейного горизонтального полёта на изменение параллаксов изображений подстилающей поверхности.

Методы. Получение количественных оценок основано на исследовании чувствительности модели, описывающей функциональную связь между параметрами отклонений БЛА от заданной траектории и изменениями продольных и поперечных параллаксов перекрывающихся изображений подстилающей поверхности, обусловленными этими отклонениями. 

Результаты. Разность продольных параллаксов в условиях отсутствия линейных девиаций БЛА независимо от знака ординаты точки в зоне перекрытия всегда положительна и с ростом уровня угловых девиаций возрастает, а поперечных – отрицательна и уменьшается, причём величина первой в три раза больше, чем второй. Разность поперечных параллаксов в условиях отсутствия угловых девиаций БЛА при положительной ординате точке в зоне перекрытия положительна, а продольных – отрицательна, а при отрицательной ординате – наоборот. При этом независимо от знака ординаты точки в зоне перекрытия с ростом уровня линейных девиаций БЛА первая возрастает, вторая – убывает, а величина первой в четыре раза больше, чем второй.

Заключение. Величина разностей параллаксов зависит от уровней линейных и угловых девиаций БЛА, возникших в момент регистрации наклонного снимка, а знак – от знака ординаты соответственной точки в зоне перекрытия второй пары снимков. При этом разность продольных параллаксов всегда прямо пропорциональна уровню угловых девиаций и обратно пропорциональна уровню линейных девиаций, а поперечных параллаксов – прямо пропорциональна уровню угловых девиаций при отрицательных значениях ординаты точки и обратно пропорциональна при её положительных значениях.

Цель исследования – анализ эффективности применения нейросетевой архитектуры U-net в системах поддержки принятия врачебных решений для диагностики глиомы, а также сегментации пораженных ею областей головного мозга на МРТ-снимках.

Методы. Для проведения экспериментальных исследований был сформирован набор данных для обучения и проведена нормализация данных. Выполнена программная реализация нейросетевой архитектуры U-Net с применением фреймворка Keras на языке программирования Python. Проведено обучение нейросетевой модели.

Результаты. Проведен ряд экспериментов, в ходе которых были получены матрицы ошибок и классификации, проведена оценка эффективности классификации, обученной нейросетевой модели по классам «Опухоль» и «Без опухоли» с помощью таких метрик, как Recall, Precision и F1-мера, проведена оценка качества сегментации пораженных глиомой областей на тестовом наборе данных. Качество сегментации оценивалось с использованием метрики IoU, отражающей отношения площадей ограничительных рамок и применяемой для оценки точности пространственного соответствия предсказанных сегментированных областей, выделенных на масках. Исходя из результатов тестирования нейросетевой модели при решении задачи сегментации областей головного мозга, пораженных глиомой, было получено среднее значение метрики IoU, равное 0,812, что является приемлемым результатом.

Заключение. Результаты тестирования показали, что нейросетевая модель на основе архитектуры  U-net способна эффективно диагностировать наличие глиомы с приемлемыми значениями метрик качества классификации и сегментации, что указывает на возможность применения данной нейросетевой модели в системах поддержки принятия врачебных решений для диагностики глиомы, а также ее сегментации на МРТ-снимках. Однако целесообразной является доработка данной нейросетевой модели для уменьшения числа ложноотрицательных результатов классификации, что является критически важным в медицинской диагностике.

Цель исследования. Отечественные и зарубежные исследования доказали, что злокачественные опухоли молочной железы имеют значительно отличающийся импеданс от нормальных тканей. Однако биоимпедансный анализ имеет ограничения в разрешающей способности, а также в несовершенстве моделей биоимпеданса, необходимых для формирования входных векторов для систем машинного обучения. 

Методы. В представленном исследовании предложен мультимодальный классификатор, сырые данные для которого получают посредством матрицы электродов. Он также имеет три канала обработки результатов биоимпедансного анализа, с последующей агрегацией их решений. Предложена импедансная модель биоматериала, позволяющая формировать дескрипторы для классификаторов медицинского риска.

Результаты. Разработаны аппаратно-программные средства для биоимпедансных исследований, которые включают устройство сбора данных для биоимпедансной спектроскопии на основе электродной матрицы, устройство связи с объектом исследования и устройство для спектроскопии биоимпеданса посредством матрицы электродов. Программные средства включают интерфейсные окна для настройки программы биоимпедансных исследований и обучения и тестирования полносвязных нейронных сетей. Проведены экспериментальное исследование мультимодального классификатора на физической модели с использованием включений большей проводимости (имитация опухоли) различных типов и размеров в диапазоне проводимости от 1,1 до 1,9 от фоновой. На основе полученных изображений в двухуровневой нейронной сети первого канала определялся интегральный риск рака молочной железы по всем пикселям изображения. Статистические исследования (ROC-анализ) показали достаточную для скринингового метода чувствительность и специфичность – >0,75.

Заключение. Таким образом, создана новая модель интеллектуальной поддержки принятия врачебных решений, интегрирующая возможности спектроскопии биоимпеданса, сверточных нейронных сетей и экспертного оценивания изображений, формируемых посредством биоимпедансного картирования. Однако современные данные, подтверждающие возможность разделения доброкачественных и злокачественных опухолей молочной железы с помощью методов биоимпедансометрии, весьма ограничены, что требует проведения дальнейших исследований в этом направлении. 

Цель исследования. БПЛА получили широкое распространение в  таких сферах деятельности, как военная, разведывательная, исследовательская. Как следствие, остро стоит вопрос их применения в условиях радиоэлектронной борьбы, наличия различных помех как техногенного характера, так и естественного.

Таким образом, возрастает необходимость навигации БПЛА по визуальным данным.  

Цель – исследование основных негативных факторов, влияющих на качество изображений аэрофотосъемки, и методов их устранения для построения корректного ортофотоплана для визуальной навигации БПЛА.

Методы. Предложены математические методы для устранения негативных искажений на снимках камеры БПЛА с помощью различных подходов трансформации изображений. После применения этих методов к исходным изображениям получаются исправленные версии, используемые для построения тайлового покрытия. Тайловое покрытие, созданное на основе обработанных снимков, обеспечивает непрерывное и единое покрытие территории, собранное во время полета БПЛА. Это позволяет получать точные координаты снимков и объектов на них.

Результаты – анализ основных методов устранения негативных факторов, искажающих изображения при аэрофотосъемке для визуальной навигации БПЛА, а также краткий обзор самих методов визуальной навигации.

Заключение. Для успешной реализации визуальной навигации БПЛА необходимо применить ряд методов по преобразованию изображений аэрофотосъемки, а также применение определенных алгоритмов для визуальной навигации. Сделан вывод, что помимо применения математических и программных алгоритмов также потребуется анализ и исследование необходимых вычислительных мощностей для применения всего аппаратно-программного комплекса на борту БПЛА с учетом его массогабаритных свойств.

Цель исследования – разработка научно-технических путей уменьшения количественных показателей ложной тревоги при работе бортовой радиолокационной станции на фоне подстилающей поверхности (земли) на фоне пассивной помехи.

Методы. При исследовании определены методы и основанные на них технические решения, позволяющие повысить эффективность функционирования бортовых радиолокационных станций на фоне пассивных помех. Предложен метод расширения спектра сигнала до 1 ГГц путем уменьшения разрешаемого объема бортовых радиолокационных станций. Определено, что с уменьшением разрешаемого объема уменьшается размер площадки подстилающей поверхности, от которой происходят отражения сигнала. С целью повышения качества обнаружения объектов на фоне подстилающей поверхности предложен метод использования поляризационных режимов.

Результаты: предложено техническое решение, основанное на методе расширения спектра сигнала до 1 ГГц путем уменьшения разрешаемого объема бортовых радиолокационных станций, предназначенных для преобразования радиочастотных сигналов в цифровой вид, используя приемник смешанных сигналов с непосредственной оцифровкой на радиочастоте, такой как AD6688; разработана конструкция малобазовой радиолокационной системы, состоящая из двух позиций, антенны которых находятся в пределах средней ширины лепестка диаграммы обратного рассеяния облучаемого объекта, особенностью антенны является возможность приема и излучения сигналов одной линейной поляризации, но ортогональные по поляризации первой позиции (в т. ч. сигналы горизонтальной и вертикальной поляризации); получено важное соотношение для малобазовой поляризационной измерительной системы (МПИС), когда расстояние между двумя парциальными антеннами может быть намного меньше расстояния до измеряемого объекта. 

Заключение. Предложены методы и технические решения на основании данных методов, позволяющие уменьшить количественные показатели ложной тревоги при работе бортовой радиолокационной станции на фоне подстилающей поверхности (земли) с учетом пассивной помехи. Предложенный подход позволяет перейти к синтезу малобазовой поляризационной измерительной системы.

Цель исследований. Основная цель оценки достоверности – это количественно обосновать меру доверия к тому или иному процессу. В статье рассматриваются методологические и практические аспекты оценки достоверности социологических исследований, проводимых в сети Интернет. Акцент делается на анализе специфических проблем, возникающих при использовании онлайн-опросов и других цифровых методов сбора данных. Обсуждаются вопросы репрезентативности выборки и ряда других количественных показателей, которые влияют на качественные аспекты и достоверность оценки социологических исследований.

Методы. Статья посвящена методологическим и практическим вопросам оценки достоверности социологических исследований, проводимых в сети Интернет. Обсуждаются вопросы формирования репрезентативных объемов  выборок, весовых коэффициентов, анализа данных, проверки на возникновение систематических ошибок, расчета коэффициента альфа Кронбаха.

Результаты. Представлены основные этапы алгоритма по расчету достоверности социологического исследования, проведенного в сети Интернет. Основные этапы включают правильный отбор и корректировку выборки, использование весов, проведение статистического анализа и оценку доверительных интервалов. Эти методы помогают минимизировать ошибки и повысить надежность полученных данных при проведении исследований.

Заключение. Предложенные методы по оценке достоверности в сети Интернет помогут повысить качество данных и надежность результатов, а именно онлайн-опросы могут быть подвержены различным видам искажений, включая самоотбор участников, когда только определенные группы людей решают участвовать в опросе. Оценка аспектов достоверности будет способствовать честному и прозрачному проведению исследований, что укрепляет доверие респондентов и общественности к исследовательским проектам.

Цель исследования – анализ известных инвазивных и неинвазивных методов обследования, определение необходимых критериев для оценки степени утомляемости моряков-подводников. 

Проведено анкетирование военнослужащих ВМФ, причастных к службе на кораблях подводного флота, на основе которого выполнено обоснование направлений исследований для последующей разработки системы сбора, оценки и анализа физиологического состояния и факторов, влияющих на утомляемость военнослужащих. 

Методы: применение экспериментального неинвазивного метода исследования для определения степени утомляемости и физиологического состояния моряков-подводников на основе трех критериев в течение месяца; анализ полученных результатов; установление при разработке метода сравнительного анализа, структурного анализа системы на основе ранее известных устройств и сенсоров.

Результаты. Обнаружена зависимость исследуемых показателей от времени несения вахты и их связь с ростом утомляемости. Установлено, что для ведения разработки системы мониторинга за утомляемостью подводников следует производить системный анализ и объективную оценку, включающую в себя определение методов контроля состояния военнослужащих, применение знаний из медицины, физиологии, биофизики, биомеханики, биоинженерии, электроники, схемотехники и программирования, для разработки эффективных методов контроля физического состояния и утомляемости. Опираясь на анализ отечественных и зарубежных методик и устройств, предложен собственный метод реализации системы сбора оценки, анализа физиологического состояния и факторов, влияющих на утомляемость военнослужащих.

Заключение. Сделан вывод о необходимости проведения неинвазивных исследований степени утомляемости перед предложением разработки и предложения собственного устройства и методики оценки степени утомляемости, способных реализовать индивидуальные особенности системы для оперативного мониторинга с целью улучшения боеготовности, ситуационной осведомлённости, здоровья, безопасности, мобильности моряков-подводников. 

Цель исследования состоит в многоаспектном анализе «качества жизни» пациентов до и после протезирования зубов. Необходимо оценить качество жизни пациентов после протезирования в зависимости от вида протезов, пола, возраста пациентов и дать рекомендации по выбору метода протезирования.

Методы. Зубное протезирование проводилось в клинике МГМСУ им. А. И. Евдокимова, испытывались четыре вида протезов: классический традиционный протез (TR) и три типа цифровых протезов (D1, D2, D3).  На основе разработанного опросника OHIP-20 DG оценивалось качество жизни пациентов до протезирования, сразу после протезирования и через шесть месяцев. Качество жизни пациентов после протезирования определялось в рамках теории латентных переменных. С использованием четырехфакторного дисперсионного анализа оценивалось влияние на качество жизни вида протезов, продолжительности адаптации после протезирования, пола и возраста пациентов.

Результаты. В рамках теории латентных переменных показано, что разработанный опросник можно использовать в качестве измерительного инструмента для анализа влияния исследуемых факторов на качество жизни пациентов после протезирования. Благодаря использованию четырехфакторного дисперсионного анализ повышена точность статистического анализа и выявлена статистическая значимость четырех источников дисперсии. На основе результатов статистического анализа разработаны рекомендации по выбору метода протезирования.

Заключение. Проведен многоаспектный анализ исследуемых факторов, влияющих на качество жизни пациентов после протезирования зубов. Качество жизни пациентов статистически значимо увеличивается после протезирования. Благодаря использованию четырехфакторной модели дисперсионного анализа повышена точность оценок качества жизни пациентов. Для женщин рекомендован метод протезирования (D1), для мужчин рекомендован метод протезирования (D3). Полученные рекомендации важны для использования в стоматологической практике.

Цель исследований заключается в разработке концептуальной модели объектно-ориентированной системы и ее реализации с помощью функционального языка с поддержкой метапрограммирования. 

Методы. Была разработана концептуальная модель объектно-ориентированной системы на основе динамической объектной системы с передачей сообщений и динамической диспетчеризацией. Разработанная объектно ориентированная система включает в себя функции создания и удаления классов, создания и удаления объектов-экземпляров класса, функции для работы со свойствами объектов, функции добавления методов в класс и передачи сообщений. Также возможно наследование, когда дочерний класс будет иметь свойства родительского класса и свои собственные свойства. 

Результаты. Объектно-ориентированная система была реализована с помощью набора макросов и вспомогательных функций. В качестве базовой структуры данных выступила хеш-таблица с возможностями доступа по ключу, которая также была реализована с помощью макросов. При создании класса автоматически генерируется конструктор экземпляра с установкой начальных значений полей объекта. Наследование реализовано как включение полей родительского класса в дочерний объект. Полиморфизм реализован как динамическая диспетчеризация: при обработке сообщения происходит поиск метода-обработчика. Полученная объектно-ориентированная система вместе с модулем хеш-таблиц занимает 97 строк. 

Заключение. В результате работы была создана и реализована концептуальная модель объектно-ориентированной системы, включающей в себя основные функции объектно-ориентированной парадигмы программирования. Было показано, что с помощью макросов можно создать компактную объектно-ориентированную систему, при этом в интерпретатор функционального языка не нужно добавлять никаких новых функций или возможностей.