Статті в журналах з теми "Сигнальний спектр"

Расстройства аутистического спектра (РАС) являются сложной группой нейропсихиатрических заболеваний с точки зрения этиопатогенеза. В основе нейрональных нарушений, приводящих к аутистической симптоматике, лежат дисфункции сигнальных путей. Согласно последним исследованиям одним из наиболее значимых сигнальных путей в развитии данной группы заболеваний является кальциевый сигнальный путь. Кальциевая сигнализация тесно связана с такими сигнальными путями, как MAPK-, Wnt-, PI3K/AKT/mTOR-, нарушение в работе которых приводит к нарушениям серотонинергической, дофаминергической, опиоидной, холинергической, глутаматергической, ГАМКергической передачи и влечет за собой эксайтотоксичность за счёт гиперактивации NMDA- и AMPA-рецепторов, повреждение и гибель нейронов. Все эти процессы в нейрональных клетках напрямую связаны с формированием долговременного потенцирования и депрессии, а нарушения в этих клетках приводят к дисфункции базисных психических процессов. С клинической точки зрения кальциевый сигнальный путь может стать одной из основных мишеней для фармакологической коррекции симптоматических проявлений РАС. Очевидно, что дальнейшие исследования на животных моделях и электрофизиологические клинические исследования необходимы для понимания патогенетических особенностей развития РАС, а также какое именно место занимает сигнальный путь Ca 2+ в данных состояниях. Дальнейшие исследования необходимы, для прояснения потенциальной роли сигнализации Ca 2+в изменениях социального или стериотипического поведении пациентов, что является основной обенностью РАС. Autism spectrum disorders (ASDs) are a group of neuropsychiatric diseases with a complex etiopathogenesis. Neuronal disorders leading to autistic symptoms are determined by dysfunction of signaling pathways. Recent studies have demonstrated that the calcium signaling pathway is one of the major significant pathways for this group of disorders. Calcium signaling is closely linked to MAPK-, Wnt-, and PI3K/AKT/mTOR -pathways, which abnormalities lead to dysfunction of serotonergic, dopaminergic, opioidergic, cholinergic, glutamatergic, and GABAergic transmission and result in excitotoxicity due to hyperactivation of NMDA and AMPA receptors and neuronal damage and death. These processes in neuronal cells are associated with formation of long-term potentiation and depression, and disturbances in these cells lead to failure of basic mental processes. From a clinical point of view, the calcium signaling pathway can become one of major targets for the pharmacological treatment of symptomatic ASD. Obviously, further animal studies and electrophysiological human studies are required for understanding pathogenetic mechanisms of ASD and the contribution of Ca 2+ signaling. Future research will clarify a potential role of Ca 2+ signaling in social or stereotypic behavior, which constitutes a main feature of ADS.

Флавоноиды представляют собой большую группу полифенольных соединений, присутствующих практически во всех высших растениях. Исследования последних лет продемонстрировали широкий спектр биологических эффектов этих соединений как в норме, так и при различных патологических состояниях. По-видимому, биологическая активность большинства представителей этого класса веществ, в основном, обусловлена их способностью проникать внутрь клеток и блокировать ферменты сигнальных путей и факторы транскрипции, в том числе и вовлеченные в процессы активации, пролиферации и реализации эффекторных функций клеток иммунной системы. Более того, следует отметить, что в ряде случаев авторами приводятся данные о высокой эффективности флавоноидов в экспериментальной терапии модельной иммунной патологии, свидетельствуя о перспективности их как основы для создания новых фармакологических агентов, подавляющих или «нормализующих» иммунный ответ.

На сьогоднішній день основним підходом до організації моніторингу радіочастотного спектра є повністю автоматичний безперервний аналіз заданого діапазону частот. Переважна більшість програмних продуктів світових лідерів, що спеціалізуються на розробленні засобів радіомоніторингу, має відкриту архітектуру, що дозволяє користувачам реалізовувати власні модулі оброблення сигналів. Тому вдосконалення програмно-алгоритмічного забезпечення існуючих аналізаторів спектра дозволить підвищити ефективність виявлення зайнятих ділянок частот та формування приймальних каналів. У роботі для виявлення частотних каналів запропоновано використовувати динамічний енергетичний детектор у частотній області. Динамічність детектора полягає у послідовному формуванні порогу виявлення залежно від значення тестової статистики. Як тестову статистику використано коефіцієнт варіації частотних відліків. Сутність запропонованого методу полягає у розрахунку коефіцієнта варіації із використанням відліків спектральної щільності потужності прийнятого сигналу, порівняно з її граничним значенням, у разі перевищення якого розраховується поріг для розділення частотних відліків на сигнальні та шумові. Надалі процедура повторюється, доки не будуть виявлені усі сигнальні відліки. Для забезпечення роботи алгоритму необхідно задати лише параметри періодограми Уелча, вектор порогових значень тестової статистики та ймовірність хибної тривоги. Програмна реалізація запропонованого підходу дозволить виявляти та визначати частотні межі сигналів у широкому динамічному діапазоні, за невідомих значень завантаженості смуги частот аналізу та потужності шуму. Зростання швидкодії розробленого алгоритму, порівняно з аналогічними, залежить від рівня зайнятості радіочастотного спектра, динамічного діапазону сигналів і довжини швидкого перетворення Фур’є та може становити десятки разів.

В статье рассматривается метод формирования сигнально-кодовых конструкций и решающее правило на основе индексов ортогонального субполосного базиса, позволяющих повысить уровень устойчивости к воздействию флуктуационных помех в системах Интернет вещей. Приводятся результаты сравнительных вычислительных экспериментов битовой ошибки метода передачи с расширением спектра системы LoRa и метода на основе собственных векторов субполосного базиса. Результаты вычислений показывают возможность применения субполосного базиса в системах Интернет вещей с высокой эффективностью, не уступающего существующим методам.

В огляді літератури обґрунтована необхідність вивчення чинників, що обумовлюють порушення метаболічного стану організму: загальної дієти, окремих харчових продуктів, вмісту і спектра жирних кислот (ЖК) у раціоні – у порівнянні з впливом генома, способу життя, фізичної активності тощо в розвитку діабетичної ретинопатії (ДР) при цукровому діабеті (ЦД) 2-го типу. Розглядається механізм впливу фізичних навантажень на рівень глюкози в крові, механізми та ефективність її поглинання тканинами, оскільки вправи можуть стимулювати молекулярні сигнальні шляхи, що сприяють транспортуванню глюкози в клітину. Цікавими є дослідження інших факторів способу життя, які сприяють розвитку ЦД-2. В огляді наведені дані кількох широкомасштабних епідеміологічних досліджень та метааналізів про асоціацію генома та його реплікації для визначення додаткових локусів схильності для ЦД 2-го типу й підкреслюється, що генетична схильність може синергічно взаємодіяти з харчовими особливостями при визначенні ризику ЦД. Автори огляду вважають, що вивчення спроможності кожного організму переносити до клітин ЖК у формі ліпідів із урахуванням генетичної здатності активного поглинання клітиною ЖК і вмісту ЖК у складі раціону харчування як основи раціональної дієтотерапії хворих із ЦД-2 є актуальним і може стати патогенетичною основою профілактики мікросудинних ускладнень, перш за все ДР, а також важливим елементом персоніфікованої терапії ДР у хворих на ЦД 2-го типу.

Введение. Представленный научный обзор направлен на понимание этиологии пространственных способностей человека. Пространственное мышление – сложный комплекс когнитивных способностей, позволяющих распознавать, преобразовывать и сохранять информацию об объектах, прогнозировать трансформацию взаимодействий между ними под влиянием прочих факторов. Настоящая работа направлена на получение наиболее полного описания пространственных способностей как специфического вида умственной деятельности, лежащего в основе выполнения практических и теоретических задач, решаемых индивидом, с позиции психологии и генетики, чтобы подчеркнуть важность синтеза накопленных экспериментальных данных и психологических основ пространственного интеллекта в общем. Теоретическое обоснование. Представлен обзор результатов генетически информативных исследований пространственных способностей человека. Так как умение ориентироваться в пространстве является неотъемлемой чертой всех живых организмов, пространственные способности имеют эволюционно-адаптивное значение и также важны для индивида. В когнитивной психологии под пространственными навыками понимаются способности оперировать мысленными пространственными образами, схемами, моделями реальности, причем эти способности существенно различаются между людьми. Анализ этиологии этих индивидуальных различий выявил значительный вклад (69 %) наследственных факторов в формирование пространственных способностей. Результаты близнецовых исследований ставят задачу поиска конкретных полиморфных вариантов в генах, вовлеченных в развитие пространственных навыков. В целом ряде масштабных лонгитюдных исследований показано, что пространственные способности являются надежным предиктором достижений человека в области естественных наук, технологий, инженерии и математики (STEM), поэтому изучение их молекулярно-генетических механизмов представляется важной и актуальной задачей. Результаты и их обсуждение. В ходе проведения различного рода экспериментальных работ по психогенетике пространственных способностей человека были впервые получены весьма интересные данные, подтверждающие их наследственную природу. Выявлено, что пространственный интеллект является умеренно наследуемым признаком, в развитии которого задействован широкий спектр генетических факторов, обуславливающих активацию различных сигнальных путей метаболизма организма человека.

Збудником борошнистої роси пшениці є Blumeri agraminis F. sp. tritici. Це одна з основних грибкових хвороб пшениці. Тому дуже важливо виявити та використати проти борошнистої роси гени широкого спектру дії, а також вивчити механізм їх стійкості та молекулярний механізм для ефективної протидії шкідливості борошнистої роси. Матеріалом є сорт пшениці Bainong207, що поставляється Науково-дослідним центром з технології редагування геному культур у провінції Хенань. Вектор PmD-19T, E. coli 5α та штам Agrobacterium GV3101 були придбані у біологічної компанії Takara. Були задіяні ПЛР-апарат, апарат для електрофорезу, електрофорез з агарозним гелем, автоклав, плита на водяній бані, надчистий робочий стіл тощо. RТ-ПЛР клонувала всю довжину гена TaGDSL. Біоінформаційний аналіз послідовності показав, що загальна довжина ORF становила 1269 п.о., яка кодує 423 амінокислоти, з молекулярною масою 38,99 кДт та ізоелектричною точкою 8,19. Крім того, ген TAGDSL має трансмембранний домен, сигнальний пептид, а також гідрофільний білок. Ліпаза GDSL бере участь у фізіологічному обміні рослин щодо локального та глобального імунітету. Це має велике значення для підвищення стійкості до хвороб та врожайності пшениці. На підставі попередніх досліджень цей експеримент клонував повнорозмірну послідовність гена GDSL пшениці, яка збагатила представників сімейства ліпаз GDSL рослин. Вона стала основою для подальшого дослідження її функції та механізму дії на стійкість до борошнистої роси за сучасними методами молекулярної біології та вивчення функції її генів. Ген ліпази TAGDSL пшениці був тісно пов’язаний з геномом твердої пшениці та геномом ячменю через філогенетичне дерево. У той же час використання методу біоінформатики для прогнозування гена може дати більш повне розуміння його структури та властивостей, при подальшому використанні сучасних методів молекулярної біології для вивчення його функції та ролі у механізмі стійкості до борошнистої роси задля забезпечення ефективної основи, а також для створення сортів з генами стійкості до борошнистої роси пшениці та теоретичної бази.

Бутановая кислота - одна из короткоцепочечных жирных кислот (КЖК). Присутствует в молочных продуктах и сливочном масле, поэтому имеет второе название - масляная (бутират). Как и другие КЖК, образуется в толстом кишечнике человека местной анаэробной флорой из грубой растительной пищи - пищевых волокон. Собственные пищеварительные механизмы человека не способны создавать КЖК. Эти кислоты - главный источник энергии для микрофлоры толстого кишечника и обеспечивают около 15% общих энергозатрат тела. Бутират проникает во многие среды организма, служит сигнальной молекулой множества физиологических и патологических процессов. Достаточная продукция бутирата толстым кишечником - свидетельство нормального состояния кишечной микробиоты, существенно влияющей и даже определяющей развитие (или не развитие) многих болезней, в том числе нейроиммунных: болезней Альцгеймера и Паркинсона, шизофрении, множественного склероза, аутизма и расстройств аутистического спектра. В арсенале современной медицины опосредованные микробиомом влияния могут быть наиболее выполнимыми и действенными способами профилактики и лечения. Butyric acid, also known as butyrate, is one of the short-chain fatty acids (SCFA). It is present in dairy products and, especially, in butter. Like other SCFA, butyrate is formed in the human large intestine from coarse, vegetable fiber by the local anaerobic flora. The digestive mechanisms are not capable of creating SCFA. These acids are the main source of energy for the microflora in the large intestine, and they also provide about 15% of the total energy consumed by the body. Butyrate penetrates many body environments, and it serves as a signaling molecule for many physiological and pathological processes. Normal production of butyrate by the large intestine is evidence of the normal state of the intestinal microbiota, which significantly affects and even determines the development, or not the development, of many diseases. Among these are neuroimmune diseases, including Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, schizophrenia, multiple sclerosis, autism and autism spectrum disorders. In the arsenal of modern medicine, microbiome-mediated influences may be among the most feasible and effective preventive and therapeutic means.

Витамины – это группа органических соединений, которые необходимы для нормального физиологического функционирования, но не синтезируются организмом эндогенно и поэтому должны в небольших количествах поступать из окружающей среды. Роль витаминов группы В в функционировании клеток чрезвычайно важна: они действуют как коферменты в широком спектре катаболических и анаболических ферментативных реакций. Их эффекты тесно взаимосвязаны и особенно значимы для функционирования нервной системы, включая производство энергии, синтез и восстанов-ление ДНК или РНК, геномное и негеномное метилирование, синтез многочисленных медиаторов и прочих нейрохимических и сигнальных молекул. Данные эпидемиологических исследований показывают, что значительная часть населения развитых стран страдает от дефицита одного или не-скольких витаминов группы В и что в отсутствие оптимальной диеты введение в рацион питания комплекса витаминов группы В в адекватных дозах является рациональным подходом к сохранению здоровья мозга и организма в целом. Генетические дефекты метаболизма витаминов и ви-таминодефицитные состояния являются безусловными показаниями к терапии витаминами группы В. Однако наиболее распространенной причиной их назначения служит ряд неврологических заболеваний, при которых дефицит витаминов группы В отсутствует. Так, одним из самых частых по-казаний к назначению витаминов группы В является болевой синдром при заболеваниях опорно-двигательного аппарата и при невропатиях. Счи-тается, что витамины группы В способны влиять на ноцицептивные и нейропатические боли, обладают собственным анальгетическим и противо-воспалительным действием. Комбинированное применение витаминов В1 + В6 + В12 в большинстве случаев более предпочтительно, чем монотерапия, поскольку эти витамины выполняют синергичные биохимические роли в нервной системе, т.е. действуют сообща, и ни один из них не может заме-нить другой. Экспериментальные и клинические данные свидетельствуют об эффективности комплексной терапии витаминами группы В ряда за-болеваний периферической и центральной нервной системы. Относительно терапии болевых синдромов можно сделать следующие выводы: вита-мины группы В обладают анальгетической активностью, их совместное применение более эффективно, чем монотерапия В1, В6 и В12, в лечении острых болей, комбинация витаминов В с нестероидными противовоспалительными препаратами более эффективна и безопасна, чем монотерапия последними. В будущем, скорее всего, показания к применению витаминов группы В будут только расширяться. Ключевые слова: болевой синдром, боль в спине, дорсалгия, невропатия, витамины группы В, Нейромультивит. Для цитирования: Пилипович А.А. Применение витаминов группы В в практике врача-невролога. Consilium Medicum. 2020; 22 (9): 82–86. DOI: 10.26442/20751753.2020.9.200438

Предложен способ разложения (декомпозиции) сложного сигнального радиопрофиля, зарегистрированного при собственном излучении электронных узлов, на отдельные затухающие колебания с последующим определением их основных параметров для пассивной радиосенсорной технической диагностики и аутентификации электронных устройств. Представлено общее выражение для разложения сигнального радиопрофиля, позволяющее по известным параметрам восстановить форму исходного сигнала. Показана возможность использования модифицированного оконного преобразования Фурье для нахождения числа элементарных составляющих сложного радиопрофиля с оценкой корректности преобразования на начальных этапах анализа. Получена двумерная зависимость приведенной амплитуды спектра сигнала от частоты и от временного положения «окна», позволяющая определить аналитические выражения для основных параметров исходного сигнала. Используя предложенный способ декомпозиции по полученным параметрам и выражениям, восстановлен исследуемый сложный сигнальный радиопрофиль. Вычислена взаимная корреляционная функция исходного и восстановленного сигнального радиопрофиля и на участках с низкой корреляционной связью произведена коррекция рассчитанных ранее параметров. Показана возможность повышения качества восстановления за счет введения анализа силы корреляционной связи между участками восстановленного и исходного сигналов. Сделан вывод о возможности использования представленного разложения в методах радиосенсорной технической диагностики и аутентификации электронных устройств The paper presents a new method for decomposition of the signal radio profile obtained by recording the electrical component of the electromagnetic radiation of an electronic device. This radio profile carries information about the technical condition and individual characteristics of the electronic device. For a detailed study, it is necessary to decompose into the simplest damped components and determine their parameters. The number of damped components and each of their parameters carries information about the electronic device and its state. In the proposed decomposition method, an analog of the windowed Fourier transform is used to construct the time-frequency dependences of the amplitude spectrum of the signal under study. Examining the constructed dependences for extrema and carrying out their approximation, I found such parameters as the damping coefficient, the oscillation frequency, the time of the onset of radiation, and the reduced initial amplitude. The time-frequency contradiction of the window transformation, the low energy of rapidly damped oscillations gives rather high errors. To correct, I introduced a window correlation feedback - the construction of a temporal correlation function between the reconstructed and the original signal radio profile. If the correlation coefficient in any time section of the signal radio profile has not reached the threshold set by the user, then the values of the parameters affecting the change are changed. This operation is carried out until the required correlation coefficient is reached. The presented decomposition can be performed on FPGA, improving the quality of radiosensor technical diagnostics and authentication of electronic devices

Актуальность. Нефтепогружной кабель предназначен для передачи электрической энергии от источника энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти. Амплитудно-частотная характеристика ненагруженного кабеля отличается резонансными пиками, локализованными в более узкой полосе частот, наличие которых позволяет корректно провести оптимизацию порядка редуцированной модели кабельной линии на основе критерия минимума ошибки. Основными способами математического описания модели нефтепогружного кабеля являются системы обыкновенных дифференциальных уравнений и системы дифференциальных уравнений в частных производных. Первый способ математического описания модели нефтепогружного кабеля, состоящей из одного элементарного четырехполюсника с продольной активно-индуктивной и поперечной активно-емкостной составляющими, позволяет произвести расчёт баланса мощностей и расчёт передачи энергии на первой гармонике, с учетом потерь на омическом (активном) сопротивлении, а также потерь в изоляции кабеля. Применение математической модели, состоящей из одного элементарного четырехполюсника, недопустимо для более сложных задач, таких как диагностика места повреждения кабеля, идентификация и оценивание параметров погружного двигателя на основе наземных измерений, управление переходным процессом погружного двигателя при пуске и других. Второй способ математического описания модели нефтепогружного кабеля основывается на «телеграфных» уравнениях в форме системы дифференциальных уравнений в частных производных. Основное достоинство такой математической модели заключается в повышенной точности анализа специфических режимов, присущих длинным электрическим линиям, таких как прямые и обратные волны, резонансные явления, возникающие при взаимном обмене энергией между электрической и магнитной компонентой электромагнитного поля и т. д. К недостаткам можно отнести технические трудности совмещения математической модели кабеля на основе системы дифференциальных уравнений в частных производных и математической модели погружного двигателя на основе системы дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши. Также модели длинных электрических линий на основе «телеграфных» уравнений на практике крайне сложно реализовать в микроконтроллере для использования в системах реального времени, построенных на основе цифровых сигнальных процессов. С точки зрения применения динамических моделей в цифровых системах реального времени, актуальным является переход от математической модели кабеля с распределенными параметрами к математической модели кабеля с сосредоточенными параметрами, т. е. к четырехполюсникам. В то же время при таком переходе недопустимо применять математическую модель, представленную одним звеном, так как возникают неприемлемые несоответствия между работой реального объекта и математической моделью этого объекта. Это, в свою очередь, не позволяет достоверно отобразить процессы, протекающие в кабеле при питании от частотного преобразователя. Применение модели с практически бесконечным числом четырехполюсников не является целесообразным, так как расчет такой модели займет большое количество процессорного времени, что недопустимо в системах реального времени и нивелирует преимущества перехода от математической модели с распределенными параметрами. Учитывая сказанное, определение оптимального порядка редуцированной динамической модели ненагруженного нефтепогружного кабеля на основе аппроксимации его амплитудно-частотной характеристики является актуальной, научной и практически значимой задачей. Цель: разработка методики определения минимально необходимого и достаточного количества звеньев редуцированной динамической математической модели нефтепогружного кабеля с сосредоточенными параметрами для использования с заданной точностью в переходных и установившихся режимах работы. Методы: системы дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши, системы дифференциальных уравнений в частных производных, нелинейные алгебраические уравнения, метод Крамера, численные методы, теория четырехполюсников, теория длинных линий с распределенными параметрами, метод пространства состояний, методы частотного анализа, методы оптимизации. Результаты. Получена редуцированная динамическая модель, состоящая из минимально необходимого и достаточного количества четырехполюсников, позволяющая с заданной точностью провести анализ переходных и установившихся электромагнитных процессов по длине кабельной линии и при различных формах напряжения на входе. Полученная редуцированная модель применима для задач идентификации параметров кабеля, диагностики целостности электрических цепей, определения характера распределения напряжений по длине кабельной линии. Полученная редуцированная динамическая модель позволяет оценивать весь спектр динамических режимов работы в отличие от модели прототипа. Разработанная редуцированная динамическая модель погружного кабеля, описанная в обыкновенных дифференциальных уравнениях, представлена в удобной форме записи математического описания кабеля как подсистемы электротехнического комплекса установки электроцентробежного насоса.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Введение. Проблема невынашивания беременности в настоящее время не теряет своей актуальности. Частота данной патологии по оценкам различных авторов составляет от 2 до 5% в общей популяции. Как известно, инфекционный фактор играет весьма значимую роль в генезе привычного невынашивания. Вопрос об этиологической роли инфекции в привычном невынашивании широко дискутируется в литературе. Цель исследования - анализ микробиома влагалища здоровых женщин и женщин с привычным невынашиванием беременности, а также спектра выделяемых лактобациллами газовых сигнальных молекул, играющих важную роль в поддержании здоровой жизнедеятельности организма. Методика. Забор материала из влагалища производили стерильным тампоном на полистироловой палочке с площади 1 см2 и в течение 2 ч доставляли в бактериологическую лабораторию. Для выделения факультативно анаэробных и аэробных бактерий использовали питательные среды: Эндо агар для энтеробактерий, маннит-солевой агар (М118) для стафилококков, микрококков, для выявления лецитиназной активности - агар Бэрда-Паркера и так далее. Культивирование проводили при температуре 37 °С в течение 24-48 ч. Количество колоний выражали в lg КОЕ/мл. Продукцию газовых сигнальных молекул (H2, O2, N2, CO, CH4, CO2, NO, H2S) определяли с помощью метода газовой хроматографии на приборе Хроматэк-кристалл 5000.2. Количество выделенных газов измеряли в ppm (млн-1) . Результаты. Спектр основного микробиома влагалища здоровых женщин в возрасте 19-23 лет представлен бактериями нормальной микробиоты родов Lactobacillus, Enterococcus, Bifidobacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Bacillus, Staphylococcus (эпидермальные штаммы). Условно-патогенные грибы рода Candida, бактероиды, золотистый стафилококк, стрептококки, микрококки, вейлонеллы, гарднереллы и актиномицеты выделялись в редких случаях. Различные штаммы лактобацилл выделялась у 91% здоровых женщин. Среди газовых молекул, продуцируемых лактобациллами, преобладали: СО2, СО и NO. Установлены дисбиотические нарушения микробиома влагалища у небеременных женщин с привычным невынашиванием беременности в анамнезе. Также у данной группы пациенток отмечено снижение продукции газовых сигнальных молекул: СО и NO, и повышение продукции H2S и CH4. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют об угнетении иммунного ответа у данной категории больных и необходимости коррекции дисбиотических нарушений еще на этапе прегравидарной подготовки.Background. The issue of habitual miscarriage is very important at the present time. Prevalence of this pathology is approximately 2-5%. Infection considerably contributes to the pathogenesis of habitual miscarriage. The etiology of infection has been widely discussed in the literature. Aim. To study the vaginal microbiome of healthy women and women with habitual miscarriage as well as the spectrum of gaseous signal molecules released by lactobacillus, which is essential for maintaining healthy vital activity. Method. Samples of vaginal material were collected with a sterile swab on a polystyrene stick from an area of 1 cm2; the samples were delivered to the bacteriological laboratory within 2 hours. Facultative anaerobic and aerobic bacteria were isolated using the following nutrient media: Endo agar for enterobacteria; mannitol-salt agar (M118) for staphylococci and micrococci; Baird-Parker agar for detection of lecithinase activity, etc. Cultivation was performed at 37°C for 24-48 hours. The number of colonies was expressed in l g CFU/ml. Production of gaseous signaling molecules (H2, O2, N2, CO, CH4, CO2, NO, and H2S) was determined using a Chromatech Crystal 5000.2 gas chromatograph. The amount of gases was measured in ppm. Results. The major vaginal microbiome spectrum of healthy women (19-23 years) was represented by normal microbiota bacteria of the genera Lactobacillus, Enterococcus, Bifidobacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, Bacillus, and Staphylococcus (epidermal strains). Opportunistic fungi of the genera Candida, Bacteroides, Staphylococcus aureus, Streptococci, Micrococci, Weylonella, Gardnerella, and Actinomycetes were found rarely. Lactobacillus strains were isolated from 91% of healthy women. Lactobacilli produced most of CO2, CO, and NO molecules. Dysbiotic vaginal microbiome was found in non-pregnant women with a history of habitual miscarriage. These patients also had decreased production of CO and NO, and increased production of H2S and CH4. Conclusion. The study demonstrated suppression of the immune response in this category of patients. Dysbiosis requires correction prior to pregnancy.

The article describes the results of an iterative algorithm for symbol-by-symbol receiving signal structures based on signals with orthogonal frequency multiplexing, pseudorandom sequences and error-correcting low-density codes. The results of emulation this iterative reception algorithm for the signal structures in the presence of channel concentrated interferences are given and the stability of signal structures to the distorting influence of the considered class of interference is shown. It is shown that a signal design based on a low-density code in combination with an iterative algorithm for symbol-by-symbol reception is more effective with respect to noise immunity compared to a convolutional code in combination with a Viterbi reception algorithm implementing the maximum likelihood rule.