82
8 (8)/2017 VOL.1 “The scientific method” (Warszawa, Poland) ISSN 2708-5341 The journal is registered and published in Poland It is published 12 times a year. Articles are accepted in Polish, English, Russian, Ukrainian, German, French languages for publication. The journal is a batch of articles embracing all fields of modern sciences, enabling our readers seeing a wholesome picture of the development of science. The multi-science format attracts readers from throughout the world, which increases the citation index of each author of our journal. Editorial board: Chief editor: Mariusz Nowak - Adam Mickiewicz University, Warsaw Managing editor: Dariusz Kowalski - University of Maria Curie-Sklodowska University, Lublin Tadeusz Wisniewski - University of Lodz, Lodz Mateusz Wójcik - Nicolaus Copernicus University, Torun Jerzy Kowalczyk - University of Silesia, Katowice Zbigniew Kaminski - University of Gdansk, Gdansk Józef Lewandowski - Opole University, Opole Adam Zielinski - University of Warmia and Mazury, Olsztyn Lukasz Szymanski - Rzeszow University, Rzeszow Grzegorz Wozniak - University of Zielona Góra, Green Gora Marek Dabrowski - University of Casimir the Great, Bydgoszcz Michal Kozlowski - Jan Kochanowski University, Kielce Ciołka 13, Warszawa, Poland E-mai: [email protected] Web: www.smt-journal.com

“The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

  • Upload
    others

  • View
    16

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

№8 (8)/2017

VOL.1

“The scientific method”

(Warszawa, Poland)

ISSN 2708-5341

The journal is registered and published in Poland

It is published 12 times a year.

Articles are accepted in Polish, English, Russian, Ukrainian, German,

French languages for publication.

The journal is a batch of articles embracing all fields of modern sciences, enabling our

readers seeing a wholesome picture of the development of science. The multi-science

format attracts readers from throughout the world, which increases the citation index

of each author of our journal.

Editorial board:

Chief editor: Mariusz Nowak - Adam Mickiewicz University, Warsaw

Managing editor:

Dariusz Kowalski - University of Maria Curie-Sklodowska University, Lublin

Tadeusz Wisniewski - University of Lodz, Lodz

Mateusz Wójcik - Nicolaus Copernicus University, Torun

Jerzy Kowalczyk - University of Silesia, Katowice

Zbigniew Kaminski - University of Gdansk, Gdansk

Józef Lewandowski - Opole University, Opole

Adam Zielinski - University of Warmia and Mazury, Olsztyn

Lukasz Szymanski - Rzeszow University, Rzeszow

Grzegorz Wozniak - University of Zielona Góra, Green Gora

Marek Dabrowski - University of Casimir the Great, Bydgoszcz

Michal Kozlowski - Jan Kochanowski University, Kielce

Ciołka 13, Warszawa, Poland

E-mai: [email protected]

Web: www.smt-journal.com

Page 2: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

CONTENT

HUMANITARIAN SCIENCES

Ignatiev Yu.A. PHYSICAL SPACE FROM THE POSITION OF A

METHODICAL CULTURALIST ....................... 3

Rudyak I. I. GEOMETRIZATION OF PHILOSOPHICAL

ANTHROPOLOGY: SELFSHIP AND MENTAL

CIRCULAR-HORIZON IN ANTHROPOLOGICAL

ONTOLOGY BY BAKHTIN .............................. 5

MEDICAL SCIENCES

Borisov G.V., Yakovenko A.V. SYSTEM OF PREDICTING THE DEVELOPMENT

OF POSTOPERATIVE COMPLICATIONS IN

CHILDREN WITH CONGENITAL HEART

DISEASES OPERATED IN THE CONDITIONS OF

ARTIFICIAL CIRCULATION ........................... 9

Liubarenko N.S. SIMULATOR CARDIAC OUTPUT, MEASURED

BY BOLUS THERMODILUTION METHOD, FOR

TESTING PATIENT CONDITION

MONITORS ......................................................... 13 Panchuk O.S. SIMULATOR OF RESPIRATORY FREQUENCY,

MEASURED BY THE IMPEDANCE METHOD,

WITH AN EXTENDED RANGE ........................ 18

NATURAL SCIENCES

Zakharchenko N.V., Bektursunov D.N.,

Shamshidin E.B., Panasenko M.V., Vavrik D.O. STATISTICAL PARAMETERS OF THE

CRYPTOGRAPHED MESSAGE ....................... 24 Avdeeva E.V., Mazhuga E.V., Novozhilov O.A. COMPARISON OF THE MICROFLORA SMELT

(OSMERUS EPERLANUS EPERLANUS L., 1758)

FROM THE RIVER MATROSOVKA AND THE

RIVER NEMAN (KALININGRAD REGION)... 29 Avdeeva E., Evdokimova E., Zaostrovtseva S. DISTRIBUTION OF METACERCARIAE OF THE

GENUS DIPLOSTOMUM NORDMANN, 1832 IN

FISH OF SOME RESERVOIRS OF THE

KALININGRAD REGION .................................. 35

Novokhatnia O. THE MATHEMATICAL MODEL FOR

EVALUATING THE RISK OF DEATHS FOR

PATIENTS AFTER PROSTATE CANCER

TREATMENT...................................................... 39 Soroka A.Y. APPLICATION FOR ANALYSIS AND

IMPROVING THE VITAMINARY BALANCE OF

HUMAN ............................................................... 43 Finiak H. I. THE CURRICULUM FOR CHILDREN WITH

HEARING PROBLEMS ...................................... 48 Khomitsevich N.V. DEVELOPMENT OF AN INFORMATION

SYSTEM FOR CONDUCTING CAUSE-EFFECT

ANALYSIS IN MODELING PROBLEMS OF

COMPLEX PROCESSES .................................... 53

SOCIAL SCIENCES

Denisova I.P., Kolomiichuk S.G. TOOL OF ESTIMATION OF EFFECTIVENESS OF

PROGRAMMING THE BUDGET ..................... 58 Еgiyan A. M. MEDIATION IN BRIBERY: WAYS TO

PREVENT............................................................ 63

Tsehelnyk N. ACCOUNTING FOR PAYMENTS TO

CUSTOMERS: DOMESTIC AND FOREIGN

EXPERIENCE ..................................................... 67

TECHNICAL SCIENCES

Lebedev A.V., Dubko A.G.,

Fedorchuk M.M., Gerasymchuk V.A. INVESTIGATION OF THERMAL PHYSICAL

CHARACTERISTICS OF THE BIOLOGICAL

TISSUES DURING HIGH-FREQUENCY

WELDING USING UNIVERSAL ARDUINO

BOARD ............................................................... 75

Page 3: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 3

HUMANITARIAN SCIENCES

PHYSICAL SPACE FROM THE POSITION OF A METHODICAL CULTURALIST

Ignatiev Yu.A.

Educational Complex “South-West”

Russian Federation

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО С ПОЗИЦИИ МЕТОДИЧЕСКОГО КУЛЬТУРАЛИСТА

Игнатьев Ю.А.

Образовательный комплекс «Юго-Запад» (Москва)

Российская Федерация

Abstract

A reference system is presented, consisting of absolutely rigid bodies and devices for distance measurement

due to the number of such bodies (1, 2 or 3). The reference system is differentiated from the coordinate system. A

constructivist’s definition of physical space is given. The curvature of the physical space is considered, which is a

scientific metaphor.

Аннотация

Представлена система отсчета, состоящая из абсолютно твердых тел и приборов для измерения рас-

стояния по числу таких тел (1, 2 или 3). Проводится различие между системой отсчета и системой коорди-

нат. Приводится конструктивное определение физического пространства. Рассмотрен вопрос об искрив-

лении физического пространства, которое представляет собой научную метафору.

Keywords: absolutely rigid body, reference system, coordinate system, physical space, curvature of physical

space.

Ключевые слова: абсолютно твердое тело, система отсчета, система координат, физическое про-

странство, искривление физического пространства.

Введение

Одним из сложных для понимания школьника

и студента колледжа понятий является «физическое

пространство». Учебник физики Г.Я. Мякишева

прямо называет его «наименее ясным» [1,c.6]. Это

хороший образчик эскапизма (от английского гла-

гола to escape - избегать) в физике для школы и кол-

леджа: вместо объяснения содержания одного из

важнейших терминов физики, отказываются иметь

с ним дело. Вряд ли такой подход может привлечь

внимание учащихся к физике. Если озвучить по-

добное на уроке, то это скорее оттолкнет их от од-

ного из ключевых образовательных предметов, мо-

жет погасить интерес, который, как полагают ис-

следователи, возникает в основном именно на

занятии в классе [2,c.32]. Не получив определения

«физического пространства», школьник и студент

колледжа оказывается в еще большем затруднении,

когда приступает к изучению и пониманию основ-

ных идей Теории относительности. В соответству-

ющей главе учебника физики Г.Я. Мякишева гово-

рится, среди прочего, что «расстояние не является

абсолютной величиной, а зависит от скорости дви-

жения тела относительно данной системы отсчета»

и т.д. [3,c.217].

Действительно термин «физическое простран-

ство» является, с исторической точки зрения, «за-

ряженным» многочисленными взглядами, как фи-

лософов, так и самих физиков [4]. Разобраться в

этих точках зрения школьнику трудно даже техни-

чески: книга М. Яммера до сих пор не переведена

на русский язык, хотя предисловие к ней написал

выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и уже одно

это должно было подогреть внимание к ней учите-

лей и преподавателей физики, а также издателей

физической литературы. Представляется, однако,

возможным дать учащимся компромиссное опреде-

ление «физического пространства», которое не яв-

ляется эскапистским или обобщающим многие

точки зрения и в то же время понятное школьникам

и студентам колледжа. Этому посвящена данная ра-

бота.

1. Система отсчета. В физике можно предпо-

лагать.. что мы имеем в своем распоряжении

Эвклидову геометрию. Она построена, например, в

книге известного современного немецкого матема-

тика Р. Инхетвина [5]. Из аппарата Эвклидовой гео-

метрии для дальнейшего понадобится, прежде

всего, понятие «расстояния», как величины, изме-

римой экспериментатором с помощью известной

технологии, т.е. при помощи ручных операций с из-

мерительными приборами. В качестве таких прибо-

ров могут, к примеру, выступать: ученическая ли-

нейка, рулетка, дальномер (лазерный и ультразву-

ковой), армейский бинокль, радиолокатор и многое

другое. С помощью «расстояния» можно ввести в

оборот термин «абсолютно твердое тело», как сово-

купности физических точек, расстояния между ко-

торыми всегда постоянны. Понятие времени здесь

не нужно, поскольку это определение абсолютно

твердого тела чисто геометрическое.

Расположим три абсолютно твердых тела на

некотором расстоянии друг от друга, которое оста-

Page 4: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

4 The scientific method №8 (8)/2017

ется неизменным. В этом можно, когда необхо-

димо, убедиться, измеряя расстояние между этими

телами. Это расположение можно, например, осу-

ществить на поверхности лабораторного стола так,

чтобы абсолютно твердые тела покоились на его

поверхности. В этом также можно убедиться изме-

рением расстояний от тел до углов стола, если он

имеет прямоугольную форму. На каждом из этих

тел теперь зафиксируем инструментально по при-

бору для измерения расстояния, каждый из которых

имеет заданный радиус действия. Система, состоя-

щая из трех абсолютно твердых тел с тремя прибо-

рами для измерения расстояния, как это описано

выше, называется тогда «системой отсчета».

Если расположить систему отсчета, условно

говоря, в центре Солнца, то планеты Солнечной си-

стемы будут вращаться вокруг Солнца. Тогда и

устройство Солнечной системы будет отвечать тео-

рии Николая Коперника. Но если расположить си-

стему отсчета на поверхности Земли, то Солнце и

другие планеты Солнечной системы будут дви-

гаться вокруг Земли, как это подтверждает наш

каждодневный личный опыт. Утверждение в ста-

рых советских учебниках физики, что система

Клавдия Птолемея и некоторые утверждения в Биб-

лии являются «ошибочными», на самом деле зави-

сит от того, куда исследователь «воткнет» систему

отсчета. Система Птолемея была оставлена уче-

ными, а затем и практиками не потому, что она «не-

верна», а лишь по прагматическим соображениям:

по Копернику проще проводить вычисления, чем

по Птолемею. Одно из наиболее часто встречаемых

ниспровержений Библии воинствующими атеи-

стами с помощью астрофизики, таким образом, по-

рочно в своей основе.

2. Физическое пространство и его «искрив-

ление». По определению, назовем физическим про-

странством область, до каждой точки которой до-

стают все три измерительных прибора системы от-

счета. Имея физические точки, которые известны

из Эвклидовой геометрии Р. Инхетвина, теперь

можно оцифровать физическое пространство для

удобства вычислений с помощью математики вруч-

ную или с помощью вычислительных машин. Для

этого с физической системой отсчета связывается

математическая система координат и вводится ма-

тематическая единица измерений (в системе еди-

ниц СИ речь идет о метре, совпадающим с эталон-

ным метром, хранящимся в г. Париже среди других

международных эталонов мер и весов). Система ко-

ординат является

математическим, а не физическим поня-

тием,

отличается от физической системы отсчета

по своей сущности,

математической конструкцией, с которой

можно выполнять математические операции;

например, ее из прямолинейной системы координат

можно сделать криволинейной, т.е. «искривить» ее

по своему желанию; при таком искривлении физи-

ческая система отсчета остается прежней.

Из последнего пункта ясно следует, что физи-

ческое пространство нельзя искривить под дей-

ствием какой-либо силы, например, силы гравита-

ции. Искривленное пространство является научной

метафорой, связанной, по-видимому, с тем, что не-

которые физики ошибочно отождествляют физиче-

ское пространство с введенной для него математи-

ческой системой координат. «Искривление» физи-

ческого пространства может иметь место при

изменении расстояний между телами отсчета и

сбоев в работе приборов, входящих в состав си-

стемы отсчета, но при подобных технических непо-

ладках одно физическое пространство просто заме-

няется другим физическим пространством в соот-

ветствии с новой системой отсчета. Выбирать

систему отсчета, очевидно, следует такой, чтобы на

нее не оказывали серьезного и существенного вли-

яния измеряемые с ее помощью физические про-

цессы.

3. Дискуссия. 1) Пространства, о которых

рассуждали и рассуждают философы, а вслед за

ними многие естествоиспытатели, не являются

примерами физического пространства? Нет, не яв-

ляются. Философ исходит из предпосылок общего

характера, которые он предлагает принять своему

слушателю. В отличие от этого методический куль-

туралист предлагает конструировать реальность,

включая и физическое пространство, с помощью

достижений науки и техники, опирается на научные

факты и технологии, а не на абстрактные гипотезы.

Он отрицает плюрализм истины, о котором сегодня

так много рассуждают в научных изданиях, и пола-

гает, что истина одна и что она принадлежит немно-

гим.

2) Такой выдающийся авторитет в механике,

как Георг Гамель, бывший фюрер немецких мате-

матиков и ученик Давида Гильберта, придал физи-

ческому пространству свойство непроницаемости

[6,c.11]. Сохраняется ли это свойство в физиче-

ском пространстве, которое вы вводите? Нет, по-

скольку позиция Гамеля, занятая им, по-видимому,

для простоты изложения учебного материала, не

учитывает контактных взаимодействий между те-

лами. Также случай проникновения одного тела в

другое, как например, при застревании пули внутри

ствола дерева при выстреле, противоречит гамеле-

вой непроницаемости физического пространства.

3) Являются ли однородность и изотропность

пространства физики научными метафорами?

Приборы, которыми оснащена система отсчета фи-

зического пространства, позволяют измерять рас-

стояние от тел отсчета до любого тела, входящего в

это пространство или находящегося в нем. Поэтому

судить об «однородности» физического простран-

ства мы не в состоянии. Если под «изотропностью»

пространства понимать то, что поворот системы от-

счета на некоторый угол не приводит к изменению

результатов измерений, то это, очевидно, не выпол-

няется в общем случае, если принять определение

физического пространства методического культу-

рализма.

Page 5: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 5

4) Какие примеры физических пространств вы

можете привести? Например, физическое про-

странство Р.Э. Милликена в его опыте, позволив-

шем в 1910 году определить величину заряда элек-

трона. Другой хороший пример – это физическое

пространство в тонких опытах Г. Вертгейма по

определению механических свойств некоторых

биологических тканей [7]. Также физическое про-

странство у Э. Резерфорда в знаменитых опытах

1911 года по рассеиванию альфа-частиц, которые

позволили ему сконструировать планетарную мо-

дель атома.

5) Значит, есть не одно, а много физических

пространств? Позиция методического культура-

листа такова: физик строит или, лучше сказать, кон-

струирует всякий раз физическое пространство под

свой эксперимент. В этом смысле физических про-

странств было уже очень много, однако их число,

разумеется, конечно. Сколько исследователей –

столько физических пространств, только не выры-

вайте, пожалуйста, эту фразу из контекста..

Заключение. Физическое пространство, среди

других видов пространств (философских, матема-

тических и пр.), выделяется тем, что оно основано

на неподвижной системе отсчета. Движение каж-

дой точки физического пространства может быть

отслежено по изменению расстояний от этой точки

до тел отсчета, являющихся абсолютно твердыми

телами. Никакими априорными свойствами физи-

ческое пространство не обладает, в отличие от фи-

лософского пространства физики с его часто посту-

лируемыми характеристиками: однородностью,

изотропностью, непроницаемостью и пр. Физиче-

ское пространство создается естествоиспытателем

для решения конкретной задачи. Как представля-

ется очевидным, нельзя опровергать результаты од-

ного исследования на основе результатов, получен-

ных в другом физическом пространстве. Таким об-

разом, физическое пространство субъективно, и

существует большое (но конечное) число физиче-

ских пространств, использованных исследовате-

лями. Универсального физического пространства

не может существовать технически, и потому оно

является научной метафорой, как и искривление

физического пространства.

Литература

1. Мякишев Г.Я. Физика. Учеб. для 10 кл. об-

щеобразовательных учреждений. 15 изд. М.: Про-

свещение, 2006.

2. Физика вам в помощь… // Физика-ПС. 2015.

№5-6. С.32-33.

3. Мякишев Г.Я. Физика. Учеб. для 11 кл. об-

щеобразоват. учреждений. 12 изд. М.: Просвеще-

ние, 2004.

4. Jammer M. Concepts of Space. The History of

Theories of Space in Physics. Harvard: Harvard Uni-

versity Press, 1969.

5. Inhetveen R. Konstruktive Geometrie. Eine for-

mentheoretische Begründung der eukliischen Geome-

trie. Mannheim: Bibliographisches Institut Mannheim

1983.

6. Hamel G. Theoretische Mechanik. Berlin:

Springer-Verlag, 1949.

7. Белл Ф.Дж. Экспериментальные основы ме-

ханики деформируемых твердых тел. В 2-х ч. Часть

1. Москва: Наука, 1984.

GEOMETRIZATION OF PHILOSOPHICAL ANTHROPOLOGY: SELFSHIP AND MENTAL CIRCULAR-HORIZON IN ANTHROPOLOGICAL ONTOLOGY BY

BAKHTIN

Rudyak I. I.

Moscow state university

RUSSIA

ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ ФИЛОСОФСКОЙ АНТРОПОЛОГИИ: САМОСТЬ И КРУГОЗОР В

АНТРОПОЛОГИЧЕСКОЙ ОНТОЛОГИИ БАХТИНА

Рудяк И. И.

Московский государственный университет

РОССИЯ

Abstract

The subject of this exploration is the geometrization of philosophical anthropology within the framework of

Bakhtin's epistemological doctrine about the Selfship. The result of this research is the conclusion about the Self-

ship in the form of a circle (which is understood as a trajectory) within the actually interdisciplinary (anthropolog-

ical, epistemological, aesthetic) doctrine Bakhtin on the Selfship. The purpose of this article is to bring to the

attention of the directors idea about the urgent need for broad and deep anthropological, philosophical, aesthetic

education, and idea about the organic interdisciplinary unity of directing, scenography, philosophy.

Аннотация

Предметом данного исследования является геометризация философской антропологии в рамках уче-

ния Бахтина о гносеологической машине Самости. Результатом этого исследования является вывод о Са-

мости в виде круга (который понимается как траектория) в рамках фактически междисциплинарного (ан-

тропологического, гносеологического, эстетического) учения Бахтина о Самости. Назначением данной

Page 6: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

6 The scientific method №8 (8)/2017

статьи является доведение до сведения режиссеров идеи о настоятельной необходимости широкого и глу-

бокого антропологического, философского, эстетического образования, а также идеи об органическом

междисциплинарном единстве режиссуры, сценографии, философии.

Keywords: anthropologization, Bakhtin, geometrization, epistemology, interdisciplinarity, directing, aesthet-

ics.

Ключевые слова: антропологизация, Бахтин, геометризация, гносеология, междисциплинарность,

режиссура, эстетика.

Введение. Антропологизация как причина

междисциплинарности и геометризация как ос-

нова междисциплинарности. Новая физика XX в.

(теория относительности и квантовая механика) по-

родила не только антропологизацию физики (плю-

рализм всех точек зрения наблюдателей: пара-

метры физического явления зависят от конкретной

точки зрения наблюдателя или от самого наличия

наблюдателя; антропный принцип), но и — опосре-

дованно — также и антропологизацию экономики

(нейроэкономика), антропологизацию эстетики

(Бахтин М. М.), антропологизацию музыки (Шен-

берг А., Веберн А., Берг А.: додекафония как плю-

рализм всех тональностей), антропологизацию по-

литики (приоритет прав человека) и т. д. Эта антро-

пологизация и является основой современного

интереса к междисциплинариности. При этом гео-

метризация как сведение конкретного явления к

«системе общих форм» и является основой междис-

циплинарности. Это и породило геометризацию

живописи (Раушенбах Б. В.), геометризацию фило-

софской антропологии (Бахтин М. М.) и т. д. «Круг

антропологизация — геометризация» замкнулся в

рамках учения Бахтина о Самости.

1. Гносеологическая машина Самости и

внутриличностный кругозор как взаимно пер-

пендикулярные круги. В антропологической он-

тологии Бахтина Самость представляет собой си-

стему, состоящую из большого количества само-

свойств, которые делятся на три типа и в своей ор-

ганической совокупности составляют «гносеологи-

ческую машину». При этом Самость и кругозор, бу-

дучи кругами, обладают именно геометрическими

характеристиками: круг Самости является именно

диалектической траекторией, а круг кругозора вы-

ступает в качестве именно границы и ограждения.

Органическое единство антропологических и эсте-

тических явлений, своейственное учению Бахтина,

в данном случае проявляется как единство круга

Самости и круга кругозора. Будучи «внутрилич-

ностным ограждением», кругозор является антро-

пологическим явлением (в отличие от «внешнелич-

ностного ограждения» рамой Автора, которое есть

эстетическое явление). У Бахтина Я (имеющее в

мировом хронотопе собственную точку зрения «ан-

тропологического наблюдателя») не равно Само-

сти, а связь Самости и Я осуществляется через со-

ставление кругозора («монтирование фильма»), где

Я присваивает и осмысливает информацию, постав-

ляемую из его единственной точки круговыми гно-

сеологическими актами Самости (снаружи внутрь),

перпендикулярными кругозору (изнутри «антропо-

логического внутриличностного пространства»).

Самость Бахтина является диалектической, что и

обеспечивает «обмен информации» (похожий на

биологический «обмен веществ» или на «кругово-

рот воды в природе») в рамках кругозора («антро-

пологического тела»). При этом каждый «гносеоло-

гический акт» Самости позволяет своему Я именно

на стыке с уникальной информацией (Пиаже Ж.) са-

моощутиться как «Я есть Я». Постепенно «гносео-

логическая работа» Самости приводит к построе-

нию внутриличностного пространства, которое по

представлениям Бахтина является «антропологиче-

ской отчизной» конкретного Я. Однако если Автор

порождает Героя (а нечто сходное присходит даже

в рамках любой межличностной коммуникации), то

Автор должен восполнять кругозор Героя (а в эсте-

тическом смысле «образ Героя» и есть искус-

ственно созданное Автором «эстетическое внутри-

личностное пространство» Героя). При этом в эсте-

тическом смысле Герой (в рамках конкретного

произведения искусства) собственного Я, разуме-

ется, не имеет (а в рамках коммуникации в антро-

пологическом смысле наличие Я у собеседника в

диалоге вовсе научно недоказуемо: солипсизм), да

и кругозор Героя возник вовсе не от его же соб-

ственной Самости, а именно от «творческой воли»

Автора (а в рамках коммуникации наличие Само-

сти также научно недоказуемо).

2. Бахтин: геометризация Самости как

единство антропологиии и эстетики. У Бахтина

«округлое» понятие «кругозор» тесно связано с по-

нятием «Самость», которая, как оказалось, подобно

электрону на его округлой электронной орбитали

(вернее, подобно диалектическому единству орга-

нически цельного «электронного облака»), суще-

ствует как «диалектический круг» («облако Само-

сти») во внутриличностном пространстве конкрет-

ного человека. Исследуя понятия Самость и

кругозор, Бахтин не забывает подчеркивать нали-

чие округлости как их геометрической характери-

стики. Так он упоминает, что Кант исходит из уста-

новки субъективного сознания, из кругозора, т. е. не

из науки (например, геометрии).[3, с. 337] При

этом у Бахтина округлость Самости является

именно диалектической траекторией (хотя Бубер

М. и полагает, что Самость Хайдеггера является

геометрически замкнутой Самостью, огражде-

нием), а округлость кругозора приравнивается к

ограждению (так Джеймс У. пишет, что личности

необходимо осмыслить свою же собственную са-

мотождественность, а также свои личностные

границы и свое место в мире), хотя граница между

кругозором и окружением в биографии человека не

устойчивая.[1, с. 228] И тут подразумевается орга-

ническое единство антропологических явлений и

эстетических явлений: антропологическое по сути

мировоззрение устрояет и объединяет кругозор че-

ловека, а эстетический по сути стиль устрояет и

Page 7: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 7

объединяет его окружение.[1, с. 260] К человеку в

категории Я мир повернут стороной своей заданно-

сти, это кругозор его поступающего сознания, кото-

рое также изнутри внутриличностного простран-

ства предвидит (экзистенциализм) свет будущего

(со смертью), разлагающий устойчивость и само-

ценность плоти человека.[1, с. 202] Только цен-

ность смертного человека (с его личной точкой в

пространстве-времени) дает масштабы для про-

странственного и временного ряда (и возможность

создания произведения искусства): пространство

уплотняется, как возможный кругозор смертного

человека, его возможное окружение.[2, с. 59] Мир

в искусстве не кругозор поступающего духа, а окру-

жение отошедшей или отходящей души.[1, с. 201]

Целое пьесы («эстетическая форма»), вовсе не

находится изнутри Героя, не выступает как его жиз-

ненный кругозор, а видится с точки зрени Автора-

созерцателя, именно как окружение Героя (скульп-

туры Бранкузи К.; любимая девушка в повести

Тендрякова В. Ф. «Весенние перевертыши»).[1, с.

151] Но «антропологическая форма» может быть

понята именно изнутри Героя: как самовыражение

его жизни, а в рамках экспрессивной теории она по-

добна структуре мира жизни, а также миру самой

необузданной мечты о себе, где вовсе нет чистого

окружения, а есть только кругозор.[1, с. 147] При

этом в случае самодовольства человека лица и

предметы не окружают его, а входят именно в его

кругозор.[1, с. 145] Возникает двоякость: и тут

только внутреннее самоощущение Героя решает во-

прос, его ли это тело, т. к. мир его мечты о себе уже

располагается перед ним, как и кругозор его дей-

ствительного видения («поучение человечества»:

Толстой Л. Н., Розанов В. В., Солженицын А. И.).[1,

с. 108] Переживание человека в действительном

кругозоре его жизни также носит двоякий характер,

т. к. человек в категории Я и человек в категории

Другие движутся в разных планах (плоскостях) ви-

дения и оценки, и чтобы перевести Я и Других в

одну, общую, единую плоскость, человек в катего-

рии Я должен стать ценностно вне своей жизни и

воспринять себя, как Другого и среди Других, а его

тело должно стать эстетически значимым, но не в

контексте его собственного самосознания.[1, с.

135] Но как это сделать, если все моменты ценност-

ного завершения трансгредиентны самосознанию, а

в мире ценностного самосознания человека в кате-

гории Я нет эстетически значимой ценности его

тела и его души, они не построяются в его кругозоре

его собственной активностью, его кругозор не мо-

жет замкнуться и обстать его, как его ценностное

окружение?[1, с. 246] Так что остается только одно:

действие изнутри действующего сознания отрицает

ценностную самостоятельность всего данного,

художественные характеристики переводят дей-

ствие в другой план, т. е. из кругозора действую-

щего в кругозор вненаходящегося созерцателя,[1, с.

123] потому что когда человек в категории Я сна-

ружи созерцает цельного Другого, то их пережива-

емые кругозоры изначально принципиально не сов-

падают.[1, с. 104] И если кругозор сознания Дру-

гого заполнен неким трагическим обстоятельством,

которое заставляет его страдать, то и человек в ка-

тегории Я должен усвоить себе его вполне конкрет-

ный жизненный кругозор так, как тот сам его пере-

живает; и в этом кругозоре, конечно, не окажется

целого ряда конкретных моментов, доступных че-

ловеку в категории Я именно с его места в хроно-

топе.[1, с. 106] Только предмет бывает самостоя-

телен и не противостоит Герою в его возможном

пространственном кругозоре,[1, с. 174] который в

эмоционально-волевом тоне становится «личной

отчизной» Героя.[1, с. 73] По представлениям Бах-

тина гносеологическая машина Самости появля-

ется тогда (у Канта И. Самость выходит за рамки

гносеологии), когда Я одного конкретного человека

пребывает именно в его земном теле в конкретных

(«три единства классицизма») обстоятельствах:

времени, места и биографии (при этом в рамках эк-

зистенциализма соотношение Я и Самости осу-

ществляется именно наоборот: Самость верифици-

рует собственное Я и раскрывается конкретно

именно в экзистенции, а по представлениям Сартра

Ж.-П. Самость вообще не равна Я). У Бахтина связь

Самости и Я осуществляется через составление

кругозора («монтирование фильма»): Я осуществ-

ляет осознанное «антропологическое присвоение»

(осмысление) исключительно эксклюзивной ин-

формации (поступающей во внутриличностное

пространство в результате круговых гносеологиче-

ских актов Самости: из единственной точки кон-

кретного Я). В отличие от Канта Бахтин под Я по-

нимает не самосознание вообще (Ньютон И.), а

именно конкретное (Эйнштейн А.) самосознание

«Я есть Я» (так Шеллинг Ф. В. Й. пишет, что необ-

ходимо смотреть на мир, исходя из субъекта и иде-

альности), имеющее в мировом хронотопе свою,

личную точку зрения наблюдателя (чтобы каждое

«Я есть Я» самоощущалось именно на стыке с уни-

кальной информацией). Уникальное внутрилич-

ностное пространство человека, архитектонически

выстроенное из битов информации Самости и пре-

бывающее в округлости кругозора, является про-

странством обитания «Я есть Я»: т. е. в эмоцио-

нально-волевом тоне возможный пространствен-

ный кругозор становится отчизной обитания

конкретного Я.[2, с. 62]

3. Расчеловечивание Постмодерна и ши-

роко распространяющийся аутизм. В эпоху

Постмодерна декларируется отказ от метафизиче-

ской Самости в пользу нарративной, файловой, си-

мулятивной Самости, а Самость как антропологи-

ческая индивидуальность (в качестве иллюзии) от-

рицается вообще («расчеловечивание

Постмодерна»). Но если кругозор рассматривается

без Самости в союзе с «конкретным Я» Бахтина, то

тогда становится возможным искусство (Самость

же без Я ведет к аутизму: Гиренок Ф. И.), где целое

обусловлено ограниченным кругозором Автора.[1,

с. 70] Избыток видения Автора как Я относительно

видения Героя как Другого и есть «внутреннее про-

странство произведения искусства» (как созданный

автором «искусственный кругозор»): избыток виде-

ния — это почка, где дремлет форма (в том числе и

Page 8: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

8 The scientific method №8 (8)/2017

геометрическая).[1, с. 106] Во внутреннем про-

странстве произведения искусства, как люди в

окружающем нас мире, действуют Герои данного

произведения: и здесь преобладает контекст Ав-

тора, т. е. эстетическое свидание в пространстве

произведения важнее антропологической событий-

ной близости в едином кругозоре двух Героев.[2, с.

63] Создавая Героя как «антропологическую инди-

видуальность», Автор создает и его внутренний

кругозор. В рамках искусства нужно, чтобы избы-

ток видения Автора восполнял кругозор созерцае-

мого Героя.[1, с. 106] Фактически понятие «образ

Героя» и есть искусственно созданное Автором эс-

тетическое внутриличностное пространство Героя,

заключенное в его «искусственном кругозоре». Это

и служит ответом на вопрос о Герое с кругозором:

кто он есть?[1, с. 234]

4. Теория режиссуры: матрешка кругозоров

как произведение искусства. Само произведение

искусства является матрешкой ряда искусственных

кругозоров. Так «эстетический кругозор» простран-

ства произведения включает в себя как «отгорожен-

ную единицу» «антропологический кругозор» внут-

реннего пространства Героя, т. к. предметный мир

художественного произведения не есть единство и

структура жизненного кругозора героя, не моменты

кругозора действующего человека.[1, с. 173] По-

этому профессиональная режиссура и начинается с

создания «кругозора произведения» («режиссер-

ская сценография»), а продолжается созданием кру-

гозоров героев (режиссерские репетиции с акте-

рами): актер в воображении переживает жизнь Ге-

роя, моментом кругозора которой являются

действующие лица и декорации.[1, с. 150] В подоб-

ном смысле режиссура есть «эстетическое отраже-

ние» «антропологического становления» личности.

Так кругозор мальчика, играющего в атамана раз-

бойников, и есть кругозор изображаемого им раз-

бойника.[1, с. 149] Логика кругозора есть источник

несистематической философии; имманентная ло-

гика эстетического образа создает и движет ряд фи-

лософских концепций.[3, с. 333] Однако при обще-

нии любой человек предполагает конкретный кру-

гозор собеседника, который в принципе возможно

закрепить на материальном носителе и сделать до-

ступным для Других как произведение искусства

(«антропологическая эстетика»). И внутреннее про-

странство антропологического видения, и внешнее

пространство эстетического изображения имеют

ценностную тяжесть как внешнее окружение Ав-

тора и внутренний кругозор Героя (ассоциативное

пересечение двух кругов).[1, с. 70] Кругозор чело-

века в категории Я восполняет и завершает дей-

ствующий кругозор Другого, так что можно просле-

дить своеобразие переживания в самосознании и по

отношению к Другому человеку.[1, с. 124]

Заключение. Геометрический и эстетиче-

ский характер антропологической онтологии

Бахтина: построение архитектоники внутри-

личностного пространства. Антропологическая

онтология Бахтина является учением о построении

конкретным человеком архитектоники собствен-

ного внутриличностного пространства. При этом

«геометризация философской антропологии» фак-

тически является основой «инженеринга внутри-

личностного пространства»: как «антропологиче-

ской отчизны» конкретного Я, наблюдающего

жизнь (в течение биографии) из конкретной точки

хронотопа Бахтина. По мысли Бахтина «антрополо-

гическое пространство» конкретной личности явля-

ется таким же «формальным пространством», как и

«эстетическое пространство» конкретного произве-

дения искусства. Отсюда и «антропологизация эс-

тетики» Бахтина.

Литература

1. Бахтин М. М. Автор и герой в эстетической

деятельности. / Бахтин М. М. Собрание сочинений.

Т. 1. Философская эстетика 1920-х годов. М.: Рус-

ские словари; Языки славянской культуры, 2003.

2. Бахтин М. М. К философии поступка. / Бах-

тин М. М. Собрание сочинений. Т. 1. Философская

эстетика 1920-х годов. М.: Русские словари; Языки

славянской культуры, 2003.

3. Бахтин М. М. Лекции и выступления М. М.

Бахтина 1924 — 1925 гг. в записях Л. В. Пумпян-

ского. / Бахтин М. М. Собрание сочинений. Т. 1.

Философская эстетика 1920-х годов. М.: Русские

словари; Языки славянской культуры, 2003.

Page 9: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 9

MEDICAL SCIENCES

SYSTEM OF PREDICTING THE DEVELOPMENT OF POSTOPERATIVE COMPLICATIONS IN CHILDREN WITH CONGENITAL HEART DISEASES

OPERATED IN THE CONDITIONS OF ARTIFICIAL CIRCULATION

Borisov G.V.

Yakovenko A.V.

National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute. Igor Sikorsky " Kiev

Ukraine

СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ

У ДЕТЕЙ С ВРОЖДЕННЫМИ ПОРОКАМИ СЕРДЦА, ОПЕРИРОВАННЫХ В УСЛОВИЯХ

ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Борисова Г. В.

Яковенко А.В.

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт

им. Игоря Сикорского», город Киев

Украина

Abstract

The paper presents a developed mathematical model for prediction of postoperative pulmonary complications

of children up to 3 years old with congenital heart defects. The main risk factors are identified.

Аннотация

В работе представлена разработанная математическая модель прогнозирования послеоперационных

легочных осложнений у детей возрастом до 3 лет с врожденными пороками сердца. Определены основные

факторы риска.

Keywords: Pulmonary complications, prediction, mathematical models, congenital heart disease, logistic bi-

nary regression.

Ключевые слова: Легочные осложнения, прогнозирование, математические модели, врожденный по-

рок сердца, искусственное кровообращение.

Введение

Врожденные кардио-заболевания остаются

важной проблемой по сей день. Только в Украине

за год на 1000 новорожденных у 80 диагностируют

врожденный порок сердца. Заболевания такого

рода требуют оперативного лечения, в частности

операций с применением искусственного кровооб-

ращения (ИК). Однако известно, что нарушения

функций легких у детей после подобного хирурги-

ческого вмешательства достигают 18,4%. Такие

осложнения не редко ведут к увеличению после-

операционной заболеваемости и летальному ис-

ходу пациента [1-4].

Кроме того, существуют противоречия по по-

воду влияния тех или иных факторов риска на ко-

личество появлений легочных осложнений у мла-

денцев [5].

Поэтому актуальным является создание си-

стем прогнозирования подобных осложнений для

поддержки принятия решения лечащим врачом и

дальнейшей коррекции тактики ведения пациента.

Цель работы Разработка информационной системы прогно-

зирования развития легочных осложнений в раннем

послеоперационном периоде у детей с врожден-

ными пороками сердца при операциях с примене-

нием искусственного кровообращения на основе

математических моделей создание информацион-

ной системы.

Материалы и методы

Для решения поставленной цели исследования

проведен анализ результатов хирургического лече-

ния 333 пациентов с врожденными пороками

сердца (ВПС), которым было выполнено хирурги-

ческое вмешательство с применением ИК в период

2013-2015 годов. Все вмешательства выполнены в

Государственном учреждении «Национальный ин-

ститут сердечно-сосудистой хирургии им. Н.Н.

Амосова »АМН Украины. Было зафиксировано со-

стояние пациентов до и после операции, а так же

наличие легочных послеоперационных осложне-

ний.

Данная выборка была разделена случайным

образом на обучающую и тестовую в соотношении

80%:20%. Обучающая группа использовалась для

построения модели прогнозирования осложнений,

а на тестовой проводилась оценка эффективности

разработанной модели.

Все данные состоят из показателей, что были

сняты в ходе лечения пациентов. Средний возраст

больных – 12 (±1) месяцев: девочки от 0,03 до 37

(18 ± 1) месяцев, мальчики – от 0,033 до 36 (18 ± 1)

месяцев. Далее представлена общая клиническая

характеристика больных N= 333.

Page 10: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

10 The scientific method №8 (8)/2017

Таблица 1

Общая клиническая характеристика больных

Обучающая выборка

N=258

Тестовая выборка

N=75

м (n=122) д (n=136) м (n=39) д (n=36)

Возраст 0,033 до 36

(12 ± 1 )

0,033 до 37

(12 ± 1)

0, 06 до 33

(13±1)

0,1 до 32

(11±1)

Хромосомная и генетиче-

ская патологии 12 9,8% 13 9,5 % 2 5,1 % 5 13,9 %

Кардио осложнения во

время операции 8 20,6 % 6 16,7 % 9 18 % 7 12,96 %

Легочные осложнения 9 23,1 % 8 22,2 % 13 26 % 14 25,93 %

Распределение больных за количеством после-

операционных усложнений представлено в Таб-

лице 2.

Таблица 2

Сравнительный анализ частоты развития осложнений

Научная выборка

N=258

Тестовая выборка

N=75

м (n=122) д (n=136) м (n=39) д (n=36)

Пневмония 10 8,2% 6 4,3% - - 3 8,4%

Ателактаз 2 1,6% 2 1,4% 1 2,6% 4 11,1%

Дыхательная недостаточ-

ность 18 14,8% 11 8,1% 8 20.5% 1 2,8%

Послеоперационные легоч-

ные осложнения 30 24,6 % 19 13,8 % 9 23,1 % 8 22,3 %

Без усложнений 92 75,4% 117 86% 30 76,9% 28 77,8%

Используя метод бинарной логистической ре-

грессии (БЛР) были созданы математические мо-

дели прогнозирование развития послеоперацион-

ных легочных осложнений за значимыми факто-

рами.

Входящие данные состояли из 33 показателей,

которые были зарегистрированы в ходе лечения.

Было выделено 6 признаков с помощью логиче-

ского анализа и анализа связей используя корреля-

ционный анализ, все они имеют статистически зна-

чимую (р <0,05) корреляционную связь.

Также были определены коэффициенты урав-

нения регрессии a1…n, относительно обцчающей вы-

борки – статистическая значимость и отношение

шансов и их влияние на осложнения [6-10].

Таблица 3

Факторы риска, что вошли в модель прогнозирования развития легочных осложнений у пациен-

тов после операции в раннем послеоперационном периоде определенные методом БЛР

(Обучающая выборка, N=258)

Группы за факторами риска Число пациен-

тов n Отношение шан-

сов

OR (95%CI)

Коеф.

Урав-

нен.ре-

грес-

сии

a1…n

p* Усл.

обозн. Факторы риска

Не

было

лег.осл.

Лег.

осл.

1 2 3 4 5 6 7

X1 Пол м 92 30 1,0

0,563 0,03 ж 117 19 2,0 (1,1-3,8)

X2 Возраст До года 101 37 3,3 (1,6-6,7)

0,696 0,001 После года 108 12 1,0

X3 Индекс массы

тела

Норма 11 13 1,0

0,403 0,002

Меньше

нормы 82 32 3,0 (1,2-7,5)

Больше

нормы 16 4 4,7 (1,2-18,4)

X4 Кардиальные

осложнения во

время операции

Нет 173 32 1,0

0,274 0,002 Другие осл. 14 1 2,6 (0,3-20,4)

Осл. ССС 20 13 0,3 (0,1-0,6)

Page 11: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 11

Осл. дых.

сист 2 3 0,1 (0,02-0,8)

X5

Продолжитель-

ность искус-

ственной венти-

ляции легких

(часы)

0 2 1 1,0

0,780 0,000

1-6 131 11 5,9 (0,5-70,9)

7-12 30 3 5,0 (0,3-72,7)

13-24 17 8 1,1 (0,1-13,5)

>24 28 27 0,5 (0,04-6,1)

X6 Гематокрит (ко-

нец операц.)

Норма 89 31 1,0

0,585 0,008

Меньше

нормы 118 18 2,3 (0,02-5,7)

Больше

нормы 1 1 0,3 (0,2-0,7)

a0* = -3,229

*)a0 –свободный член уравнения БЛР; р – значимость.

Сама математическая модель прогнозирования

вероятности развития легочных осложнений в ран-

нем послеоперационном периоде после операции с

применением ИК на обучающей выборке имеет

следующий вид:

11

11 ze

k

где

z1 = 0,563 · x1 + 0,696 · x2 + 0,403 · x3 + 0,274 · x4 + 0,78 · x5 + 0,585 · x6 – 3,229.

k1 – вероятность развития легочных осложне-

ний на обучающей выборке;

e – экспонента, основа натуральных логариф-

мов;

z1 – показатель, что определяет степень влия-

ния факторов риска на развитие легочных осложне-

ний;

x1..n –фактор, что влияет на развитие легочных

осложнений [10].

Исходя из таблицы 3 (5 столбец) можно сде-

лать вывод что наибольший шанс развития после-

операционных легочных осложнений имеют дети, у

которых продолжительность искусственной венти-

ляции легких проводилась от 1 часа и до 12 часов.

В зоне большего риска также дети возрастом

меньше 1 года и с индексом массы тела отменным

от нормы. Если состояние пациента позволяет не

проводить срочное хирургическое вмешательство,

будет уместным привести его показатели в норму и

таким образом вывеси пациента из зоны потенци-

ального риска, тем самым уменьшив возможность

возникновения послеоперационных легочных

осложнений [11-12].

Характеристики оценки качества моделей ре-

троспективного массива для обучающей и тестовой

выборок, построенных методом БЛР приведено в

таблице 4.

Таблица 4

Характеристики оценки качества моделей для обучающей и тестовой выборок

Наблюдения Предусмотренное от-

сутствие ЛО

Предусмот-

ренные ЛО

Процент коррект-

ности,%

Чувствитель-

ность,%

Специфич-

ность,%

Обучающая выборка, N = 258

Отсутствие ЛО 200 9 82,9 85,11 60,86

Наличие ЛО 35 14

Тестовая выборка, N = 75

Отсутствие ЛО 56 2 85,3 86,15 80,00

Наличие ЛО 9 8

Данная модель имеет чувствительность

85,11% и специфичность 60,86 %. Верно опреде-

лены были 214 из 258 случаев – 82,9%.

К пациентам с осложнениям относили случаи

с рассчитанной вероятностью 0,5 и больше. При

смещении граничного значения удалось повысить

чувствительность, однако, процент верных отноше-

ний уменьшался.

При проверке на устойчивость модель из те-

стовой выборки распознала 64 случая из 75, и это

85,3%. Чувствительность в данном случае соста-

вила 86,15 %, а специфичность 80,00%.

Наглядным подтверждением качества полу-

ченной модели являются построенные ROC-

кривые. (рис. 1).

Page 12: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

12 The scientific method №8 (8)/2017

Рис. 1 ROC-кривые: а – обучающая выборка, б – тестовая

Площадь под ROC-кривыми составила: S =

0,815 для обучающей выборки, S = 0,757 для тесто-

вой выборки (р < 0,001), что дает основания утвер-

ждать об адекватности модели [10].

Используя полученные модели, была разрабо-

тана информационная система прогнозирования ле-

гочных осложнений у детей с врожденными поро-

ками сердца(рис. 2).

Рис. 2 - Вкладка расчета вероятности послеоперационных легочных осложнений

Выводы

В ходе работы были созданы математические

модели прогнозирования осложнений в раннем по-

слеоперационном периоде у детей с врожденными

пороками сердца при операциях в условиях искус-

ственного кровообращения. Доказательством каче-

ства модели являются построенные ROC-кривые,

площадь под которыми составила: S = 0,815 для

обучающей выборки, S = 0,857 для тестовой .

Разработанные модели позволяют определять

группу риска относительно состояния пациента,

могут быть использованы в принятии решений и

способствовать дальнейшей коррекции тактики ле-

чения пациента.

Page 13: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 13

Литература

1. Ретроспективний аналіз легеневих усклад-

нень у дітей із вродженими вадами серця, оперован-

них в умовах штучного кровообігу / Л. В.

Мошківська, Є. А. Настенко, С. М. Бойко та ін.]. //

Вісник серцево-судинної хірургії. – 2015. – С. 126–

129.

2. Мошківська Л. В., Труба Я. П., Бойко С. Н.

та ін. Аналіз захисту легень у дітей із вродженими

вадами серця протягом операцяї зі штучним крово-

обігом // Вісник серцево-судинної хірургії. – 2014.

– С. 207–210.

3. Баутин, А. Е. Неинвазивная вентиляция

легких при ОРДС у кардиохирургических больных

/ А. Е. Баутин, Г. Г. Хубулава, А. Б. Наумов, В. В.

Оссовских // Общая реаниматол. – 2007. – Т. 3, № 3.

– С. 65–70.

4. Edmunds L. H. Jr. Inflammatory response to

cardiopulmonary by-pass // Ann Thorac Surg. – 1998.

– Vol. 66. – S12–6.

5. Бокерия Л. А., Голухова Е. З., Мерзляков В.

Ю. та ін. Факторы риска и система прогнозирова-

ния развития послеоперационных легочных ослож-

нений у кардиохирургических пациентов // Креа-

тивная кардиология. – 2011. – №2. – С. 24–36.

6. Сагатов И. Е.. Прогнозирование вероятно-

сти послеоперационных осложнений у кардиохи-

рургических пациентов путем оценки и стратифи-

кации рисков// Медицинский альманах. – 2015. –

№3. – С. 79–80.

7. Койчубенков Б. К., Сорокина М. А.,

Мхитарян К. Э.. Математические методы прогнози-

рования в медицине – 2014 – №4 – с. 29–35

8. Ларичев О.И., Петровский А.В. Системы

поддержки принятия решений. Современное состо-

яние и перспективы их развития. // Итоги науки и

техники. Сер.Техническая кибернетика. − Т.21. М.:

ВИНИТИ, с. 35

9. Садыкова Е. В. Информационные техноло-

гии систем поддержки принятия решений врача //

Информационно-управляющие системы. – 2012. –

№5. – c. 89–91.

10. Логистическая регрессия и ROC-анализ —

математический аппарат [Електронний ресурс] //

basegroup – Режим доступу до ресурсу:

https://basegroup.ru/community/articles/logistic.

11. Отношение шансов [Електронний ресурс]

// medstatistic. – 2013. – Режим доступу до ресурсу:

http://medstatistic.ru/theory/odds_ratio.html.

12. Бабич П.Н., Чубенко А. В., Лапач С. Н..

Применении современных статистических методов

в практике клинических исследований.Сообщение

третье. Отношение шансов: понятие, вычисление и

интерпретация // Український медичний часопис. –

2005. – №2. – С. 113–119.

SIMULATOR CARDIAC OUTPUT, MEASURED BY BOLUS THERMODILUTION METHOD, FOR TESTING PATIENT CONDITION MONITORS

Liubarenko N.S.

National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Ukraine

ІМІТАТОР СЕРЦЕВОГО ВИКИДУ, ВИМІРЮВАНОГО МЕТОДОМ БОЛЮСНОЇ

ТЕРМОДИЛЮЦІЇ, ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ МОНІТОРІВ СТАНУ ПАЦІЄНТА

Любаренко Н.С.

Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний інститут

імені Ігоря Сікорського»

Україна

Abstract

The developed simulator cardiac output, measured by bolus thermodilution method, for testing patient con-

dition monitors. During development software environment used: Borland C++ Builder 6.

Анотація

Розроблено імітатор серцевого викиду, вимірюваного методом болюсної термодилюції, для тесту-

вання моніторів стану пацієнта. В ході розробки використано програмні середовища: Borland C++ Builder

6.

Keywords: simulator, verification, bolus thermodilution, Swan-Ganz catheter.

Ключові слова: імітатор, повірка, болюсна термодилюція, катетер Сван-Ганца.

Якісне обладнання відіграє важливу роль в ме-

дичній практиці і вимоги, які пред’являються для

нього, збільшуються з підвищенням складності по-

ставленої задачі перед медиками . Спеціальні при-

лади дозволяють поставити точний діагноз, призна-

чити максимально ефективне лікування і відсте-

жити його результати. При проведенні інтенсивної

терапії монітор, який знаходиться безпосередньо

біля ліжка хворого, є незамінним помічником для

лікаря.

Визначення серцевого викиду відіграє важ-

ливу роль як для ведення пацієнта під час анестезії,

так і при проведенні заходів інтенсивної терапії: по-

чинаючи від оцінки передбачуваних змін під час ін-

дукції і закінчуючи моніторингом при обширному

Page 14: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

14 The scientific method №8 (8)/2017

втручанні або інтенсивній терапії. Методики по-

глибленого моніторингу часто використовуються

при ускладненнях з інтерпретацією клінічних

ознак.

Прилади, що вимірюють серцевий викид ши-

роко використовуються у великих клінічних цен-

трах, лікарнях та інших організаціях охорони здо-

ров’я [1]. Оцінка заповнення об’єму серця відбу-

вається за допомогою методу термодилюції, що

представляє собою інвазивний метод гемодинаміч-

ного моніторингу. Для повірки та тестування таких

приладів використовують імітатор серцевого ви-

киду, що вимірюється методом болюсної термоди-

люції.

Актуальність теми полягає в тому, що перед

використанням у медичних закладах прилад має

пройти повірку та тестування за допомогою іміта-

тора серцевого викиду, вимірюваного методом бо-

люсної термодилюції. Такі імітатори виконують

функцію еталону, що дає змогу перевірити

відповідність продукції до державних технічних

стандартів.

Метод термодилюції – метод терморозведення

для визначення серцевого викиду. Метод заснова-

ний на принципі розведення індикатора в систем-

ному кровотоці.

Катетер Сван-Ганца – катетер, який викорис-

товується в медицині для оцінки параметрів цент-

ральної гемодинаміки. Катетер Сван-Ганца (рис. 1)

в класичному варіанті – це чотирьохпросвітний ка-

тетер з чотирьома портами: венозним (проксималь-

ним) портом, коннектором термодатчика, портом

для роздуття балону і легеневим (дистальним) пор-

том. Канал дистального порту відкривається на кі-

нці проксимального катетера – на деякій відстані

від нього (в залежності від розміру катетера, приб-

лизно 30 см). На кінці катетера розташований балон

для роздуття та перекривання просвіту легеневої

артерії, на невеликій відстані до нього розташову-

ється термодатчик.

Рисунок 1– Схема постановки катетера Сван-Ганца у серце [2]

Катетер проводиться через верхню порожни-

сту вену таким чином, що термістор розташову-

ється в стовбурі легеневої артерії, а отвір, через

який вводиться індикатор – в правому передсерді.

Викид крові серцем визначається комп’ютер-

ною програмою, що інтегрує площу кривої термо-

дилюції. Для кращого та точного вимірювання сер-

цевого викиду необхідно швидко і рівномірно вво-

дити болюс (відносно великий об’єм рідини або

дози лікарського засобу, що викликає швидку від-

повідь), температура і об’єм якого повинні бути

строго задані в компʼютері.

Перед установкою катетера повинен бути

налагоджений моніторинг: неінвазивне

вимірювання артеріального тиску, ЕКГ, пульсокси-

метр. Якщо катетер вводиться пацієнту, який знахо-

диться при свідомості, то повинна бути проведена

його адекватна седація. Також необхідно встано-

вити носовий катетер для інгаляції кисню з метою

профілактики гіпоксії [2].

Моніторинг серцевого викиду дозволяє отри-

мати більш точну інформацію про систему крово-

обігу під час критичного стану. На основі гемоди-

намічних показників, що розраховуються за зна-

ченням серцевого викиду (серцевий індекс,

загальний периферичний судинний опір, легеневий

судинний опір, ударний об’єм, ударний індекс,

ударний індекс правого шлуночка, ударний індекс

лівого шлуночка), можна отримати інформацію про

переднавантаження, ступінь оксигенації змішаної

венозної крові та обʼєм циркулюючої крові, що

важливо при захворюваннях серця, легень, ін-

фузійній терапії, хірургічних втручаннях та усклад-

неній вагітності.

Page 15: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 15

Постановка задачі:

Проаналізувавши існуючі аналоги імітування

серцевого викиду, вимірюваного методом болюс-

ної термодилюції, оцінивши їхні переваги та

недоліки вирішено розробити імітатор серцевого

викиду, вимірюваного методом болюсної термоди-

люції, з розширеним діапазоном параметрів та

імітацією артефактів для тестування моніторів

стану пацієнта.

У табл.1 представлені технічні характеристики

розробленого імітатора.

Таблиця 1

Технічні характеристики розробленого імітатора

Параметр Значення Одиниці вимірювання

Об’єм болюсу 3, 5, 10 см3

Температура болюсу 0, 5, 10, 15, 20, 24 °C

Температура крові 37, 38, 40, 42 °C

Фіксоване значення серце-

вого викиду 1, 3, 5, 6 ,7 ,10, 15, 20 л/хв

До технічних характеристик також відно-

сяться:

1. Тип катетера: Baxter Edwards, 131H7F.

2. Обчислювальна константа: 0,542 (однакова

для всіх температур).

3. Похибка вимірювання 5%.

Робота імітатора забезпечується такими бло-

ками: блоком керування, блоком імітації темпера-

тури болюсу та катетера Сван-Ганца. На вхід пода-

ється канал USB, на вихід – канал датчика темпера-

тури болюсу та канал катетера Сван-Ганца.

На рис.2 зображено структурну блок-схему

імітатора для відображення основних блоків та

зв’язків між ними.

Рисунок 2 – Структурна блок-схема імітатора

У табл. 2 представлено головні елементи блоку

керування та їх призначення.

Таблиця 2

Функціональні елементи блоку керування

Назва Призначення

Мікроконтролер Приймає значення температури болюсу з АЦП, передає ці дані на

комп’ютер тестувальника, приймає дані з комп’ютера тестувальника

Система захисту Захищає сигнали USB та кола живлення від електростатичних зарядів та

перевищення напруги.

Джерело опірної напруги Підтримує на виході високостабільну постійну напругу в 5В, живить

опірний сигнал АЦП

Джерело тактового сиг-

налу Генерує електричні тактові сигнали

У табл. 3 представлено головні елементи блоку імітації температури болюсу та їх призначення.

Таблиця 3

Функціональні елементи блоку імітації температури болюсу

Назва Призначення

Блок реле Перемикає резистори

Блок резисторів Паралельно включені резистори імітують потрібну температуру

Цифровий резистор Використовується для досліджень, імітує малі відхилення темпера-

тури

Page 16: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

16 The scientific method №8 (8)/2017

У табл. 4 представлено головні елементи

блоку імітації катетера Сван-Ганца та їх призна-

чення.

Таблиця 4

Функціональні елементи блоку імітації катетера Сван-Ганца

Назва Призначення

Ключ Вимикання, імітація обриву катетера

Система захисту Захищає від високочастотних перешкод та електростатичного заряду

Два цифрових резистора Використовується для збільшення роздільної здатності

Для індикації роботи імітатора використо-

вується багатокристальний RGB-світлодіод – три-

хроматична конструкція з червоного, зеленого та

синього кольорів [3, с.102-123]. Червоний колір по-

казує стан аварії, синій колір – імітатор підключе-

ний, зелений колір – імітування серцевого викиду.

Для створення інтерфейсу користувача для ке-

рування використано програмне забезпечення

Borland C++ Builder 6 [4].

Програма інтерфейсу користувача має три діа-

логових вікна:

1. «Головне діалогове вікно».

2. «Керування».

3. «Параметри».

«Головне діалогове вікно» повідомляє про по-

милки. За допомогою кнопки «Сканувати» прохо-

дить пошук порту до якого підключений імітатор

серцевого викиду, вимірюваного методом болюс-

ної термодилюції. За допомогою кнопки «Підклю-

чити» програма підключається до даного порту.

«Головне діалогове вікно» показує швидкість пере-

дачі даних та кількість помилок; відкриває діало-

гові вікна «Параметри», «Керування».

На рис.3 зображено «Головне діалогове вікно».

Рисунок 3 – Інтерфейс користувача: «Головне діалогове вікно»

За допомогою діалогового вікна «Керування»

задаються параметри для імітації серцевого викиду

(обʼєм болюсу, температура болюсу, темпартура

крові). Кнопка «Застосувати» встановлює потрібні

значення параметрів імітування. Кнопка «Зупи-

нити» зупиняє роботу приладу. Кнопка «Встано-

вити нуль» скидає всі значення вимірювань на

нуль.

На рис.4 зображено діалогове вікно «Керу-

вання».

Рисунок 4 – Інтерфейс користувача: діалогове вікно «Керування»

Page 17: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 17

Діалогове вікно «Парамери» відображає зна-

чення виміряного серцевого викиду. Кінцевим ре-

зультатом вимірювання є середньоарифметична ве-

личина трьох значень серцевого викиду за умови,

якщо різниця між ними не перевищувала 5% абсо-

лютної величини показника. Проводиться розраху-

нок гемодинамічних показників, а саме:

- серцевий індекс;

- загальний периферичний судинний опір;

- легеневий судинний опір;

- ударний об’єм;

- ударний індекс;

- ударний індекс правого шлуночка;

- ударний індекс лівого шлуночка.

На рис.5 зображено діалогове вікно «Пара-

мери».

Рисунок 5 – Інтерфейс користувача: діалогове вікно «Параметри»

Кнопка «Go» призначена для запису значень

серцевого викиду, «Stop» – для зупинки запису зна-

чень серцевого викиду, «Clean» – для видалення

значеть з вікна, де вони були записані.

Перевірено чи відповідають вихідні значення

серцевого викиду розробленого імітатора значен-

ням за технічним завданням (табл.5). Для кожного

значення серцевого викиду за технічним завданням

зроблено по пʼять вимірювань [5, c. 307-420].

Для обчислення похибки приладу використано

метод багаторазових вимірювань.

Таблиця 5

Результати обчислення похибки імітатора (у %) серцевого викиду, вимірюваного методом болюс-

ної термодилюції

Значення серцевого ви-

киду за технічним завдан-

ням

Дисперсія Середньоквадратичне ві-

дхилення Результат

Похибка

імітатора

1 л/хв 0,0008 0,028 1 ± 0,028 л/хв 2,8 %

3 л/хв 0,0219 0,15 3 ± 0,15 л/хв 5 %

5 л/хв 0,06154 0,25 5 ± 0,25 л/хв 5 %

6 л/хв 0,08564 0,29 6 ± 0,29 л/хв 4,8 %

7 л/хв 0,11963 0,35 7 ± 0,35 л/хв 5 %

10 л/хв 0,2468 0,5 10 ± 0,5 л/хв 5 %

15 л/хв 0,5325 0,73 15 ± 0,73 л/хв 4,9 %

20 л/хв 0,9589 0,98 20 ± 0,98 л/хв 4,9 %

Похибка роботи імітатора не перевищує 5%, тому прилад працює вірно.

Висновок

У порівнянні з клінічним дослідженням

моніторинг серцевого викиду і тиску в легеневій ар-

терії інвазивним методом дозволяє отримати

найбільш точну інформацію про систему крово-

обігу під час критичного стану. Запропонований

імітатор серцевого викиду, вимірюваного методом

болюсної термодилюції, з розширеним діапазоном

та імітацією артефактів дозволяє тестувати

монітори стану пацієнта та зробити висновок щодо

відповідності приладу до державних технічних

стандартів. Це забезпечує якість та швидкість ро-

боти моніторів стану пацієнта, а також безпечне ви-

користання приладів у медичних закладах для ро-

боти з пацієнтами.

В майбутньому передбачається додати іміту-

вання нових артефактів: повільне введення болюсу

та введення болюсу у різних фазах дихального

циклу.

Література

[1] Azriel Perel. Thermodilution technique to

estimate cardiac output [Електронний ресурс] / Azriel

Perel // Rome. – 2009. – Режим доступу до ресурсу:

http://www.anest.ee/public/files/Cardiac%20output.pd

f.

[2] Swan-Ganz catheter [Електронний ресурс] //

Pulmonary artery catheter. – 2015. – Режим доступу

до ресурсу:

https://www.pinterest.com/pin/463378249137311056/

.

[3] Мирин Н. Функциональные электронные

узлы измерительных и диагностических систем:

Page 18: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

18 The scientific method №8 (8)/2017

учебное пособие / Н. Мирин, Т. Марина., 2015. –

271с.

[4] Karl A. Ruiter,. Thermo-dilution cardiac

output measurement simulator [Електронний ре-

сурс]/Karl A. Ruiter, // United States Patent – Режим

доступу до ресу-

рсу:http://www.frankshospitalworkshop.com/electroni

cs/projects/cardiac_output_computer_simulator/Ther

modilution%20Cardiac%20Output%20Computer%20

Simulator.pdf.

[5] Герберт Ш. С++ Базовый курс / Шилд Гер-

берт., 2013. – 624 с.

SIMULATOR OF RESPIRATORY FREQUENCY, MEASURED BY THE IMPEDANCE METHOD, WITH AN EXTENDED RANGE

Panchuk O.S.

National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Ukraine

ІМІТАТОР ЧАСТОТИ ДИХАННЯ, ВИМІРЮВАНОЇ ІМПЕДАНСНИМ МЕТОДОМ, З

РОЗШИРЕНИМ ДІАПАЗОНОМ

Панчук О.С.

Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний інститут

імені Ігоря Сікорського»

Україна

Abstract

The developed simulator of respiratory frequency, measured by the impedance method, with an extended

range, for testing patient condition monitors. During development software environment used: P-CAD 2006,

SolidWorks2013.

Анотація

Розроблено імітатор частоти дихання, вимірюваної імпедансним методом, для тестування моніторів

стану пацієнта. В ході розробки використано програмні середовища: P-CAD 2006, SolidWorks2013.

Keywords: simulator, verification, respiration rate, impedance method, ECG.

Ключові слова імітатор, повірка, частота дихання, імпедансний метод, ЕКГ.

Проведення моніторингу дихання в клінічних

умовах обумовлена постійно зростаючою склад-

ністю і тривалістю хірургічних втручань, збільшен-

ням важкості функціональних розладів у хворих та

ускладненням технічних засобів, що використову-

ються в клінічній практиці. У моніторах стану

пацієнта моніторинг зовнішнього дихання

здійснюється імпедансним методом. Суть методу

полягає в вимірюванні змін імпедансу грудної

клітки в залежності від наповненості легень по-

вітрям. Відтворення процесу моніторингу та

своєчасне повідомлення про відхилення від нор-

мальних значень дихання можуть нести за собою

важкі наслідки. Тому виносяться високі вимоги до

тестування відповідних каналів моніторів стану

пацієнта. Тестування каналів імпедансного дихання

здійснюється за допомогою імітатора частоти ди-

хання вимірюваної імпедансним методом. Даний

імітатор здатен генерувати сигнали еквівалентні

змінному імпедансу грудної клітки, які є еталон-

ними при тестуванні відповідних каналів монітору.

Це дає змогу визначити чи відповідають показники

роботи монітора до нормованих стандартів.

Актуальність теми полягає у необхідності пе-

ред використанням у медичних закладах монітор

стану пацієнта протестувати за допомогою іміта-

тора частоти дихання, вимірюваної імпедансним

методом з розширеними параметрами та додатко-

вими артефактами щоб перевірити відповідність

продукції до державних технічних стандартів.

Дихальну активність вимірюють за допомогою

імпедансного пневмографа. Суть методу полягає в

вимірюванні імпедансу, грудної клітки в залеж-

ності від наповненості легень повітрям. При вдиху

опір тіла при змінному струму (50-100 кГц) зростає

на 0,2 – 0,6%, а при видиху він повертається до по-

чаткового значення. Для реєстрації пневмограми

використовують звичайні кардіографічні елек-

троди.

Застосування імпедансної пневмографії легень

для дослідження гемодинаміки і вентиляції та їх

взаємозв'язку, засноване на здатності різних тканин

грудної клітки проводити електричний струм.

Складні форми реєстрованих кривих відображають

зміни електричних параметрів тканин в процесі

кровонаповнення і дихання. На загальній кривій

зміни імпедансу відображаються періодичні хвилі

першого порядку (пульсові) та хвилі другого по-

рядку (дихальні).

Імпеданс живої тканини залежить від частоти

зондуючого струму [1]. Ця залежність обумовлена

в першу чергу структурою досліджуваного об'єкту

– послідовністю сегментів тканини, що мають пере-

важно резистивні або ємнісні властивості.

При тетраполярному методі накладання елек-

тродів на різні сегменти грудної клітини людини

Page 19: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 19

електричний струм проходить через складну гете-

рогенну структуру ( риc.1).

Рисунок 1 – Структура грудної клітки: 1 – шкіра з підшкірною клітковиною, 2 – м’язова тканина, 3 –

ребра, 4 – плевральна площина, 5 – легенева плевра,

6 – аорта, 7 – стравохід, 8 – серцева стінка, 9 – серцева порожнина [1]

Грудна клітка ззовні вкрита шкірою та шаром

підшкірної клітковини, яка володіє досить високим

електричним опором. Опір м’язової тканини зале-

жить від напрямку розповсюдження електричного

струму: низький опір у повздовжньому напрямку та

високий – в поперечному. Кістки ребер є практично

ізолятором з дуже високим опором, тому струм по-

ширюється лише в міжреберних просторах. Плев-

ральна тканина володіє високим опором. Легенева

структура являє собою гетерогенну систему, що

складається з легеневої тканини, крові і повітря.

Повітря є практично ідеальним ізолятором. Леге-

нева тканина також має досить високий опір. Най-

нижче опір з усіх названих структур має кров, яка і

визначає провідність легеневої тканини. Питомий

електричний опір різних тканин грудної клітки

змінюється в діапазоні від 80 до 20000 Ом/см.

Виходячи з анатомічної будови легеневої тка-

нини, її можна уявити як пористу структуру, що

складається з струмопровідної середовища (крово-

носні судини, капіляри і тканину легенів) і хао-

тично розподілених в ній ізоляційних пар (альвеоли

і повітроносні шляхи). Для даної пористої системи

справедливий принцип узагальненої електричної

провідності Максвелла [2, с. 132], який підтвер-

джується експериментальними дослідженнями . За-

лежність питомої електропровідності легень можна

представити у вигляді (1.10):

𝜌л = 𝜌𝑚𝑘

2 + 𝑃

2(1 − 𝑃) (1.10)

де ρmk – питомий електричний опір струмо-

провідного середовища легень, P – пористість си-

стеми. Пористість даної системи легеневої тканини

визначається як відношення об'єму повітря в леге-

нях до загального обсягу легеневої структури

Значення базового імпедансу визначається ан-

тропометричними параметрами грудної клітини

пацієнта і в основному залежить від об’му. При

збільшенні об’му, а, отже, і довжини досліджува-

ного сегмента, базовий опір збільшується. Тому

при якісному аналізі базового опору необхідно вво-

дити конституційний коефіцієнт Кк, який вносить

коректування в результат дослідження і залежить

від периметра грудної клітини.

Так само великий вплив на значення базового

імпедансу надає величина рідинного обсягу в до-

сліджуваному сегменті, яку складно врахувати при

разовому імпедансометричному вимірі.

Постановка задачі:

Проаналізувавши існуючі аналоги імітування

частоти дихання, вимірюваної імпедансним мето-

дом, оцінивши їхні переваги та недоліки вирішено

розробити імітатор частоти дихання, вимірюваної

імпедансним методом, з розширеним діапазоном

параметрів та імітацією артефактів для тестування

моніторів стану пацієнта.

У табл.1 представлені технічні характеристики

розробленого імітатора.

Page 20: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

20 The scientific method №8 (8)/2017

Таблиця 1

Технічні характеристики розробленого імітатора

Набір відтворюваних значень частоти дихання Від 1 вд./хв. до170 вд./хв., кроком зміни частоти

дихання 1вд/хв.

Амплітуда реографічнного сигналу 0.2 Ом, 0.5 Ом, 1.0 Ом, 3.0 Ом

Базовий імпеданс в I, II, відведеннях ЕКГ одноча-

сно 500 Ом, 1000 Ом, 1500 Ом, 2000 Ом, 5000 Ом

Режим дихання Безперервний, затримка – 12 с , 22 с , 32с

Відношення вдих/видих

у нормі 1:10, 1:3

Додаткові артефакти Потенціал електричної активності серцевого

м'язу, потенціал водія ритму

Похибка 3%

На рис.2 представлено схему сполучення ро-

зробленого імітатора до монітору стану пацієнта.

Рисунок 2 – Схема підключення імітатора до монітору ти ПК

Керування параметрами генерованого імітато-

ром сигналу відбувається через ПК за допомогою

інтерфейсу користувача.

На рис. 3 представлена загальна структурна

схема імітатора частоти дихання.

Рисунок 3 – Загальна структурно-функціональної схема імітатора частоти дихання

Page 21: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 21

Робота імітатора забезпечується такими основ-

ними блоками:

1. Блок керування 1 призначений для подачі

живлення на імітатор через роз’єм USB, управління

процесами передачі та обробки даних через UART

to USB порти, керування роботою джерелом такто-

вого сигналу, забезпечення захисту від електроста-

тичних розрядів та стабілізації вхідної напруги за-

вдяки стабілітронам, керування джерелами опорної

напруги, а також роботою драйвера трансформа-

тора гальванічної розв’язки.

2. Блок керування 2 призначений для керу-

вання блоками формування імітаційних сигналів

опору, відповідних електродів (R, L, F) , водіїв

ритму та ЕКГдля відповідних електродів (R, L, F,

C,), управління роботою системи зовнішньої інди-

кації роботи приладу.

3. Блок формування сигналів імітування ім-

педансу електродів(R, L, F). Сигнал отримується

шляхом виділення високочастотної складової з

просумовиних низькочастотних складових широ-

тно-імпульсної модуляції сигналів імітації базового

імпедансу та змінного імпедансу дихальних рухів.

4. Блок імітації потенціалів водіїв ритму від-

творюваних відповідними електродами (R, L, F, C)

зображений на рисунку 3.6. Сигнал отримується ви-

діленням за допомогою смугового фільтру з широ-

тно-імпульсної модуляції сигналу, сигналу необ-

хідної частоти.

5. Блок суматора. Низькочастотна складова

широтно-імпульсного модельованого сигналу по-

дається на блок суматорів, реалізованого на рези-

сторах [3].

У програмному середовищі P-CAD 2006 роз-

роблено електричні принципові схеми основних

блоків імітатора частоти дихання [4].

На рис. 4 зображено електричну принципову

схему імітації імпедансу дихання.

Рисунок 4 – Електрична принципова схема блоку імітації імпедансу дихання

На вхід блоку подаються 2 ШІМ сигнали . Пер-

ший для моделювання амплітуди сигналу імпеданс-

ного дихання, другий є основою для формування

базового імпедансу грудної клітки. За допомогою

ФНЧ, реалізованому на операційному підсилювачі

виділяємо необхідну складову поданих ШІМ сиг-

налів. На виході маємо сигнал, еквівалентний

змінам імпедансу грудної клітини в процесі ди-

хання.

На рис. 5 зображено електричну принципову

схему імітації потенціалу ЕКГ.

Page 22: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

22 The scientific method №8 (8)/2017

Рисунок 5 – Електрична принципова схема блоку імітації потенціалу ЕКГ

Потенціал ЕКГ формується подаванням на

ключ відповідного модульованого ШІМ сигналу та

виділенням необхідної низькочастотної складової

за допомогою ФНЧ.

На рис. 6 зображено електричну принципову

схему імітації водія ритму.

Рисунок 6 – Електрична принципова схема блоку імітації водія ритму

На ключ керований логічним елементом по-

дається ШІМ сигнал змодульований на таймері

мікроконтролера STM32F407 [5] з якого

виділяється корисна складова за допомогою смуго-

вого фільтра.

У програмному середовищі SolidWorks2013

спроектовано корпус та апаратну частину іміта-

тора.

Page 23: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 23

На рис.7 зображено корпус та апаратна ча-

стина імітатора у програмному середовищі Solid

Works 2013.

Рисунок 3.16– Модель корпусу та плати імітатора в програмному середовищі Solid Works 2013: 1 – RGB

світлодіод, 2 – Корпус, 3 – Роз’єм USB-B, 4 – Плата імітатора

Висновок

Відтворення процесу моніторингу та

своєчасне повідомлення про відхилення від нор-

мальних значень дихання запобігає виникненню

негативних наслідків. Тому виносяться високі ви-

моги до тестування відповідних каналів імпеданс-

ного дихання моніторів стану пацієнта.

Запропонований імітатор генерує сигнали,

еквівалентні змінному імпедансу грудної клітки,

які є еталонними при тестуванні відповідних ка-

налів імпедансного дихання моніторів стану

пацієнта. Даний імітатор частоти дихання,

вимірюваної імпедансним методом, з розширеним

діапазоном та імітацією артефактів дозволяє тесту-

вати монітори стану пацієнта та зробити висновок

щодо відповідності приладу до державних тех-

нічних стандартів, що забезпечує безпечне викори-

стання приладів у медичних закладах.

Література

[1] Respiration Rate Measurement Based on Im-

pedance Pneumography [Електронний ресурс]. –

2011. – Режим доступу до ресурсу:

http://www.ti.com/lit/an/sbaa181/sbaa181.pdf.

[2] Ковешніков Г. В. Анатомія грудної клітки /

Г. В. Ковешніков, В. С. Пикалюк, В. З. Сікора. –

Суми, 2012. – 156 с. – (ДК № 3062 від 17.12 . 2012).

[3] Method for detecting and treating tumors using

localized impedance measurement [Електронний ре-

сурс] // US20020077627 A1. – 2009. – Режим до-

ступу до ресурсу: http://www.google.ch/pa-

tents/US20020077627.

[4] Самоучитель по P-CAD [Електронний ре-

сурс]. – 2012. – Режим доступу до ресурсу:

http://lib.qrz.ru/book/export/html/6676.

[5] Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электрон-

ных средств. Учебное пособие / Лаврентьев Б.Ф.,

2012. – 308 с. – (Радиоэлектроника).

Page 24: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

24 The scientific method №8 (8)/2017

NATURAL SCIENCES

STATISTICAL PARAMETERS OF THE CRYPTOGRAPHED MESSAGE

Zakharchenko N.V.

Bektursunov D.N.

Shamshidin E.B.

Panasenko M.V.

Vavrik D.O.

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ШИФРОГРАММЫ

Захарченко Н.В.

Бектурсунов Д.Н.

Шамшидин Е.Б.

Панасенко М.В.

Ваврик Д.О.

Одесская национальная академия связи им. А.С.Попова

Украина, Казахстан

Abstract

Calculations are performed and statistical coefficients for changing the variance D and mathematical expec-

tation M of the source text and ciphergrams are determined in order to assess the degree of security of the ciphers

instead of the usual method of using attacks.

Аннотация

Проведены расчеты и определены статистические коэффициенты изменения дисперсии D и матема-

тического ожидания M̅ исходного текста и шифрограмм с целью оценить степень защищенности шифров

вместо привычного метода использования атак.

Keywords: entropy, code constructions, variances.

Ключевые слова: энтропия, кодовые конструкции, дисперсии.

Стойким считается алгоритм, успешная атака

на который требует от атакующего обладания недо-

стижимым на практике объёмом вычислительных

ресурсов или перехваченных открытых и зашифро-

ванных сообщений либо настолько значительных

затрат времени на раскрытие, что к его моменту за-

щищённая информация утратит свою актуальность.

[1]

В настоящее время оценка устойчивости

шифра заключается в исследовании алгоритма с це-

лью поиска уязвимостей. Для их поиска использу-

ются такие методики атак, как метод грубой силы

(bruteforce), атаки на реализацию (выполняемые

для конкретного программно-аппаратно-человече-

ского комплекса), линейный криптоанализ, диффе-

ренциальный криптоанализ и более специфиче-

ские.

Чем более длительным и экспертным является

анализ алгоритма шифрования и реализаций, тем

более достоверной можно считать его стойкость.

В данной работе рассматривается возможность

оценки устойчивости алгоритма шифрования по

статистическим параметрам шифрограмм: средне-

квадратическое значение, дисперсии и энтропии[2].

Данная методика заключается в расчете и срав-

нении следующих дисперсий: дисперсия исходного

текста и дисперсий после n-кратного шифрования

очередным шифром.

Статистические параметры шифротекстов

должны соответствовать случайной длиной после-

довательности.

Исходя из общих свойств энтропии 𝐻(𝑥) для

ансамбля с конечным числом состояний наиболь-

шей неопределённостью обладают множества с

равновероятным значением каждого события𝑃(𝑥𝑖).

[3]

𝐻(𝑋) = − ∑ 𝑝(𝑥𝑖) log 𝑝 (𝑥𝑖) дв.ед

сообщ

𝑛𝑖=0 (1)

𝑃(𝑥1) = 0 кроме одной 𝑃(𝑥𝑛) = 1; 𝐻 = 0.

При заданном числе передаваемых символов n

и 𝑃𝑥𝑖 =1

𝑛 энтропия максимальна.

Именно равновероятность событий обеспечи-

вает конфиденциальность получателя через макси-

мальное значение энтропии.

В связи с этим проведем анализ русского тек-

ста до шифрования шифром Виженера и после

него, определяя статистические параметры после

первого и второго шифрования:

1) Значение математического ожидания ча-

стоты появления каждого символа xi на входе и вы-

ходе шифратора Mвх(xi); Mвых(xi).

2) Значение дисперсии отклонений D(xi) ча-

стот появления каждого символа.

По указанным параметрам проведем анализ в

следующей последовательности:

1. Анализ русского текста подлежащим

шифрованию: Определим математическое ожидание и сред-

неквадратическое отклонение √𝐷(𝑥𝑖) появления

символов в тексте: «Информационные параметры простых равно-

мерных кодов. Системы счисления, на основе кото-рых могут строиться цифровые коды, делятся, как

Page 25: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 25

известно, на непозиционные и позиционные. Из не-позиционных систем можно привести в качестве примера римскую систему счисления. Значение символа в этих системах не зависит от его положе-ния в ряду символов, составляющих передаваемое сообщение. Экономию штатов можно производить объединением подразделений».

Всего букв в тексте 373. Частости появления их приведены в таблице 1 (столбец 1)

2. Определим значение математического ожидания и дисперсии исходного текста по анали-тическим выражениям [3]

𝑀(𝑥) = ∑ 𝑥𝑖 ∙ 𝑝𝑖𝑛𝑖=1 (2)

𝐷(𝑥) = 𝜎2 = 𝑀(𝑥 − 𝜉)2 3) Рассчитанные по формулам (2), (3) M(x) и D(x)

приведены в таблице 1: Столбец 3 - M(x), столбец 4 – D(x) →(M(x)-xi)2

, столбец 5 - 𝜎(𝑥) → √(𝑀(𝑥) − 𝑥𝑖)2, столбец 6 –

𝐻(𝑋) = − ∑ 𝑝(𝑥𝑖) ∙ log2𝑝(𝑥𝑖).

Из таблицы 1 следует: Ximin = 1, Ximax = 43 мак-симальный разброс появления символа (1:43), сред-неквадратическое значение = 95,907

Сумма вероятностей появления отдельных

символов в передаваемом тексте равна ∑ = 1 32𝑖𝑝(𝑥𝑖) ,

столбец 2. Математическое ожидание появления сим-

вола (∑ = 23,756).𝑛𝑖=1

В данной таблице приведены расчеты измене-ния математического ожидания и дисперсии для за-данного текста.

В столбцах указанной таблицы обозначены: 1. Частость каждой буквы в передаваемом

тексте 𝑛(𝑥𝑖). 2. Вероятность появления букв в передавае-

мом тексте 𝑃(𝑥𝑖). 3. Отклонение от математического ожидания

появление букв в тексте 𝑀(𝑥𝑖). 4. Дисперсия отклонения 𝐷(𝑥𝑖). 5. Среднеквадратическое отклонение 𝜎(𝑥𝑖). 6. Энтропия 𝐻(𝑥𝑖).

Таблица 1.

Буквы 𝑛(𝑥𝑖) 𝑃(𝑥𝑖) M(𝑥𝑖) 𝐷(𝑥𝑖) 𝜎(𝑥𝑖) 𝐻(𝑥𝑖)

А 18 0,048 0,869 33,132 5,756 0,211

Б 2 0,005 0,011 473,325 21,756 0,04

В 18 0,048 0,869 33,132 5,756 0,211

Г 2 0,005 0,011 473,325 21,756 0,04

Д 9 0,024 0,217 217,74 14,756 0,13

Е 37 0,099 3,67 175,403 13,244 0,331

Ж 3 0,008 0,024 430,813 20,756 0,056

З 9 0,024 0,217 217,74 14,756 0,13

И 40 0,107 4,29 263,866 16,244 0,345

Й 1 0,003 0,003 517,837 22,756 0,023

К 8 0,021 0,172 248,253 15,756 0,119

Л 8 0,021 0,172 248,253 15,756 0,119

М 17 0,046 0,775 45,644 6,756 0,203

Н 30 0,08 2,413 38,987 6,244 0,292

О 43 0,115 4,957 370,33 19,244 0,359

П 11 0,029 0,324 162,716 12,756 0,15

Р 17 0,046 0,775 45,644 6,756 0,203

С 27 0,072 1,954 10,523 3,244 0,274

Т 21 0,056 1,182 7,596 2,756 0,234

У 4 0,011 0,043 390,301 19,756 0,07

Ф 2 0,005 0,011 473,325 21,756 0,04

Х 7 0,019 0,131 280,765 16,756 0,108

Ц 5 0,013 0,067 351,789 18,756 0,083

Ч 4 0,011 0,043 390,301 19,756 0,07

Ш 1 0,003 0,003 517,837 22,756 0,023

Щ 2 0,005 0,011 473,325 21,756 0,04

Ъ 1 0,003 0,003 517,837 22,756 0,023

Ы 11 0,029 0,324 162,716 12,756 0,15

Ь 2 0,005 0,011 473,325 21,756 0,04

Э 2 0,005 0,011 473,325 21,756 0,04

Ю 3 0,008 0,024 430,813 20,756 0,056

Я 8 0,021 0,172 248,253 15,756 0,119

∑ 373 1 23,756 9198,17 95,907 4,334

Page 26: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

26 The scientific method №8 (8)/2017

Шифрование передаваемого текста. Перед шифрованием исходного текста оста-

новимся на алгоритме Виженера. Отметим, что шифр Виженера основан на ме-

тоде «замены» каждой буквы zi передаваемого тек-ста на другую, смещенную от данной (zi) на не-сколько знаков в таблице алфавита [1], (количество знаков смещения определяется ключевым словом).

Предположим что в данной работе использо-вали ключ ”ваза”.[1] Итоговые результаты расчетов изменения математического ожидания и дисперсии для заданного текста при 1-кратном шифровании шифром Виженера приведены в таблице 2.

Таблица 2. Ключевое слово – “ваза”

Буквы 𝑛(𝑥𝑖) 𝑃(𝑥𝑖) M(𝑥𝑖) 𝐷(𝑥𝑖) 𝜎(𝑥𝑖) 𝐻(𝑥𝑖)

А 4 0,011 0,043 150,309 12,26 0,07

Б 12 0,032 0,386 18,148 4,26 0,16

В 4 0,011 0,043 150,309 12,26 0,07

Г 16 0,043 0,686 0,068 0,26 0,195

Д 3 0,008 0,024 175,829 13,26 0,056

Е 14 0,038 0,525 5,108 2,26 0,178

Ж 18 0,048 0,869 3,027 1,74 0,211

З 7 0,019 0,131 85,749 9,26 0,108

И 19 0,051 0,968 7,507 2,74 0,219

Й 16 0,043 0,686 0,068 0,26 0,195

К 3 0,008 0,024 175,829 13,26 0,056

Л 18 0,048 0,869 3,027 1,74 0,211

М 7 0,019 0,131 85,749 9,26 0,108

Н 20 0,054 1,072 13,987 3,74 0,226

О 18 0,048 0,869 3,027 1,74 0,211

П 26 0,07 1,812 94,867 9,74 0,268

Р 22 0,059 1,298 32,947 5,74 0,241

С 14 0,038 0,525 5,108 2,26 0,178

Т 25 0,067 1,676 76,387 8,74 0,261

У 18 0,048 0,869 3,027 1,74 0,211

Ф 11 0,029 0,324 27,668 5,26 0,15

Х 18 0,048 0,869 3,027 1,74 0,211

Ц 17 0,046 0,775 0,548 0,74 0,203

Ч 6 0,016 0,097 105,269 10,26 0,096

Ш 12 0,032 0,386 18,148 4,26 0,16

Щ 4 0,011 0,043 150,309 12,26 0,07

Ъ 6 0,016 0,097 105,269 10,26 0,096

Ы 0 0 0 264,389 16,26 0

Ь 5 0,013 0,067 126,789 11,26 0,083

Э 2 0,005 0,011 203,349 14,26 0,04

Ю 4 0,011 0,043 150,309 12,26 0,07

Я 4 0,011 0,043 150,309 12,26 0,07

∑ 373 1 16,26 2395,459 48,943 4,681

Из табл.2 следует: Ximin = 0 , Ximax = 26, т.е.

уменьшился разброс, а также уменьшились

𝐷(𝑥) и 𝜎(𝑥) .

Из сравнения таблиц 1,2 следует, что шифро-

вание по алгоритму Виженера делает на выходе бо-

лее равновероятные появления символов, вслед-

ствие чего уменьшается дисперсия.

Обеспечение равновероятности символов в

шифрованном тексте.

Для получения конфиденциальности зашифро-

ванного текста необходимо обеспечить на входе в

канал равновероятность появления кодовых комби-

наций, относящиеся к данной букве.

Page 27: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 27

Для этой цели предлагается для каждой буквы

(символа) создать отдельные банки символов, каж-

дый из которых содержит число различных кодо-

вых конструкций, соответствующих проценту по-

явления данной буквы в табл.2. Все буквы каждого

банка закольцованы (Рис.1) и передаются по мере

передачи данного символа.

Рис.1

Таким образом все буквы, встречающиеся в

тексте, будут передаваться в канал различными ко-

довыми конструкциями равновероятно (с погреш-

ностью до одного процента).

С целью оценки эффективности повторного

шифрования зашифрованного текста в таблице 3

приведены итоговые расчеты изменения математи-

ческого ожидания и дисперсии для заданного тек-

ста при 2-кратном шифровании шифром Виженера

с использованием ключевого слова “ваза”.

Таблица 3.

2-кратное шифрование, ключевое слово – “ваза”

Буквы 𝑛(𝑋) 𝑃(𝑋) M(X) 𝐷(𝑋) 𝜎(𝑋) 𝐻(𝑋)

∑ 373 1 15,595 1965,703 44,336 4,748

Из табл.3 следует: Ximin = 1 , Ximax = 25, средне-

квадратическое значение 𝜎 = 44,336

Как видим после очередного шифрования по-

лученного шифр-текста мы наблюдаем уменьше-

ние дисперсии, это значит, что вероятность появле-

ния каждого символа стремится к равным вероят-

ностям.

Проверим зависимость дисперсии при увели-

чении длины ключа. Для этого проведем еще один

цикл шифрования используя в качестве ключа

слово “процессор”, итоговые результаты занесем в

табл.4 и табл.5.

Итоговые результаты расчетов изменения ма-

тематического ожидания и дисперсии для задан-

ного текста при 1-кратном шифровании шифром

Виженера с ключом “процессор” Итоговые резуль-

таты расчетов приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Ключевое слово – “процессор”

Буквы 𝑛(𝑋) 𝑃(𝑋) M(X) 𝐷(𝑋) 𝜎(𝑋) 𝐻(𝑋)

∑ 373 1 15,295 1780,893 42,201 4,783

Из табл.4 следует: Ximin = 3 , Ximax = 30, средне-

квадратическое значение 𝜎 = 42,201

Итоговые результаты расчетов изменения ма-

тематического ожидания и дисперсии для задан-

ного текста при 2-кратном шифровании шифром

Виженера с ключом “процессор” приведены в таб-

лице 5.

Таблица 5.

2-кратное шифрование, Ключевое слово – “процессор”

Буквы 𝑛(𝑋) 𝑃(𝑋) M(X) 𝐷(𝑋) 𝜎(𝑋) 𝐻(𝑋)

∑ 373 1 14,271 1193,963 34,554 4,835

Из табл.5 следует: Ximin = 2 , Ximax = 24, средне-

квадратическое значение 𝜎 = 34,554

Как видим при увеличении длины ключа мы

наблюдаем значительное уменьшение дисперсии.

Для того чтобы окончательно подтвердить эту за-

висимость, произведем однократное шифрование и

расчеты статистических параметров с использова-

нием ключа длиной равной длине исходного сооб-

щения (𝑛 = 373).

Итоговые результаты расчетов изменения ма-

тематического ожидания и дисперсии для задан-

ного текста при 1-кратном шифровании шифром

Page 28: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

28 The scientific method №8 (8)/2017

Виженера с ключом длина которого равна длине

исходного сообщения приведены в таблице 6.

Таблица 6.

Длина ключа равна n=373

Буквы 𝑛(𝑋) 𝑃(𝑋) M(X) 𝐷(𝑋) 𝜎(𝑋) 𝐻(𝑋)

∑ 373 1 12,962 541,817 23,277 4,912

Из таблицы 6 следует: Ximin = 3 , Ximax = 20, сред-

неквадратическое значение 𝜎 = 23,277.

При длине ключа 𝑛 = 373 дисперсия одно-

кратного шифрования меньше дисперсии 2-ч крат-

ного шифрования алгоритмом Виженера при ключе

“процессор”.

Сведем все полученные результаты в одну ито-

говую таблицу 7.

Таблица 7.

Ключ 𝑛(𝑋) 𝑃(𝑋) M(X) 𝐷(𝑋) 𝜎(𝑋) 𝐻(𝑋)

Ваза-1 373 1 16,26 2395,459 48,943 4,681

Ваза-2 373 1 15,595 1965,703 44,336 4,748

Процессор-1 373 1 15,295 1780,893 42,201 4,783

Процессор-2 373 1 14,271 1193,963 34,554 4,835

n=373 373 1 12,962 541,817 23,277 4,912

Заключение:

Из представленной итоговой таблицы следует

следующее:

С увеличением длины ключа дисперсия и

математическое ожидание шифрованного текста

алгоритмом Виженера уменьшаются.

При длине ключа имеющей меньшее коли-

чество знаков по сравнению с исходным текстом,

дисперсия и математическое ожидание уменьша-

ются.

При длине ключа равной числу знаков в ис-

ходном тексте дисперсия и математическое ожида-

ние при однократном шифровании также уменьша-

ются.

Литература 1. Анин Б. О шифровании и дешифровании.

Журнал Конфидент, 1997, № 1.

2. Петраков А.В. Защита и охрана личности,

собственности и информации. – М.: Радио и связь,

1997. – 320с.

3. Г. Корн и Т.Корн Справочник по математике

для научных работников и инженеров.

Page 29: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 29

COMPARISON OF THE MICROFLORA SMELT (OSMERUS EPERLANUS EPERLANUS L., 1758) FROM THE RIVER MATROSOVKA AND THE RIVER

NEMAN (KALININGRAD REGION) Avdeeva E.V.

candidate of biological Sciences, Professor of the Department of ichthyology

and Hydrobiology,

Kaliningrad State Technical University,

Mazhuga E.V.

student of the fourth course of direction of Water bioresources

and aquaculture,

Kaliningrad State Technical University

Novozhilov O.A.

associate Professor of the Department of ichthyology

and ecology,

Kaliningrad State Technical University

СРАВНЕНИЕ МИКРОФЛОРЫ КОРЮШКИ (OSMERUS EPERLANUS EPERLANUS L., 1758)

ИЗ РЕКИ МАТРОСОВКА И РЕКИ НЕМАН (КАЛИНИНГРАДСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Авдеева Е.В.

Мажуга Е. В.

Новожилов О. А.

Калининградский государственный технический университет

РОССИЯ

Abstract

For the first time investigated the microflora of smelt in the estuary of river Neman and the river Matrosovka.

Comparison of the microflora of fish from the river Matrosovka and the river Neman have shown that the micro-

flora varied smelt in the river Matrosovka.

In the microflora of smelt found 10 species of opportunistic bacteria: Renibacterium salmoninarum, Pseudo-

monas cepacia, Pseudomonas diminuta, Pseudomonas putida, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas stutzeri,

Pseudomonas putrefaciens, Aeromonas caviae, Streptococcus bovis, Streptococcus canis.

Our studies indicate that monitoring is essential for colonization of the skin, gills and internal organs smelt in

the waterbodies of Kaliningrad region.

Аннотация

Впервые исследована микрофлора корюшки в устье реки Неман и реки Матросовка. Сравнение мик-

рофлоры рыбы из реки Матросовка и устья реки Неман показало, что микрофлора корюшки разнообразней

в реке Матросовка.

В микрофлоре корюшки обнаружили 10 видов условно-патогенных бактерий: Renibacterium

salmoninarum, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas diminuta, Pseudomonas putida, Pseudomonas alcaligenes,

Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas putrefaciens, Aeromonas caviae, Streptococcus bovis, Streptococcus canis.

Наши исследования показывают, что необходимо проводить мониторинг за обсемененностью кожи,

жабр и внутренних органов корюшки в водоемах Калининградской области.

Keyword: Microflora, the river Neman, the river Matrosivka, bacteria, smelt, pathogenic bacteria, contami-

nation, environment, pathogenicity, seed

Ключевые слова: Микрофлора, река Неман, река Матросовка, бактерия, корюшка, условно-патоген-

ные бактерии, обсемененность, среда, патогенность, посев.

Корюшка любимый объект питания населения

Калининградской области. Она содержит много ви-

таминов, которые необходимы человеку, макро- и

микроэлементов, среди которых особо следует от-

метить железо, калий, магний, натрий, фосфор,

серу, хлор, фтор и молибден. По содержанию свя-

занного натрия корюшка в числе рекордсменов. По-

этому ее рекомендуется включать в рацион людей с

ослабленным здоровьем, а также детей.

Но, к сожалению, корюшка относится к числу

рыб, к которым врачи и экологи рекомендуют отно-

ситься с большой настороженностью, так как ве-

лика вероятность наличия в ней различных бакте-

рий и паразитов.

Исследование микрофлоры корюшки европей-

ской (Osmerus eperlanus eperlanus L.) проводилось

впервые.

Материалом для исследования стали 30 экзем-

пляров корюшки, выловленной из устья реки

Неман в 2014-2015 годах, и 23 экземпляра ко-

рюшки, выловленной из реки Матросовка в 2016

году. Рыба имела размеры от 9,0 см до 18,5 см.

Первичные посевы из органов и тканей прово-

дили в следующем порядке: сердце, желчный пу-

зырь, печень, селезёнка, содержимое желудочно-

кишечного тракта, икра (семенники), почка. Посев

осуществляли на рыбопептонный агар. Изучали

культуральные, морфологические и физиолого-

биохимические признаки бактерий.

Page 30: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

30 The scientific method №8 (8)/2017

По совокупности культуральных, морфологи-

ческих и физиолого-биохимических признаков

определяли бактерии до рода и вида с помощью

Определителя бактерий Берджи [1].

В весенний период 2014 года в устье реки

Неман нами были обнаружены 12 видов бактерий:

Micrococcus agilis, Micrococcus kristinae, Renibacte-

rium salmoninarum, Streptococcus bovis, Bacillus

megaterium, Staphylococcus capitis, Kurthia zopfii,

Alcaligenes faecalis, Acinetobacter baumanni, Aci-

netobacter junii, Pseudomonas alcaligenes, Plesio-

monas diminuta.

В весенний период 2015 года в этой же реке

нами были обнаружены 11 видов бактерий: Micro-

coccus kristinae, Bacillus megaterium, Alcaligenes

fаecalis, Acinetobacter baumanni, Pseudomonas alcal-

igenes, Plesiomonas diminuta, Pseudomonas cepacia,

Pseudomonas stutzeri, Plesiomonas acidovorans, Ba-

cillus alvei, Bacillus circulans.

В весенний период 2016 года в реке Матро-

совка нами было обнаружено 13 видов бактерий:

Alcaligens fаecalis, Enterobacteriaceae agglomerans,

Aeromonas caviae, Pseudomonas putida, Pseudomonas

cepacia, Streptococcus bovis, Plesiomonas sp, Acineto-

bacter junii, Pseudomonas putrefaciens, Streptococcus

canis, Pseudomonas diminuta, Enterobacteriaceae as-

buriae, Bacillus sphaericus.

Микробный пейзаж корюшки в 2014 и 2015 го-

дах из устья реки Неман одинаков. Бактерии

Kurthia zopfii, ацинетобактеры Acinetobacter bau-

manni, Acinetobacter junii и бактерии Plesiomonas

diminuta характерны для микрофлоры рыбы и

среды ее обитания. Обнаружение в микрофлоре ко-

рюшки санитарно-показательных микроорганиз-

мов: стрептококков, стафилококков и псевдомонад

свидетельствует о загрязнении воды хозяйственно-

бытовыми сточными водами в устье реки Неман.

Бактерии Alcaligenes fаecalis также указывают на

загрязнение воды в устье реки Неман. Нами было

обнаружено 4 вида бактерий, представляющих

опасность для здоровья рыбы: Renibacterium

salmoninarum, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas

diminuta, Pseudomonas putida, Pseudomonas alcali-

genes, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas putrefa-

ciens.

Бактерии Renibacterium salmoninarum вызы-

вают бактериальную почечную болезнь у лососе-

вых, также они обнаруживаются у многих видов

морских и пресноводных рыб. Обычно, они локали-

зуются в паренхиматозных органах, нами эти бак-

терии были обнаружены на жабрах. Как известно,

жабры и кожа рыб являются путями проникновения

бактериальных инфекций.

Бактерии Aeromonas caviae, Pseudomonas cepa-

cia, Pseudomonas diminuta, Pseudomonas putida,

Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas stutzeri, Pseu-

domonas putrefaciens являются условно-патоген-

ными бактериями для рыб и могут вызвать у них

различные септические процессы.

Была изучена обсемененность бактериями

кожи, жабр и внутренних органов корюшки.

Кожа в 2014 и 2015 гг. корюшки из устья реки

Неман была на 100% обсеменена микрококками, а

в 2016 году кожа корюшки из реки Матросовка

была обсеменена алкалигенесами и псевдомона-

дами (рисунки 1-3).

Рисунок 1 – Обсемененность бактериями кожи

корюшки из устья реки Неман в 2014 году

Рисунок 2 – Обсемененность бактериями кожи

корюшки из устья реки Неман в 2015 году

Рисунок 3 – Обсемененность бактериями кожи корюшки из реки Матросовка в 2016 году

Жабры корюшки из устья реки Неман в 2014

году были обсеменены тремя видами бактерий:

Renibacterium alcaligenes, Bacillus megaterium,

Kurthia zopfii (рисунок 4).

В 2015 году жабры корюшки из устья реки

Неман были обсеменены только алкалигенесами

(рисунок 5).

В 2016 году жабры корюшки из реки Матро-

совка были обсеменены четырьмя видами бакте-

рий: Alcaligenes faecalis, Pseudomonas cepacea,

Streptococcus bovis и Bacillus sphaericus (рисунок 6).

Page 31: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 31

Рисунок 4 – Обсемененность бактериями жабр

корюшки из устья реки Неман в 2014 году

Рисунок 5 – Обсемененность бактериями

жабр корюшки из устья реки Неман в 2015

году

Рисунок 6 – Обсемененность бактериями жабр корюшки из реки Матросовка в 2016 году

В 2014 и 2015 гг. сердце корюшки из устья

реки Неман было обсеменено двумя видами псев-

домонад (рисунки 7, 8).

В 2016 году сердце корюшки из реки Матро-

совка было обсеменено тремя видами псевдомонад,

двумя видами энтеробактеров, а также аэромоно-

сами и алкалигенесами (рисунок 9).

Рисунок 7 – Обсемененность бактериями сердца

корюшки из устья реки Неман в 2014 году

Рисунок 8 – Обсемененность бактериями

сердца корюшки из устья реки Неман в 2015

году

Рисунок 9 – Обсемененность бактериями сердца корюшки из реки Матросовка в 2016 году

Желчный пузырь корюшки в 2014 году из

устья реки Неман был обсеменен алкалигенесами и

микрококками (рисунок 10).

В 2015 году желчный пузырь был обсеменен

только псевдомоносами (рисунок 11).

В 2016 году было обнаружено, что желчный

пузырь корюшки обсеменен алкалигенесами, кото-

рые встречались в желчном пузыре корюшки в 2014

году, псевдомоносами, которыми был обсеменен

желчный пузырь корюшки в 2015 году и энтеробак-

териями (рисунок 12).

Page 32: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

32 The scientific method №8 (8)/2017

Рисунок 10 – Обсемененность бактериями

желчного пузыря корюшки из устья реки Неман в

2014 году

Рисунок 11 – Обсемененность бактериями

желчного пузыря корюшки из устья реки Неман

в 2015 году

Рисунок 12 – Обсемененность бактериями желчного пузыря корюшки из реки Матросовка в 2016 году

Печень корюшки из устья реки Неман в 2014 и

2015 гг. была обсеменена на 100% бактериями Aci-

netobacter baumanni (рисунки 13, 14).

В 2016 году печень корюшки из реки Матро-

совка была обсеменена шестью видами бактерий:

Alcaligenes fаecalis, Pseudomonas cepacia, Strepto-

coccus bovis, Pseudomonas putrefaciens, Streptococ-

cus canis, Bacillus sphaericus (рисунок 15).

Рисунок 13 – Обсемененность бактериями печени

корюшки из устья реки Неман в 2014 году

Рисунок 14 – Обсемененность бактериями

печени корюшки из устья реки Неман в 2015 году

Рисунок 15 – Обсемененность бактериями печени корюшки из реки Матросовка в 2016 году

Селезенка в 2014 году корюшки из устья реки

Неман была обсеменена на 100% стафилококками

(рисунок 16). В 2015 году – двумя видами бактерий:

Bacillus megaterium, Pseudomonas stutzeri (рисунок

17).

В 2016 году селезенка корюшки из реки Мат-

росовка была обсеменена 6 видами бактерий: Alcal-

igens fаecalis, Enterobacter agglomerans, Aeromonas

caviae, Pseudomonas putida, Pseudomonas diminuta,

Enterobacter asburiae (рисунок 18).

Page 33: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 33

Рисунок 16 – Обсемененность бактериями

селезенки корюшки из устья реки Неман в 2014

году

Рисунок 17 – Обсемененность бактериями

селезенки корюшки из устья реки Неман в 2015

году

Рисунок 18 – Обсемененность бактериями селезенки корюшки из реки Матросовка в 2016 году

Желудочно-кишечный тракт корюшки в 2014

году из устья реки Неман был обсеменен только

ацинетобактерами, а в 2015 году – двумя видами

бактерий: Plesiomonas acidovorans и Bacillus alvei

(рисунки 19, 20).

В 2016 году желудочно-кишечный тракт ко-

рюшки из реки Матросовка был обсеменен двумя

видами бактерий: Alcaligens fаecalis, Enterobacter

agglomerans (рисунок 21).

Рисунок 19 – Обсемененность бактериями

желудочно-кишечного тракта корюшки из устья

реки Неман в 2014 году

Рисунок 20 – Обсемененность бактериями

желудочно-кишечного тракта корюшки из

устья реки Неман в 2015 году

Рисунок 21 – Обсемененность бактериями желудочно-кишечного тракта корюшки из реки

Матросовка в 2016 году

Почки в 2014 году корюшки из устья реки

Неман были обсеменены стрептококками, в 2015

году – бациллами (рисунки 22, 23).

Page 34: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

34 The scientific method №8 (8)/2017

В 2016 году почки корюшки из реки Матро-

совка были обсеменены пятью видами бактерий:

Alcaligens fаecalis, Streptococcus bovis, Plesiomonas

sp, Acinetobacter junii, Bacillus sphaericus (рисунок

24).

Рисунок 22 – Обсемененность бактериями почек

корюшки из устья реки Неман в 2014 году

Рисунок 23 – Обсемененность бактериями почек

корюшки из устья реки Неман в 2015 году

Рисунок 24 – Обсемененность бактериями почек корюшки из реки Матросовка в 2016 году

В 2016 году проверялась обсемененность бак-

териями половых органов корюшки из реки Матро-

совка.

Икра корюшки была обсеменена пятью видами

бактерий: Alcaligens fаecalis, Aeromonas caviae,

Streptococcus bovis, Pseudomonas diminuta, Bacillus

sphaericus (рисунок 25).

Семенники корюшки были обсеменены че-

тырьмя видами бактерий: Alcaligens fаecalis, Strep-

tococcus bovis, Pseudomonas putrefaciens, Bacillus

sphaericus (рисунок 26).

Рисунок 25 – Обсемененность бактериями икры

корюшки из реки Матросовка в 2016 году

Рисунок 26 – Обсемененность бактериями

семенников корюшки из реки Матросовка в 2016

году

В период за 2014-2016 гг. в микрофлоре ко-

рюшки нами было обнаружено 10 видов условно-

патогенных бактерий для рыб: Renibacterium

salmoninarum, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas

diminuta, Pseudomonas putida, Pseudomonas alcali-

genes, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas putrefa-

ciens, Aeromonas caviae, Streptococcus bovis, Strepto-

coccus canis.

Обнаруженные нами условно-патогенные бак-

терии у корюшки в настоящее время не представ-

ляют для нее опасности в естественных условиях.

Необходимо осуществлять дальнейший монито-

ринг по обсемененности бактериями кожи, жабр и

внутренних органов корюшки для своевременного

выявления условно-патогенных бактерий, способ-

ных вызывать у нее эпизоотии.

Литература

1) Определитель бактерий Берджи: В 2-х т.:

Пер. с англ. / под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П.

Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. М.: Мир, 1997. Т

1. 368 с.

Page 35: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 35

DISTRIBUTION OF METACERCARIAE OF THE GENUS DIPLOSTOMUM NORDMANN, 1832 IN FISH OF SOME RESERVOIRS OF THE KALININGRAD

REGION

Avdeeva E.

Evdokimova E.

Zaostrovtseva S.

Kaliningrad State Technical University

РАСПРОСТРАНЕНИЕ МЕТАЦЕРКАРИЕВ ТРЕМАТОД РОДА DIPLOSTOMUM

NORDMANN, 1832 В РЫБАХ НЕКОТОРЫХ ВОДОЕМОВ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Авдеева Е.В.

Евдокимова Е.Б.

Заостровцева С.К.

ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет»

Abstract

Diplostomide fauna was studied in 22 species of fish from 11 Kaliningrad region water bodies of various

types. There are 7 types of parasitites of the genus Diplostomum. The distribution and extent of fish infestation for

each of the types are presented. The most widespread species found in the reservoirs of the region were Diplosto-

mum helveticum, Diplostomum spathaceum, Diplostomum volvens. The remaining species from the reservoirs

were found in certain hosts. The species composition of diplostomides in water bodies of various types is not the

same, and depends on the size of the reservoir, its trophicity, and the overgrowth of the higher aquatic vegetation

which creates favorable conditions for the spatial contact of the gastropod mollusks of the genera Limnea and

Radix (the first intermediate hosts of parasites) and fish.

Аннотация

Исследована фауна диплостомид у 22 видов рыб из 11 водоемов различного типа Калининградской

области. Определено 7 видов паразитов рода Diplostomum. Представлены распределение и экстенсивность

инвазии ими рыб в каждом из них. Из найденных видов наиболее часто в водоемах области встречались:

Diplostomum helveticum, Diplostomum spathaceum, Diplostomum volvens. Остальные виды встречены в во-

доемах у определенных хозяев. Видовой состав диплостомид в водоемах различного типа не одинаков и

зависит от размеров водоема, его трофности, от зарастаемости высшей водной растительностью, создаю-

щей благоприятные условия для пространственного контакта брюхоногих моллюсков родов Limnea и Ra-

dix (первых промежуточных хозяев паразитов) и рыб.

Keywords: fish, trematode, metacercaria, diplostomum, extensiveness, intensity, invasion, water bodies, aq-

uaculture facilities, parasite

Ключевые слова: рыба, трематода, метацеркарии, диплостомум, экстенсивность, интенсивность, ин-

вазия, водоемы, хозяйства аквакультуры, паразит.

Паразитарные заболевания рыб наносят значи-

тельный экономический ущерб не только при ис-

кусственном выращивании рыбы в хозяйствах

аквакультуры, но и рыбам из естественных водое-

мов. Многие паразиты рыб портят ее товарный вид,

некоторые вызывают развитие внешних патологий,

влияют на темпы роста и упитанность хозяев. Си-

стема «паразит-хозяин» зависит от влияния внеш-

них факторов (температура, освещенность, соле-

ность, мутность воды и другие) и от физиологиче-

ского состояния хозяина. Любые сдвиги в системе

приводят к развитию у хозяина патологических

процессов. У рыб метацеркарии трематод рода Dip-

lostomum вызывают паразитарную катаракту глаз.

При этом паразит локализуется в стекловидном

теле и хрусталике глаз. Диплостомиды поражают

многие виды рыб в водоемах и хозяйствах аква-

культуры.

Целью нашей работы стало изучение фауны

метацеркарий трематод рода Diplostomum в рыбах

из некоторых водоемов Калининградской области.

Исследованию были подвергнуты более 300

экземпляров рыб, относящихся к 22 видам, из сле-

дующих водоемов Калининградской области:

озера: Виштынецкое, Мариново, Камышовое, Бо-

ровиково, Островное; водохранилища № 3 и № 4

реки Лавы; реки Преголя и Прохладная; заливы

Куршский и Вислинский.

Вскрытие рыбы проводили методом полного

паразитологического анализа [1, с. 121]. Сбор и

первичную обработку метацеркарий трематод осу-

ществляли по Шигину [2, с. 425-439]. Кроме видо-

вого состава, определяли экстенсивность инвазии

(число пораженных рыб, выраженное в процентах).

В случае количества вскрытых рыб менее 15 экзем-

пляров, указывалось количество зараженных рыб

из количества исследованных. Определено 6 видов

метацеркариев диплостомид. Diplostomum sp. – это

экземпляры диплостомид, которые не удалось

определить из-за небольшого количества матери-

ала или некачественности окрашенных препаратов.

Трематоды рода Diplostomum имеют сложный

цикл развития. Первым промежуточным хозяином

Page 36: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

36 The scientific method №8 (8)/2017

для них служат брюхоногие моллюски родов

Limnea и Radix. Выходящие из моллюсков церка-

рии поражают рыбу (второго промежуточного хо-

зяина). Окончательный хозяин – рыбоядные птицы.

Зараженность рыб метацеркариями диплосто-

мид исследованных водоемов представлена в таб-

лице № 1.

Таблица 1

Зараженность диплостомидами рыб в водоемах Калининградской области

Во

до

емы

Хо

зяев

а

Dip

lost

om

um

hel

vet

icu

m

Du

bo

is,

192

9

Dip

lost

om

um

par

a-

cau

du

m I

les,

19

59

Dip

lost

om

um

spat

hac

eum

(R

ud

olp

hi,

18

19)

Dip

lost

om

um

co

mm

uta

-

tum

(D

iesi

ng

, 1

85

0)

Dip

lost

om

um

pet

rom

yz-

iflu

via

tili

s(D

iesi

ng

, 1

86

0)

Dip

lost

om

um

vo

lven

s

No

rdm

ann

, 18

32

Dip

lost

om

um

sp

.

Ви

шты

нец

ко

е о

зер

о

Щука 27,5 11,0

Сиг 3/4

Плотва 92,4 24,4 6,6

Елец 1/5 4/5

Пескарь 56,4 28,2

Уклея 48,0 16,0

Лещ 6,6

Щиповка 6,6

Налим 38,7 21,5

Окунь 17,0 42,5 16,5

Ерш 55,0 16,5

Бычок-подка-

менщик

56 16

Мар

ин

ово

Щука 4,0 6,6

Плотва 100 32,2

Красноперка 46,2 19,8

Линь 6,6

Густера 81,9

Карась 6,6

Окунь 19,8 93,4

Кам

ыш

ово

е

Щука 93,4

Плотва 100 9,9

Красноперка 8,0 4,0

Линь 6,6

Карась 44 16,5

Щиповка 13,2

Окунь 96,7

Бо

ро

ви

ко

во

Плотва 92,4 13,2 6,6

Красноперка 46,2 26,4

Линь 6,6

Густера 81,9 18,9

Окунь 100 26,4

Ост

ро

вн

ое

Щука 13,2

Плотва 82,5 39,6 39,6

Красноперка 6,6 13,8

Окунь 52,8 9,9

Во

до

хр

ани

ли

ще

3 р

еки

Лав

ы

Щука 25,2

Уклея 38,5 33

Густера 19,8 92,8

Плотва 82,6

Лещ 33 72,6

Окунь 7,5 45

Ерш 33 13,2

Во

-

до

х-

ран

и-

ли

ще

№ 4

рек

и

Лав

ы

Щука 4,0

Плотва 96,7

Page 37: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 37

Линь 6,6

Пескарь 85,8 33,0

Уклея 19,8 46,2

Лещ 60,5 100

Окунь 25 35,0

ерш 79,2 19,8

Рек

а П

рег

оля

Плотва 36,3 48,4 42,4

Окунь 47,8 26,1 73,9

Колюшка 80,0 12,0

Ерш 50,0 20,0

густера 42,1 2/5

щука 3/4

Лещ 38,1

Красноперка 13,3

Уклея 4/6 3/6

Рек

а П

ро

хлад

ная Плотва 20,6 16,1 52,9 10,2 6,6

Окунь 60,0 50,0 6,6

Густера 21,2 72,7

Красноперка 13,3

Лещ 23,5

Уклея 81,3 43,7

Налим 4/7

Ку

рш

ски

й з

али

в

Плотва + 60,0

Язь 100,0

Красноперка + 100,0

Уклея + 60,0

Густера + 80,0

Щиповка 13,0

Лещ + + 5

Окунь + 100,0

Щука + +

Пескарь +

Ерш +

Елец +

Налим +

Речная минога 17,0

Ви

сли

нск

ий

зал

ив

Густера 22,2 55,5 80,0

Плотва 52,1 40,0

Окунь 43,2 35,1 45,0

Судак 8,3 13,0

Лещ 23,5 10,0

Камбала 11/13 1/13

Налим 53,3 2/7

Пескарь 10/10 5/10

Красноперка 66,6 38,8

Уклея 53,3 40,0

Ерш 3/10 5/10

Колюшка 80,0

«+» плюсом обозначены данные об обнару-

жении паразитов в водоемах другими авторами: Ге-

цевичуте [3, с. 521-539], Рауцкис [4, с. 205], Родюк,

Чукалова [5, с. 54-64].

Исследованные водоемы относятся к различ-

ным типам: озера, водохранилища руслового типа,

реки, заливы.

Озеро Виштынецкое представляет собой во-

доем мезоолиготрофного типа, мезотрофные озера

Мариново и Островное, эвтрофные – Камышовое и

Боровиково.

В озере Виштынецком найдено 5 видов дипло-

стомид. Сильно заражена плотва - Diplostomum hel-

veticum – 92,4 %. Этот же вид сильно заражает пес-

каря, уклею и бычка-подкаменщика. Налим, окунь

и ерш поражены D. volvens.

В озере Мариново обнаружены нами 4 вида ди-

плостомид: плотва и красноперка сильно заражены

D. helveticum, густера - Diplostomum spathaceum, а

окунь – D. volvens.

В озере Камышово также найдены 4 вида ди-

плостомид. Плотва и карась наиболее поражены D.

helveticum, а окунь - D. volvens.

Page 38: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

38 The scientific method №8 (8)/2017

В озерах Боровиково и Островное у плотвы и

окуня преобладают те же два вида диплостомид.

Наибольшее видовое разнообразие диплосто-

мид связано с размерами водоема и развитием раз-

личных экологических ниш, способствующих про-

хождению жизненных циклов данных паразитов.

У рыб в водохранилищах № 3 и № 4 реки Лавы

обнаружено 5 и 4 вида диплостомид соответ-

ственно. D. helveticum наиболее часто поражал

плотву в обоих водохранилищах и пескаря в водо-

хранилище № 4 реки Лавы.

D. paracaudum чаще встречался у леща водо-

хранилища № 4.

D. spathaceum зарегистрирован нами у густеры

и леща водохранилища № 3 и у леща водохрани-

лища № 4 с высокой степенью экстенсивности. D.

volvens находили у ерша с экстенсивностью 79,2 %.

В исследованных водохранилищах, по-види-

мому, создаются такие же условия для развития

данных паразитов, как и в мезотрофных озерах

Виштынецкой группы.

В рыбах реки Преголя нами найдено 4 вида ди-

плостомид; D. helveticum и D. spathaceum наиболее

часто поражали окуня, а также колюшку.

В реке Прохладной встречено 5 видов дипло-

стомид, у окуня и густеры паразитируют те же

виды, что и в Преголе, со значительной степенью

инвазии. Экстенсивность заражения и видовой со-

став диплостомид, паразитирующих в реках, прак-

тически не отличается от такового в озерах. По-ви-

димому, это связано с тем, что исследования прово-

дились в прибрежной зоне рек, сильно заросших

высшей водной растительностью, где слабо выра-

жено влияние течения и создаются условия для

прохождения жизненного цикла паразита.

По литературным данным и нашим исследова-

ниям, в Куршском заливе обнаружено три вида ди-

плостомумов. Наиболее заражены D. spathaceum

плотва, язь, красноперка, уклея, густера, окунь (экс-

тенсивность заражения от 60 до 100%).

В Вислинском заливе у рыб обнаружено 5 ви-

дов диплостомид. D. spathaceum наиболее часто

встречается у колюшки, густеры, плотвы и налима,

а D. helveticum – у красноперки и уклеи.

При сравнении видового состава метацеркарий

трематод в Куршском и Вислинском заливах обра-

щает на себя внимание преобладание видового со-

става этих паразитов в рыбах Вислинского залива,

но экстенсивность инвазии рыб выше в рыбах

Куршского залива. Связано это, по-видимому, с об-

ширностью зон с высшей водной растительностью,

и особенностями гидрологического режима этих

водоемов.

Проведенные исследования фауны метацерка-

рий диплостомид у рыб в водоемах Калининград-

ской области показали, что у них паразитируют 7

видов рода Diplostomum, из которых наиболее ча-

сто встречаются D. helveticum, D. spathaceum и D.

volvens.

Метацеркарии трематод рода Diplostomum по-

ражают рыб различных систематических групп во

всех водоемах Калининградской области. Однако

видовой состав их в водоемах различного типа не

одинаков и зависит от размеров водоема, его троф-

ности, от зарастаемости высшей водной раститель-

ностью, создающей благоприятные условия для

пространственного контакта брюхоногих моллюс-

ков родов Limnea и Radix (первых промежуточных

хозяев паразитов) и рыб.

Литература

[1] Быховская – Павловская Н.Е. Паразиты

рыб. Руководство по изучению. – Л.: Наука,1985. –

121 с.

[2] Шигин А.А. Морфологические критерии

вида у церкарий рода Diplostomum (Trematoda: Dip-

lostomidae) и методы их изучения // Паразитология

/ Л.: Наука, 1996. Вып. 30, № 5. - С. 425-439.

[3] Гецевичуте С.Ю. Материал по возрастной

динамике паразитофауны рыб залива Куршю марес

// Куршю Марес. Итоги комплексного исследова-

ния / Вильнюс: АН ЛитССР, Институт биоло-

гии,1959. - С.521-539.

[4] Рауцкис Э. Паразиты рыб водоемов Литвы.

Вильнюс: Моксклас,1988. - 205 с.

[5] Родюк Г.Н., Чукалова Н.Н. Паразитофауна

рыб / Рыбохозяйственный кадастр трансграничных

водоемов России (Калининградская область) и

Литвы/ С.В. Шибаев, М.М. Хлопников, А.В. Соколов

и др. – Калининград: Изд-во «ИП Мишуткина»,

2008. – С. 54-64.

Page 39: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 39

THE MATHEMATICAL MODEL FOR EVALUATING THE RISK OF DEATHS FOR PATIENTS AFTER PROSTATE CANCER TREATMENT

Novokhatnia O.

Student, NTUU “Igor Sikorsky KPI”,

Ukraine

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ОЦІНКИ РИЗИКУ НАСТАННЯ ЛЕТАЛЬНОГО ВИПАДКУ У

ХВОРИХ ПІСЛЯ ЛІКУВАННЯ РАКУ ПЕРЕДМІХУРОВОЇ ЗАЛОЗИ

Новохатня О.С.

Студентка, 4 курс, Факультет біомедицинської інженерії,

НТУУ «КПІ ім. І.Сікорського», Україна

Abstract

This article discusses the importance of predicting death in prostate cancer for patients after treatment. The

basic parameters are determined that are most important when building a classification model. Several models are

built and determined that RandomForest has the highest accuracy.

Анотація

В даній статті розглядається необхідність прогнозування виникнення летального випадку у хворих

після лікування рака передміхурової залози. Визначені основні параметри, які є найбільш значущі при

побудові класифікаційної моделі. Побудовані декілька моделей та визначено, що найбільша точність отри-

мана методом Random Forest.

Keywords: Classification, RandomForest, Cox regression, prostate cancer, modeling

Ключові слова: класифікація, RandomForest, регресія Кокса, рак передміхурової залози, моделю-

вання.

Актуальність дослідження. Рак простати – це

злоякісне новоутворення, яке розвивається з тка-

нини залоз простати та має тенденцію до метаста-

зування. За частотою захворювання рак передміху-

рової залози займає третє місце після раку легень та

шлунку. З причин смерті чоловіків від злоякісних

захворювань посідає друге місце [6, c. 4].

Рання діагностика і прогнозування типу раку є

необхідними в дослідженнях раку, оскільки це

може полегшити подальше клінічне лікування паці-

єнтів. Але не менш важливо вчасно запобігати ви-

никненню летального випадку. Оцінивши ризики,

можна правильно розробити лікування та запобігти

виникненню ускладнень. Machine learning (ML) дає

можливість виявляти ключові параметри зі склад-

них комплексів наборів даних [1, c. 20].

Точний прогноз результату хвороби є однією з

найбільш цікавих і складних задач для лікарів. В ре-

зультаті методи ML стали популярним інструмен-

том для медичних дослідників. Ці методики дозво-

ляють виявляти закономірності і взаємозв'язок між

складними наборами даних, а також вони здатні

ефективно прогнозувати розвиток раку. За останні

роки точність результатів прогнозування раку пок-

ращилася на 15-20% завдяки застосуванню методів

ML [5, c. 2-5].

Матеріали дослідження. У роботі представ-

лені результати обстеження та лікування 135 хво-

рих на рак передміхурової залози, які проходили лі-

кування в Київській міській онкологічній лікарні та

ДУ «Інститут урології АМН України» протягом

2012-2016 р.р.. В дослідженні брали участь 405 хво-

рих віком 51-75 років (середній вік - 65,2±9,8 років).

Клінічний діагноз встановлювали на підставі

визначення загального початкового рівня простат

специфічного антигену (ПСА) в сироватці крові,

пальцевого ректального дослідження простати,

комп’ютерної томографії, трансректального ульт-

развукового дослідження передміхурової залози,

остеосцинтіграфії, рентгенографії органів грудної

порожнини. Верифікація діагнозу – за даними тран-

сректальної мультифокальної біопсії простати, а та-

кож біопсії пухлини проведеної трансуретральної

резекції.

Методи дослідження. В якості статистичного

пакету для обробки даних та відбору прогностично

цінних ознак використано пакет IBM SPSS Statistics

21.0. Для побудови прогностичної моделі викорис-

тані програмний продукт GMDH Shell та мова про-

грамування Python 3.

Результати та обговорення. Перед початком

відбору прогностично цінних ознак та побудови

моделі проведена необхідна перевірка якості даних

та підготовка їх для машинного навчання. Цей про-

цес включав в себе оцінку наявності шуму, викидів

та дублювання даних.

Відбір прогностично цінних ознак, які в пода-

льшому розглядалися як фактори ризику настання

смырті захворювання, проводилися шляхом розра-

хунку коефіцієнтів ризику (Hazard Ratio, HR) [8, c.

359], при побудові регресійної моделі Кокса. В яко-

сті часу до настання події використано час від мо-

менту виписки пацієнта з лікарняного закладу до

моменту настання несприятливої події. Відомо, що

даний метод являє собою аналіз співвідношення

ймовірностей настання летального випадку при по-

зитивному і негативному значенні досліджуваного

фактора. Під ризиком розуміється відношення ймо-

вірності того, що подія відбудеться, до ймовірності

того, що подія не відбудеться.

Page 40: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

40 The scientific method №8 (8)/2017

Проведено розрахунок коефіцієнтів ризику і

довірчого інтервалу (95% ДІ) для наступних випад-

ків:

- незалежна змінна є бінарною змінною;

- незалежна змінна є порядковою змінною;

- незалежна змінна є кількісною змінною.

У перших двох випадках зроблено розрахунок

коефіцієнтів ризику і 95% ДІ для бінарних змінних

(для порядкових змінних кожна з категорій, яку

приймає ознака, порівнювалася з його повною від-

сутністю). Для кількісних змінних використана оці-

нка Мантеля-Хензель [9], яка являє собою скориго-

ваний підхід до оцінки ризику і дозволяє отримати

оцінку значущості ознаки для подібного типу да-

них.

Результати оцінки прогностичної цінності по-

казників, дозволили відібрати такі предиктори як:

статус хірургічного краю резекції (HR 7,967

(3,212-19,762% ДІ));

поширення на лімфатичні вузли (HR 22,614

(7,425-68,868% ДІ));

розповсюдженість первинної пухлини (HR

1,552 (1,272-1,893% ДІ));

дисеміновані пухлинні клітини (HR 0,090

(0,033-0,241% ДІ));

експресія біомаркера для виявлення ракових

стволовбурових клітин CD44 (HR 2,873 (2,138-

3,982% ДІ));

проведення променевої терапії (HR 4,389

(1,938-9,257% ДІ));

проведення орхектомії HR 7,991 (3,683-

22,344% ДІ));

неоад'ювантне лікування (HR 5,388 (2,184-

13,295% ДІ)).

Точність отриманих результатів була підтвер-

джена шляхом застосування алгоритму перебору

Recursive Feature Elimination [4]. Цей алгоритм ба-

зується на ефективному переборі підмножин ознак

з метою знаходження оптимальної підмножини, на

яких побудована прогностична модель дає най-

кращу точність. Результати застосування Recursive

Feature Elimination були аналогічні результатам

отриманим за допомогою регресії Кокса.

Для побудови прогностичних моделей повний

набір даних був розбитий на навчальну та екзаме-

наційну вибірки у співвідношенні 4:1. Застосовані

методи моделювання та їх точність наведені в табл.

1.

Таблиця 1

Аналіз ефективності методі моделювання

Назва метода Точність прогнозу-

вання

Комбінаторний 91,8%

Покроковий з додаван-

ням 91,9%

Покроковий змішаний 91,7%

Нейромережі МГУА 89,2%

Найкращі результати моделювання були отри-

мані шляхом застосування методу МГУА з покро-

ковим додаванням аргументі[7].

Загальний вигляд побудованої моделі:

8716.073197.0

64019.053539.06328.03743.0

81186.0872136.072529.042

259.05344755.06214753.03603.0

33

333

3

Y

1 – проведення орхектомії

2 – дисеміновані пухлинні клітини

3 – поширення на лімфатичні вузли

4 - експресія CD44

5 – проведення променевої терапії

6 – розповсюдженість первинної пухлини

Х7 – статус хірургічного краю резекції

Х8 - неоад'ювантне лікування

Точність моделі оцінювалась за показниками

чутливості (0,875), специфічності (1,000) та загаль-

ного відсотка правильно передбачених значень

(91,9%) отриманими на екзаменаційній вибірці.

З метою оцінки оптимальності даної моделі

була проведена спроба моделювання методами ло-

гістичної регресії [3], RandomForest[2] та SVM.

За першим методом значення під ROC-

кривою(рис. 1) - 0,937. Матриця неточності (рис. 2)

виглядає так:

Page 41: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 41

Рисунок 1 - Точність моделі на логістичної регресії

Рисунок 2 - ROC- крива моделі методом логістичної регресії

Модель, яка буда побудована на основі

RandomForest показала значення під ROC-

кривою(рис. 3) при проведенні крос валідації –

0,953. Матриця неточності(рис. 4):

Рисунок 3 - Точність моделі на RandomForest

Рисунок 4 - ROC- крива моделі методом RandomForest

Також була побудована модель за допомогою

методу SVM. Вона показала значення під ROC-

кривою (рис. 5) при проведенні крос валідації –

0,899. Матриця неточності(рис. 6):

Рисунок 5 - Точність моделі на SVM

Page 42: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

42 The scientific method №8 (8)/2017

Рисунок 6 - ROC- крива моделі методом SVM

Як видно, модель, яка побудована методом

Random Forest краща для оцінки прогнозування ви-

живаності.

Заключення. Оцінка ризику настання леталь-

ного випадку дасть можливість правильно призна-

чати лікування та запобігати розвитку хвороби. За

результатами проведеної регресії Кокса були вияв-

лені ряд інформативних показників, що можуть

бути використані в діагностичних цілях. Побудо-

вана математична класифікаційна модель визна-

чення ймовірності настання летального випадку у

хворих раком передміхурової залози, отримана ме-

тодом Random Forest. Ефективність даної моделі —

95,3%.

Література

1. Siegel R., Naishadham D., Jemal A. (2012)

Cancer statistics, 2012. CA Cancer J. Clin., 62(1): 10–

29.

2. Sklearn.ensemble.RandomForestClassifier

[Електронний ресурс] – Режим доступу:

http://scikitlearn.org/stable/modules/gener-

ated/sklearn.ensemble. RandomForestClassifier.html.

3. Sklearn.linear_model.LogisticRegressio

[Електронний ресурс] – Режим доступу:

http://scikit-learn.org/stable/modules/gener-

ated/sklearn.linear_ model.LogisticRegression.html.

4. Введение в машинное обучение с помощью

Python и Scikit-Learn [Електронний ресурс] – Ре-

жим доступу: https://habrahabr.ru/company/

mlclass/blog/247751.

5. Есипов Б.А., Губанов Е.С., Боряев Е.А. Ма-

тематическая модель и программа прогнозирова-

ния успешности лечения на основе регрессионного

анализа - Известия Самарского научного центра

Российской академии наук – 5с.

6. Коновалов С.Е Оптимизация хирургиче-

ского лечения локализованного рака предстатель-

ной железы и прогнозирование исхода лечения –

Уфа. Креативная хирургия и онкология – 2011. –

26с.

7. Метод группового учёта аргументов [Елек-

тронний ресурс] – Режим доступу:

http://www.machinelearning.ru/wiki/index.php?title=

Метод_группового учета_аргументов.

8. СПСС (SPSS): искусство обработки инфор-

мации / Под редакцией А. Бююль, П. Цёфель. –

Москва, Санкт-Петербург, Киев: ТИД «DiaSoft»,

2005. – 602 с.

9. Статистика Кохрана и Мантеля-Хзнзеля

[Електронний ресурс] – Режим доступу:

http://www.datuapstrade.lv/rus/spss/section_11/7.

Page 43: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 43

APPLICATION FOR ANALYSIS AND IMPROVING THE VITAMINARY BALANCE OF HUMAN

Soroka A.Y.

National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Ukraine

ДОДАТОК ДЛЯ АНАЛІЗУ ТА КОРИГУВАННЯ ВІТАМІННОГО БАЛАНСУ ЛЮДИНИ

Сорока А.Я.

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

Україна

Abstract

The work is dedicated to developing applications which is ready for use in a variety of conditions that will

allow even very busy people to independently determine which vitamins lacking in the body, and give advice on

setting up vitamin balance rights.

The results have developed software for determining the vitamin balance rights.

Анотація

Робота присвячена розробці додатку, який придатний для застосування в різних умовах, які дозволять

навіть дуже зайнятим людям самостійно визначити яких вітамінів бракує в організмі, і дасть рекомендації

по налаштуванню вітамінного балансу людини.

Результатами є розроблений програмний продукт для визначення вітамінного балансу людини.

Keywords : vitamin balance, nutrition, monovitaminni complexes, multivitamin complexes.

Ключевые слова: вітамінний баланс, харчування, моновітамінні комплекси, полівітамінні компле-

кси.

Актуальність проблеми вітамінного балансу

людини в ХХІ столітті говорить сама за себе. У су-

часному світі зі стресом, неякісним природним се-

редовищем, продуктами харчування з неякісним

складом, можна спостерігати збільшення кількості

людей, у яких є проблеми з вітамінним балансом.

Як відомо вітаміни являються незамінними

для людини органічні речовини, які беруть участь у

всіх обмінних процесах клітин і тканин, чим спри-

яють правильному функціонуванню органів і сис-

тем. Більшість вітамінів не синтезуються в органі-

змі людини, тому вони повинні регулярно і в доста-

тній кількості надходити в організм людини з

харчовими продуктами, але рівень цих речовин

може бути недостатнім[3, c.86-87]. Якщо це підтве-

рдив аналіз на вітаміни, фахівці призначають моно-

або полівітамінні комплекси для корекції стану.

Але багато людей не мають можливості або часу

для регулярного відвідування фахівців, тому вини-

кає необхідність оцінювати ситуацію самостійно[2,

c.32-34].

Вітамінний баланс може знижуватись або на-

впаки збільшуватись, особливо це стосується тих,

хто не слідкує за своїм харчуванням та режимом

дня[4, c.67-68]. На сьогодні існують не мало сайтів,

мобільних додатків, завдяки яким можна дізнатися

тільки загальні параметри норми вітамінів в органі-

змі. Все просто, ви вказуєте стать та вік і вам ска-

жуть яка доза вітамінів у вас повинна бути. Однак

це не дає необхідної інформації користувачу, що

стосується саме його організму, це і є головним не-

доліком подібних додатків[1, c.6-10].

Так як не було знайдено саме таких аналогів

для визначення рівня вітамінного балансу людини

в домашніх умовах, яке могло б визначати, якого ві-

таміну не достатньо в організмі, та давати рекомен-

дації щодо збільшення чи зменшення вітамінів, то

було прийнято рішення о створенні нового програ-

много продукту.

При розробці було застосовано така інформа-

ційна технологія, як використання язика програму-

вання С#. Він сприяє швидкій розробки і продукти-

вності коду. Захист даних реалізований шляхом ав-

торизації користувачів. Інтерфейс розроблений

відповідно таким характеристикам: привабливість,

мінімалізм, доступність.

Розробка програмного продукту для визна-

чення вітамінного балансу людини дає можливість

самостійно визначити вітамінний баланс безкошто-

вно і в домашніх умовах, не виходячи з дому. Він

дозволяє оцінити, яких параметрів не хватає або за-

надто багато в організмі людини, не ставить діаг-

ноз, але дає розуміння того, що необхідно зверну-

тися до лікаря, і також надає можливість змінити

нестачу вітамінів рекомендаціями, що пропону-

ються.

На основі аналізу існуючих аналогів були пос-

тавленні наступні задачі для розробки нового про-

грамного продукту. По-перше, було прийнято орга-

нізувати авторизацію в програмі для безпеки інфо-

рмації користувачів та зберігання особистих даних.

На рисунку 1 зображено вхід до програми.

Page 44: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

44 The scientific method №8 (8)/2017

Рисунок. 1. Запуск програми, вікно авторизації.

Програмний продукт також надає можливість

зареєструватися новому користувачу, достатньо

всього ввести свої основні параметри вік та стать,

та прописати логін та пароль (пароль має не пере-

вищувати 8 символів). Саме від цих даних залежить

нормування вітамінного балансу людини та на-

дання подальших рекомендацій. Для жінок необхі-

дно також вказати вагітна вона чи ні, та кормить

вона груддю чи ні. На рисунку 2 зображено вікно

розробляємого програмного продукту, а саме фо-

рму реєстрації нового користувача.

Рисунок. 2. Процес реєстрації.

Після реєстрації або входу в програму, захо-

димо до особистого кабінету, тут можна змінити

свою особисту інформацію, пройти тест на визна-

чення вітамінного балансу, переглянути рекомен-

дації, якщо тест був пройдено, але рекомендації не-

обхідно переглянути ще раз. На рисунку 3 зобра-

жено особистий кабінет користувача програми.

Page 45: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 45

Рисунок. 3. Особистий кабінет користувача.

Програмний продукт також надає можливість

змінювати інформацію в особистому кабінеті, у

тому випадку, якщо в цьому є необхідність. До та-

кої інформації належить: логін, пароль та вік. На

рисунку 4 зображено форму для редагування осо-

бистої інформації.

Рисунок. 4 Змінення особистої інформації.

Перейдемо до проходження тесту по визна-

ченню вітамінного балансу людини. Перед прохо-

дженням тесту надається загальна інформація про

тест та рекомендації щодо його проходження. На

рисунку 5 зображено початок проходження тесту.

Page 46: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

46 The scientific method №8 (8)/2017

Рисунок. 5. Рекомендації щодо проходження теста на вітамінний баланс.

Під час проходження теста користувачу запро-

поновано 8 категорій: волосся, нігті, шкіра, трав-

лення, психічна складова, зір, ротова порожнина та

фізичний стан. Необхідно з цих категорій вибрати

симптоми, які заважають організму людини норма-

льно функціонувати та впливають на фізичну та ро-

зумову діяльність. В кожній категорії користувач

вибирає стільки симптомів скільки це йому потрі-

бно. На рисунку 6 зображено вікно з тестом по ви-

значенню вітамінного балансу.

Рисунок. 6. Вибір симптомів для визначення балансу.

По закінченню тестування, програма аналізує

всі симптоми, розбиває їх по певним групам, які да-

ють представлення про недостачу того чи іншого

вітамінну, та виводить на екран список всіх вітамін-

нів, яких бракує в організмі людини. Завдяки цьому

людина може просто дізнатися в чому в неї про-

блема та діяти по нормуванню вітамінного балансу

самостійно. На рисунку 7 зображена робота про-

грами по визначенню та виводу на екран вітамінів,

яких бракує в організмі людини.

Page 47: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 47

Рисунок. 7. Результати дослідження.

Тим, хто ще не знає, що потрібно робити для

нормування вітамінного балансу, можна отримати

рекомендації. Рекомендації в програмному проду-

кті наведенні, як правило с точки зору харчування,

тому що, назначати лікарські препарати без консу-

льтації лікаря, не має сенсу. Також в цей розділ ко-

ристувач може потрапити із особистого кабінету, у

тому випадку якщо тестування було вже пройдено,

але рекомендації були забутті (рисунок 8).

Рисунок. 8. Рекомендації щодо налаштування вітамінного балансу.

Результати досліджень, після завершення, мо-

жна експортувати у файл, для подальшого аналізу,

чи роздрукування. Туди увійде список вітамінів,

яких недостатньо в організмі та рекомендації щодо

ії нормування.

Таким чином, розроблений програмний про-

дукт об’єднує можливість визначення недостачі ві-

тамінів в організмі людини та надання рекоменда-

цій щодо нормування вітамінного балансу в дома-

шніх умовах в режимі офлайн. Програмний

продукт знаходиться на стадії доопрацювання.

Найближчим часом планується тестування та за-

провадження продукту.

Список використаної літератури:

[1] Самохина Н. Мешок весенних витаминов //

Будь здоров! – 2015. – №4.

[2] Спиричев В. Б. Витамины и мы // Химия и

жизнь – XXI век. – 2015. – № 12.

[3] Степанова Г. Dolce vitaмин // Здоровье. –

2014. – № 3.

[4] Тихонова Н. Недостаток витаминов укора-

чивает жизнь // Воспитание школьников. – 2011. –

№ 3.

Page 48: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

48 The scientific method №8 (8)/2017

THE CURRICULUM FOR CHILDREN WITH HEARING PROBLEMS

Finiak H. I.

National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Ukraine

ПРОГРАМНИЙ ПРОДУКТ ДЛЯ НАВЧАННЯ ДІТЕЙ З ВАДАМИ СЛУХУ

Фіняк Г. І

Національний Технічний Університет України

«Київський Політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Україна

Abstract

The developed software for children with hearing impairments. The analysis spaced repetition. During devel-

opment software environment used Qt.

Анотація

Розроблений програмний продукт для навчання дітей з вадами слуху. Проведений аналіз алгоритму

інтервального запам’ятовуваня. В ході розробки використовувалось програмне середовище Qt.

Keywords: curriculum, Qt, dactology, ukrainian dactylic alphabet, sign language hearing impairments,

spaced repetition.

Ключові слова: навчальна програма, Qt, дактологія, українська дактильна абетка, жестова мова, вади

слуху, алгоритм інтервального повторення.

В даний час проблеми виховання і навчання

дітей з порушеннями слуху набувають все більшої

актуальності. Процеси навчання і виховання дітей

з порушеннями слуху розширюються з кожним

днем.

По статистиці на сьогоднішній день 10% всь-

ого населення планети мають вади порушення

слуху, 80% слабочуючих або глухонімих живе в

країнах з низьким або середнім доходом. Четверта

частина всіх порушень слуху починається в ди-

тинстві. В Україні діє 32 школи для глухих та 26 –

для слабочуючих [1].

Коли мова йде про дитину, яка має то чи інше

відхилення в розвитку, викликане наявністю де-

фекту, перед вихователем виникає ряд додаткових

перешкод. Подолання цих труднощів можливе при

умові знання і застосування не тільки загальних, а

й специфічних закономірностей розвитку дитини.

В зв’язку з цим виникає необхідність в ро-

зробці такої системи навчання і виховання глухої

дитини, яка б дозволила здійснювати його

всебічний розвиток на основі можливо більш пов-

ного подолання відхилень в розвитку, обумовлених

дефектами, як первинними, так і вторинними.

Актуальність даної роботи полягає в необ-

хідності пошуку і впровадженню новітніх методич-

них ідей у навчання глухих дітей. Одною з яких є

використання комп’ютерних технологій. За допо-

могою них діти швидше зможуть адаптуватись в

навколишньому середовищі і не тільки жестами, а

й дактилем дати вичерпну відповідь та запитання.

Для швидкого способу спілкування між собою

та оточуючими люди з вадами слуху використову-

ють спеціальну дактильну абетку та жестову мову.

Сучасна українська включає в себе 33 знака, тобто

стільки ж, скільки в звичайній абетці (рис. 1) [2, с.

115].

Page 49: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 49

Рис. 1 Українська дактильна абетка

Дактильна мова легко сприймається, дитина

бачить кожен елемент слова. Також помагає опа-

нувати членороздільною мовою, її граматичною бу-

довою та словниковим запасом. Витісняє жестову

мову на ранніх етапах словесного спілкування.

Жестова мова — це вид спеціального письма,

який дає змогу позначати цілі слова зв’язним же-

стом [3]. Даний вид допомагає швидше донести

оточуючим свою думку, адже він займає менше

часу, ніж пояснення кожним дактильним словом.

Постановка задачі:

Технології не стоять на місці, тому для спро-

щення вивчення використовують різні інтерактивні

способи вивчення, наприклад, сайти, мобільні до-

датки, відео.

Проаналізувавши велику кількість мобільних

додатків та веб-сайтів, оцінивши їхні переваги та

недоліки вирішено створити програмний продукт

для навчання дітей з вадами слуху, який допоможе

швидше опанувати українську дактильну та же-

стову мови.

Розглядаючи методи запам’ятовування, виб-

рано алгоритм інтервального повторення [4].

Даний метод включає в себе інтервали часу, які

збільшуються, між повтореннями попередньо вив-

ченого матеріалу. Картки будуть відсортовані по

групах в відповідності з тим, як добре учень засвоїв

інформацію по кожній з них. Алгоритм показаний

на рисунку 2.

Рис. 2 Алгоритм засвоєння карт

Перевагою даного алгоритму є те, що учень зо-

середжується на найбільш тяжкій інформації на

флеш-картках, які завжди знаходяться в першій

групі і повторюються найчастіше. В результаті

відбувається скорочення часу, який витрачається на

навчання.

В ході розробки даної навчальної програми ви-

користовувалось програмне середовище Qt 5.8.0.

Page 50: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

50 The scientific method №8 (8)/2017

Для створення інтерфейсу використовувався вбу-

дований інструмент Qt Designer.

Оскільки інтерфейс має буди простим та зро-

зумілим для користувача, було застосовано ряд

найбільш простих функціональних елементів та

розділення «смислових зон» панелями для по-

легшення візуального сприйняття програми. Вибір

кольорів був такий, щоб вони не втомлювали очі

під час тривалої роботи за програмою (рис. 3) [5].

Рис. 3 Інтерфейс навчальної програми

Після запуску, перед користувачем відкри-

вається вікно авторизації з активними елементами

(рис. 4)

Рис. 4 Вікно авторизації

Щоб розпочати роботу з програмою необхідно

заповнити всі дані, які можуть бути в подальшому

використані для статистичних обрахунків.

Меню програми представлено на рисунку 5.

Складається з двох розділів. Перший включає в

себе вивчення та засвоєння української дактильної

мови (рис. 6). Другий поділений на тематики: овочі,

фрукти та тварини. Поєднання наглядного малюнку

предмету чи істоти з дактильним словом дитина

має змогу вивчити з розумінням жест, який

відповідає йому (рис. 7).

Page 51: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 51

Рис. 5 Головне меню програми

а) б)

Рис. 6 Вікно кнопки «Алфавіт»: а) при натисканні кнопки «Алфавіт», б) при натисканні кнопки «Далі»

Рис. 6 Вікно кнопки «Вивчити» з розділу «Овочі»

Page 52: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

52 The scientific method №8 (8)/2017

При натисканні кнопки «Тест. Вибери букву»

користувачу активується вікно представлене на ри-

сунку 7 у якому зображений дактиль певної букви.

На вибір в випадковому порядку є перелік трьох

букв, одна з яких є вірною.

Рис..7 Вікно кнопки «Тест. Вибери букву»

Висновок

Запропонований програмний продукт, завдяки

наочному представленню дозволяє підвищити

якість навчання та розуміння дітей з вадами слуху.

Завдяки даним, які користувач вводить та при про-

ходженні тестів на знання вивченого матеріалу, в

подальшому можна оцінювати швидкість за-

пам’ятовування.

В майбутньому передбачається розширити те-

матики жестових категорій та додавання ще іншої

мови глухих.

Література

[1] Статистика. Глухота и нарушения слуха.

Только факты [Електронний ресурс]. – 2008. – Ре-

жим доступу до ресурсу:

http://uho.com.ua/ru/statistics.

[2] Кульбіда С. В. Українська дактилологія: на-

уково-методичний посібник. — Київ: Педагогічна

думка, 2007. — 256 с.

[3] Ганна Камонгар.Код сурдо, або Як розмов-

ляють руки. // Журнал іноземної літератури "Все-

світ" №9-10, вересень-жовтень, 2009. - с. 214

[4] Leitner S. So lernt man lernen: der Weg zum

Erfolg / Sebastian Leitner., 2004. – 302 с.

[5] Сурнина О. Е. Предпочтения цвета и рас-

положения графических объектов интерфейса у

пользователей программного обеспечения / О. Е.

Сурнина, С. Н. Ширёва // Известия Уральского фе-

дерального университета. Сер. 3, Общественные

науки. — 2014. — № 2 (128). — С. 99-108.

Page 53: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 53

DEVELOPMENT OF AN INFORMATION SYSTEM FOR CONDUCTING CAUSE-EFFECT ANALYSIS IN MODELING PROBLEMS OF COMPLEX PROCESSES

Khomitsevich N.V.

National Technical University of Ukraine

“Igor Sikorsky Kyiv Politechnic Institute”,

Ukraine

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРИЧИННО-

СЛЕДСТВЕННОЙ АНАЛИЗА В ЗАДАЧАХ МОДЕЛИРОВАННИЯ СЛОЖНЫХ ПРОЦЕССОВ

Хомицевич Н.В.

Национальный техническйи университет Украины

«Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»,

Украина

Abstract

The aim of the paper is to develop an information system that, will build predictive models for exist parame-

ters accroding to input data and build a matrix of cause-effect relationships for all input parameters. In that work

the existing methods for determining cause-effect relationships were analyzed, an algorithm was proposed for

calculating and reproducing a matrix of cause-effect relationships for all existing parameters for given input data,

and a software product was developed as a tool for fast and convenient data management with subsequent conduct

of cause-and-effect analysis.

Аннотация

Целью работы есть создание информационной системы анализа причинно-следственных связей для

системы взаимосвязанных процессов. Система строит парные конкурирующие прогнозирующие модели и

на основании сравнения их точности формирует матрицу причинно-следственных связей. Был реализован

алгоритм для расчета и построения матрицы причинно-следственных связей по входным данных, а так же

разработан программный продукт как инструмент для быстрого и удобного управления данными с даль-

нейшим проведением причинно-следственного анализа.

Keywords: cause-effect analysis, Granger causality.

Ключевые слова: причинно-следственный анализ, причинность по Грейнджеру.

В наше время по справедливости можно

назвать эпохой научно-технической революции,

где все больше внимание уделяется вопросам при-

чинности и итоговых последствий. Аргументов для

этого много. Быстрое развитие и усложнение тех-

ники, небывалое расширение масштабов проведен-

ных мероприятий и спектра их возможных послед-

ствий, внедрение автоматизированных систем

управления (АСУ) во все области практики - все это

приводит к необходимости анализа сложных целе-

направленных процессов с точки зрения их струк-

туры и организации. От науки нужны рекоменда-

ции по оптимальному управлению такими процес-

сами. Прошли времена, когда правильное,

эффективное управление находилось человеком

«на ощупь», методом «проб и ошибок». Сегодня

для управления процессами требуется научный

подход, так как возможны слишком большие по-

тери, связанные с ошибками.

Во многих научных областях, таких как,

например, экономика, эти взаимосвязи являются

одними из самых принципиальных вопросов в сфе-

рах анализа и прогнозирования данных. Но, так как

мы живем в несовершенном мире: процессы, кото-

рые выполняются и данные, которые мы получаем

также не являются идеальными, означает, что и мо-

дели, которые человек может построить для этих

процессов также не могут быть совершенными.

Именно поэтому надо вести непрерывную работу

по поиску новых и совершенствованию существу-

ющих математических методов. Ведь именно каче-

ство моделей и данных, а так же то, как мы их ис-

пользуем, определяют результаты нашего анализа.

Эта задача является ключом к решению вопросов,

связанных с определением множества экзогенных

переменных, использования причинно-следствен-

ного фильтра и многих других.

Создавая и используя все более мощную вы-

числительную технику и более точные математиче-

ские методы для обработки огромных массивов

данных, сейчас вместо разделения всех признаков

на количественные и качественные используют уже

более точную классификацию, которая включает в

себя кроме вышеназванных еще и такие как номи-

нальные, порядковые, ранговые и другие.

В зависимости от отношений между призна-

ками различают факторный (причина) и результа-

тивный (следствие) признаки. Именно это и подво-

дит нас к пониманию необходимости изучения ме-

тодов причинно-следственного анализа [1].

Необходимость констатации причинности со-

бытий и определения их следствий – цель всех су-

ществующих методов причинно-следственного

анализа. Умение определить кто из двух парамет-

ров системы влияет на другой, т.е. 𝑋 → 𝑌 или 𝑌 →𝑋, на сегодняшний день является довольно нетри-

виальной задачей. Системы и их свойства с каждым

днём становятся все более сложными и массив-

Page 54: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

54 The scientific method №8 (8)/2017

ными, а требования к точности результатов, полу-

ченных в ходе проведения причинно-следствен-

ного анализа, лишь растут.

Как упоминалось ранее, нужно уметь пра-

вильно устанавливать взаимосвязь между двумя па-

раметрами заданной системы, но как правило, из-за

возможности смешивания значений параметров а

так же высокого уровня сложности самой системы,

казуальная структура взаимосвязи имеет вид 𝑋 ←𝑇 → 𝑌. Имеется в виду, что X и Y связанны не

напрямую, а через возможный другой параметр

(или даже набор параметров). И хотя наличие ассо-

циаций в данной паре переменных есть, оно не яв-

ляется достаточным условием что бы иметь право

на причинную направленность. При правильно

подходе сначала надо использовать проверенные

методы причинного появления, к примеру,

GLL/LGL,MMHC,PC/FCI,IC/IC*, для идентифика-

ции неориентированных краев, которые обозна-

чают существование незнакомых причинно-след-

ственных связей, а уже после использовать методы

для определения причинности между параметрами

с учётом определения направления ребер в системе,

представленной в виде связного графа [2]. В данной

статье рассматривается вариант системы, в которой

не определяется возможная связь параметров X и Y

через возможный параметр T.

Ниже реализована система причинно-след-

ственного анализа, предложенная в работе [3]. В за-

даче рассматриваем систему процессов

𝑥1, 𝑥2, 𝑥3, … , 𝑥𝑚 модели которой можно описать

дискретно. Каждый из процессов представляется

конечным множеством точек {𝑥𝑖,1, 𝑥𝑖,2, … , 𝑥𝑖,𝑛}, 𝑖 ∈

1, 𝑚. Вектора процессов формируют столбцы в ма-

трице “объект-свойства” X:

𝑋 = (

𝑥11𝑥12 ⋯ 𝑥1𝑚

⋯ ⋯ ⋯𝑥𝑛1𝑥𝑛2 ⋯ 𝑥𝑛𝑚

).

(1)

Для установления направления причинно-

следственной связи определяем пары дискретных

моделей с запаздыванием (2-3). Это несколько

упрощенный, но в некоторых случаях более эффек-

тивный подход, чем при построении конкурирую-

щих моделей по Грейнджеру [4]. При моделирова-

нии конкурирующих моделей опираемся на уже су-

ществующий аппарат моделирования

статистических моделей - одна из версий рекуррен-

тного аддитивно-мультипликативного многоэтап-

ного алгоритма метода группового учета аргумен-

тов. С его помощью определяем модели оптималь-

ной сложности для пар переменных 𝑥𝑖 и 𝑥𝑗:

�̂�𝑖,𝑘+𝑠 =𝑓𝑖(𝑥𝑗,𝑘, 𝑥𝑗,𝑘−1, 𝑥𝑗,𝑘−2, … , 𝑥𝑗,𝑘−𝑙),

(2)

�̂�𝑗,𝑘+𝑠 =

𝑓𝑗(𝑥𝑖,𝑘, 𝑥𝑖,𝑘−1, 𝑥𝑖,𝑘−2, … , 𝑥𝑖,𝑘−𝑙),

(3)

где s – глубина прогноза, l – максимальное за-

паздывание момента времени, что учитывается при

моделировании переменных 𝑥𝑖 по 𝑥𝑗 , или 𝑥𝑗 по 𝑥𝑖.

Далее вводим признаки, по которым будем

определять направление связи между перемен-

ными. Имея значение конкурирующих моделей пе-

ременных 𝑥𝑖1 и 𝑥𝑖2

определим погрешность модели

�̂�𝑖1 по переменной 𝑥𝑖2

и погрешность модели �̂�𝑖2 по

переменной 𝑥𝑖1.

Определим параметр 𝛿 (доля необъяснимой

дисперсии), которая рассчитывается для каждой пе-

ременной 𝑥𝑖1при паре выбранных 𝑥𝑖1

и 𝑥𝑖2 следую-

щей формулой:

𝛿 = √∑ (𝑥𝑖𝑗−𝑥𝑖𝑗)2𝑁𝐵

𝑗=1

∑ (𝑥𝑖𝑗−𝑥𝑖)2𝑁𝐵𝑗=1

,

(4)

где 𝑥𝑖𝑗 – конкретное значение параметра 𝑥𝑖 из

матрицы X по индексу j, �̂�𝑖𝑗 – модельное значение,

посчитанное с помощью МГУА, 𝑥𝑖 – среднее значе-

ние переменной 𝑥𝑖.

Находим значение индикативной погрешности

𝛿𝐼𝑖, что считается как минимум от двух посчитан-

ных значений 𝛿𝐼𝑖1

и 𝛿𝐼𝑖2

(процедура сравнения кон-

курирующих моделей). Оно будет сравниваться с

пороговым значением 𝛿∗. Если 𝛿𝐼𝑖 > 𝛿∗, то соо-

тветствующая модель не может быть применена

для определения направлении связи. В противном

случае, значение 𝛿𝐼𝑖 применяется в дальнейшей

процедуре.

Следующим считается показатель надежности,

который определяется как модуль разности по-

грешностей конкурирующих моделей в паре пере-

менных 𝑥𝑖1и 𝑥𝑖2

:

∆𝑖1𝑖2= |𝛿𝑖1

− 𝛿𝑖2|. (5)

Для сравнения определим минимальное значе-

ние показателя надежности, при котором принима-

ется решение об ориентированости связи и назовем

его порогом показателя надежности ∆∗. Процедура

сравнения конкурирующих моделей, с учетом вве-

денных показателей надежности, выглядит следую-

щим образом:

1. xj ∈ {xj}i+

xi ← xj, если ∆ij≥ ∆∗, δIi =

δi ≤ δ∗, δi < δj;

2. xj ∈ {xj}i−

xi → xj, если ∆ij≥ ∆∗, δIj =

δj ≤ δ∗, δj < δi;

3. xj ∈ {xj}i±

xi ⇔ xj, если ∆ij< ∆∗, δIi ≤

δ∗;

4. xj ∈ {xj}i0 xi ⇎ xj, если ∆ij< ∆∗, δI > δ∗;

5. xj ∈ {xj}iI xi ⇎ xj, если ∆ij≥ ∆∗, δI > δ∗.

Итак, мы получаем значение для каждой пары

переменных 𝑥𝑖1и 𝑥𝑖2

, таким образом формируя но-

вую матрицу причинно-следственных связей ме-

жду всеми переменными испытуемого объекта. Ма-

трица причинно-следственных связей выглядит

следующим образом:

𝑥1

𝑥2…𝑥𝑚

𝑥1 𝑥2 … 𝑥𝑚

(

𝛼11 𝛼12

𝛼21 𝛼22

… 𝛼1𝑚

… 𝛼2𝑚… …𝛼𝑚1 𝑚2

… …… 𝛼𝑚𝑚

),

где 𝛼𝑖𝑗 {

1, 𝑥𝑗 ∈ {𝑥𝑗}𝑖+

0, 𝑥𝑗 ∈ {𝑥𝑗}𝑖

−∪ 𝑥𝑗 ∈ {𝑥𝑗}𝑖

0

∅, 𝑥𝑗 ∈ {𝑥𝑗}𝑖𝐼

Page 55: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 55

где значение "1" говорит про наличие ориенти-

рованной связи, "0"- про его отсутствие, " ∅ "- про

необходимость проведения дальнейших исследова-

ний [5].

В ходе решения поставленной задачи была ре-

ализована информационная система, в которой

пользователь должен для дальнейшей работы им-

портировать имеющуюся базу данных в виде Excel

файла а так же задать на главном экране набор па-

раметров. Далее нажать на кнопку «Посчитать» и

получить, в зависимости от заданного режима ра-

боты либо экран с рассчитанной и построенной

матрицей причинно-следственных связей между

входными переменными, либо экран с рассчитан-

ной моделью для первой переменной от других

входных параметров, что были рассчитаны с помо-

щью используемого алгоритма.

На начале работы пользователь должен от-

крыть программу, нажав на иконку.

NSButton “Import” Загрузка данных и отображение в таблицу

NSRadioGroupButton «Автоматический» та

«Полуавтоматический» Один из двух возможных режимов работы программы

NSTextField «Глубина прогноза» Количество шагов (с учётом запаздываний), которые не

учитываются при расчете модели

NSTextField «Запаздывание (лаг)» Количество учитываемых предыдущих точек в расши-

ренной матрицы

NSTextField «Максимальная степень поли-

нома» Самая высокая степень, что может быть в модели

NSTextField «Доля обучающей выборки» Разделения загруженных данных на обучающую и про-

верочную выборки

NSCheckBoxButton «Расширение выходного

множества»

Усложения выходной модели алгоритма включенными

расширениямиы

NSButton «Посчитать» Кнопка для начала расчета всех этапов алгоритма при-

чинно-следственного анализа

NSTableView Таблица для отображения загруженных данных

Далее, ему открывается главный экран про-

граммы (Рис. 1), на котором можно увидеть следу-

ющие элементы интерфейса:

Рис.1. Начальный экран без загруженных данных

Для дальнейшей работы с программой пользо-

ватель должен импортировать данные. Для этого он

должен нажать на кнопку “Import” в верхнем левом

углу, после чего появится модальное окно для вы-

бора файла в файловой системе. Программа рабо-

тает только с форматами файлов Excel.

Page 56: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

56 The scientific method №8 (8)/2017

Рис.2. Начальный экран с загруженными данными

После этого пользователь должен ввести зна-

чения параметров в левом меню программы (Рис.

3). После того, как все параметры были введены,

пользователь должен нажать на кнопку «Посчи-

тать». После этого через какое-то время появится (в

зависимости от выбранного в меню режима ра-

боты) либо окно с рассчитанной моделью для пер-

вого параметра, либо окно результатов выполнения

алгоритма.

Рис.3. Начальный экран с данными и введенными параметрами

В программе есть два режима работы: автома-

тический и полуавтоматический.

Если был выбран режим «Полуавтоматиче-

ский», то после того, как пользователь нажал на

кнопку “Calculate”, ему откроется окно (рис.4), в

котором будет отображено модельное значение для

первого параметра от второго (указанные номера

идут в порядке счета параметров в базе), модельное

значение второго параметра от первого, значение

доли необъяснимой дисперсии для моделирован-

ных параметров а так же результат того, как взаи-

мосвязаны между собой использованные пара-

метры.

Пользователь может посмотреть на получен-

ную модель и, если полученные значения его устра-

ивают – нажать на кнопку “Next”. В случае, если

полученный результат является некорректным или

не устраивает пользователя по иным соображениям

– нажать кнопку “Close” для возвращения на глав-

ный экран приложения. Если все последующие ре-

зультаты являются корректными, пользователь мо-

жет перейти к следующему экрану (рис. 5), на кото-

ром будет отображена матрица причинно-

следственной связи между всеми параметрами си-

стемы.

Page 57: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 57

Рис.4. Экран отображения модельных значений для пары переменных

Если был выбран режим “Автоматический”,

пользователю отображается экран (рис. 5) с уже

расчитанной матрицей причинно-следственных

связей для всех входных параметров системы.

Рис.5. Екран відображення матриці ПНА

Литература

1. M. A. T. Figueiredo and A. K. Jain. Unsuper-

vised learning of finite mixture models. IEEE Trans-

actions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,

24(3):381–396, March 2002.

2. Alexander S. New methods for separating

causes from effects in genomics data [Електронний

ресурс] / S. Alexander, H. Mikael, L. Nikita. – 2012. –

Режим доступу до ресурсу: https://bmcgenomics.bio-

medcentral.com/articles/10.1186/1471-2164-13-S8-

S22.

3. Павлов В.А. Причинно-следственный ана-

лиз в системах процессов [Текст] /В.А. Павлов //

Проблеми информаційних технологій. – 2009. - №5.

- С. 8-14.

4. Granger, C.W.J. (1980). "Testing for causal-

ity: A personal viewpoint". Journal of Economic Dy-

namics and Control. 2: 329–352. doi:10.1016/0165-

1889(80)90069-X.

5. Павлов В.А. Коновал А.О. Рекуррент-

ный аддитивно-мультипликативный многоэтапный

алгоритм МГУА для задачиклассификации объек-

тов, заданных множествами наблюдений. Індук-

тивне моделювання складних систем. Збірник наук.

праць. // К.: МННЦІТС, 2015. – Вип.7. – С. 48-53.

Page 58: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

58 The scientific method №8 (8)/2017

SOCIAL SCIENCES

TOOL OF ESTIMATION OF EFFECTIVENESS OF PROGRAMMING THE BUDGET

Denisova I.P.

Rostov State Economic University (Rinh)

Russian Federation

Kolomiichuk S.G.

Fraunhofer-Institut Für Fabrikbetrieb Und -Automatisierung Iff

Germany

ИНСТУМЕНТАРИЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ БЮДЖЕТНОГО

ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Денисова И.П.

Ростовский государственный экономический университет (РИНХ)

Российская Федарация

Коломичук С.Г.

Институт Фраунгофера завода по эксплуатации и автоматизации IFF

Германия

Abstract

Target programs as the instrument of effective development of territorial subjects of the Russian Federation

and municipalities, problems of their development in the conditions of introduction of the program budget focused

on result are considered. Expediency is proved to differentiate efficiency of expenses on realization of concrete

actions and efficiency of expenses on implementation of the target program.

Author's approach to an assessment of productivity of implementation of the state and municipal programs,

based on the principles of "competitiveness" in an assessment of indicators of development of the territory that

will allow to increase quality of management of the budgetary resources is offered.Keywords: long-term target

program, departmental target program, state and municipal programs, monitoring, assessment of productivity, ef-

ficiency, "competitive" indicators.

Аннотация

Рассматриваются целевые программы как инструмент эффективного развития субъектов РФ и муни-

ципальных образований, проблемы их разработки в условиях внедрения программного бюджета, ориенти-

рованного на результат. Обоснована целесообразность разграничения эффективности расходов на реали-

зацию конкретных мероприятий и эффективности расходов на реализацию целевой программы. Предло-

жен авторский подход к оценке результативности реализации государственных и муниципальных

программ, основанный на принципах «конкурентноспособности» в оценке показателей развития террито-

рии, что позволит повысить качество управления бюджетными ресурсами.

Keywords: budget, programming, efficiency.

Ключевые слова: бюджет, программирование, эффективность.

В течение нескольких десятилетий теория пла-

нирования и прогнозирования бурно развивалась,

получили широкое развитие различные способы и

методы планирования. Некоторые из них специ-

фичны, другие универсальны. К последним отно-

сится и метод программно-целевого планирования.

Этот метод зарекомендовал себя в развитых

странах как один из самых точных и надежных. Он

широко применяется на Западе на всех уровнях

планирования и управления.

Российская реформа местного самоуправления

предполагает запуск механизмов, призванных обес-

печить динамичное социально-экономическое раз-

витие местных сообществ, реальное улучшение ка-

чества жизни их населения. Такое развитие детер-

минировано факторами разной природы

(экономическими, социальными, организацион-

ными и др.).

Возможности использования потенциала этих

факторов дифференцированы по субъектам, пред-

ставляющим органы власти и управления феде-

рального, регионального и местного уровней.

Современная бюджетная реформа направлена

на внедрение программного бюджета в качестве ос-

новного инструмента повышения эффективности

бюджетных расходов, открытости и прозрачности

деятельности органов государственной власти и ор-

ганов местного самоуправления для обеспечения

долгосрочных целей социально-экономического

развития.

С помощью инструментария программирова-

ния региональные органы управления способны

оказывать позитивное воздействие на простран-

ственное развитие экономики и социальной сферы

территорий. Целевые программы выступают

наиболее приемлемым средством практического

осуществления инвестиционных проектов, способ-

ствуют консолидации совокупного экономического

Page 59: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 59

потенциала регионов и муниципалитетов, по-

скольку в них концентрируются мероприятия по

проектированию, размещению и строительству

объектов экономики, производственной, социаль-

ной, транспортной и таможенно-логистической ин-

фраструктуры.

В России определение государственной про-

граммы содержится в Постановлении Правитель-

ства Российской Федерации «Об утверждении По-

рядка разработки, реализации и оценки эффектив-

ности государственных программ Российской

Федерации»: «Государственной программой явля-

ется система мероприятий (взаимоувязанных по за-

дачам, срокам осуществления и ресурсам) и ин-

струментов государственной политики, обеспечи-

вающих в рамках реализации ключевых государ-

ственных функций достижение приоритетов и це-

лей государственной политики в сфере социально-

экономического развития и безопасности» [3]

Представляется целесообразным сформулиро-

вать определение бюджетной программы региона,

отказавшись от понятия «государственная про-

грамма» и «муниципальная программа», основыва-

ясь на ее назначении, целеполагании, многоотрас-

левом характере, взаимосвязи со стратегией разви-

тия территории.

Рисунок 1 – Структурные элементы программы региона

Анализ структуры программы позволяет сде-

лать вывод о необходимости обратить внимание на

первоочередное решение таких вопросов как изме-

нение элементов структуры и содержания про-

граммы, оптимизация перечня индикаторов (целе-

вых показателей) программ, развитие аудита бюд-

жетных программ, разработка методологии оценки

эффективности их расходов.

На этапе разработки программы региона осу-

ществляется оценка ее планируемой эффективно-

сти, обязательным условием которой является

успешное выполнение запланированных целевых

индикаторов, показателей и мероприятий в уста-

новленные сроки. В качестве основных критериев

планируемой эффективности реализации про-

граммы применяются:

а) критерии экономической эффективности,

учитывающие оценку вклада государственной про-

граммы в экономическое развитие Российской Фе-

дерации, влияние ее ожидаемых результатов на раз-

личные сферы экономики;

б) критерии социальной эффективности, учи-

тывающие ожидаемый вклад в социальное разви-

тие.

На наш взгляд, следует различать эффектив-

ность расходов на реализацию конкретных меро-

приятий и эффективность расходов на реализацию

программы региона. Оценку эффективности расхо-

дов на реализацию мероприятий могут осуществ-

лять главные распорядители бюджетных средств,

роль которых в современном бюджетном процессе

повышается в связи с расширением полномочий по

распределению бюджетных ассигнований и лими-

тов бюджетных обязательств, предоставлением

права утверждать государственные задания, а

также возложением обязанности по организации

внутреннего контроля и внутреннего аудита. Оце-

нивать эффективность расходов на реализацию гос-

ударственных программ целесообразно ответствен-

ному исполнителю, указанному в Паспорте про-

граммы, на основе установленных исполнительным

органом власти показателей результативности гос-

ударственных программ и подпрограмм. Ответ-

ственный исполнитель также может установить по-

казатели результативности основных мероприятий

государственных программ [4]

Актуальным представляется процесс вовлече-

ния населения в обсуждение проектов социально-

значимых бюджетных программ, начиная с муни-

ципальных образований. Население, проживающее

на соответствующей территории, может направить

замечания и предложения к обсуждаемому проекту

целевой программы в сети Интернет или в специ-

ально оборудованные места сбора информации. По

результатам публичного обсуждения вносятся кор-

ректировки в бюджетные программы.

Вовлеченность в бюджетный процесс обще-

ственности может осуществляться посредством вы-

бора приоритетных бюджетных расходов, а также

софинансирования населением и бизнесом этих

расходов наряду с бюджетом. На реализацию ука-

занных процессов направлено инициативное бюд-

жетирование, которое представлено программами

парципаторного бюджетирования и поддержки

программа

титульный лист

паспорт ГП

паспорта подпро-грамм

паспорта ФЦП

текстовая часть ГП

текстовая часть

приложения

ответственный испол-

нитель программы;

соисполнители про-

граммы;

участники программы;

подпрограммы про-

граммы (в том числе

федеральные целе-

вые программы);

цели программы;

задачи программы;

целевые индикаторы

и показатели про-

граммы;

Page 60: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

60 The scientific method №8 (8)/2017

местных инициатив, реализуемых в российских ре-

гионах. Необходимо напомнить, что парципатор-

ное бюджетирование впервые было введено в Ла-

тинской Америке в 80-е годы XX в. Сегодня эта

практика применяется в странах Западной и Во-

сточной Европе, США и Китае. С 2007 г. в России

при участии Всемирного банка реализуются про-

граммы поддержки местных инициатив в семи ре-

гионах, где завершено более 2 тыс. проектов. В

2015 г. более десяти российских регионов осу-

ществляли программы инициативного бюджетиро-

вания.

Технология инициативного бюджетирования

предполагает конструктивное вовлечение граждан

в открытый бюджетный процесс, грамотную трак-

товку ими информации о структуре бюджетных

расходов и выдвижении обоснованных инициатив

о перераспределении бюджетных средств.[10]

Все вышеизложенное позволяет рекомендо-

вать встроить программы инициативного бюджети-

рования в механизм формирования государствен-

ных (бюджетных) программ.

Безусловно, государственные программы

субъектов РФ (муниципальные программы)

должны соответствовать базовым принципам про-

граммно-целевого метода, которые не в полной

мере обеспечиваются долгосрочными и ведом-

ственными программами:

- формирование программы исходя из четко

определенных целей стратегического и прогноз-

ного социально-экономического развития;

- разработка количественно измеримых пока-

зателей достижения целей;

- установление ответственных лиц за достиже-

ние поставленных целей (промежуточных и конеч-

ных);

- отражение обобщенных параметров государ-

ственных (муниципальных) заданий;

- определение перечня мероприятий, направ-

ленных на достижение поставленных целей и задач;

- установление объемов финансирования по

каждому направлению;

- определение вклада органов власти муници-

пальных образований, обеспечивающих достиже-

ние целей государственной программы субъекта

РФ.

Анализ российского опыта программно-целе-

вого бюджетирования на субфедеральном и муни-

ципальном уровне показал, что несмотря на его ак-

тивное использование, отсутствует единая методо-

логическая и методическая база для разработки,

реализации и оценки долгосрочных и ведомствен-

ных целевых программ. Заслуживают внимания вы-

воды, сделанные М.И. Яндиевым на основе иссле-

дования региональных методик:

- большинство методик носит формальный ха-

рактер;

- при практическом использовании методики

акцент оценивается зачастую смещается от резуль-

татов программной деятельности к затратам на ее

осуществление;

- в методиках отсутствуют рекомендации по

использованию тех или иных критериев и показате-

лей в зависимости от характера и особенностей

программы. [5]

Таким образом, нет ответа не только на вопрос

как оценивать эффективности и результативность

целевых программ, но и какой орган будет это де-

лать. Федеральное законодательство устанавливает

полномочия Счетной палаты РФ, одним из которых

является определение эффективности и целесооб-

разности расходов государственных средств и ис-

пользования федеральной собственности, а к пол-

номочиям контрольно-счетных органов субъектов

РФ отнесены организация и осуществление кон-

троля за законностью, результативностью (эффек-

тивностью и экономичностью) использования

средств бюджета субъекта РФ, средств бюджетов

территориальных государственных внебюджетных

фондов и иных источников, предусмотренных зако-

нодательством РФ.

Таким образом, актуальность проблемы опре-

деления результативности целевых программ дик-

туется следующими обстоятельствами:

- отсутствие типовых методик комплексного

анализа результативности, планирования и бюд-

жетного инвестирования;

- проблема кадрового потенциала (бюджетный

учет, финансовая математика, отраслевые науки);

- несопоставимость данных бухгалтерского и

управленческого учета с плановыми показателями

в условиях инфляции;

- административные проблемы, связанные со

спецификой взаимоотношений между различными

органами и уровнями власти;

- невозможность прямого заимствования

опыта коммерческой сферы;

- субъективизм оценки (применение эксперт-

ного (рейтингового) подхода).[8]

Одним из направлений, связанных с повыше-

нием результативности целевых программ является

мониторинг показателей, характеризующих опти-

мальное решение проблем их формирования, фи-

нансирования и реализации.

Основным назначением мониторинга эффек-

тивности целевых программ представляется выра-

ботка оптимальной структуры бюджетных расхо-

дов на реализацию государственной социально-

экономической политики на стадии обоснования

заявок на расходование бюджетных средств при

проектировании региональной целевой программы

и областного бюджета Ростовской области. Нали-

чие существующих в указанном постановлении

критериев оценки эффективности региональных

целевых программ помогает рационально и контро-

лируемо осуществлять реализацию принятых к фи-

нансированию программ, позволяя более эффек-

тивно расходовать имеющиеся бюджетные ре-

сурсы, а также аргументировать правильность

принимаемых управленческих решений.

Однако, при системном подходе, целесооб-

разна оценка как эффективности, так и результатив-

ности региональных целевых программ, поскольку

ожидаемые показатели бюджетной, социальной и

экономической эффективности целевой программы

Page 61: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 61

будут проверяемы и достоверны. Сравнение этих

показателей позволит принять решения о приори-

тизации бюджетных расходов и осуществлять мо-

ниторинг достижения заявленных целей и резуль-

татов. Представляется, что данный подход не

устраняет проблему объективности и абсолютной

точности оценки целевой программы, связанную с

появлением сопряженных и косвенных результа-

тов, оценка и учет которых потребуют затрат, воз-

можно, неэффективных, несоизмеримых с пользой

от этой информации.

Особенно сложно применить стандартные

процедуры оценки для определения эффективности

программ с длительным сроком получения резуль-

тата. Это относится к инновационно-фундамен-

тальным исследованиям, мероприятиями в соци-

альной сфере, направленным на решение стратеги-

ческих целей и задач, результат которых можно

увидеть только в будущем.

На конечную результативность целевой про-

граммы могут оказать влияние и трудно прогнози-

руемые факторы, связанные с макроэкономиче-

скими изменениями на международном, межнацио-

нальном и межрегиональном уровнях и

являющиеся результатами реализации государ-

ственной политики в смежных отраслях управле-

ния.

Нам представляется, что к основным пробле-

мам формирования, реализации и мониторинга це-

левых программ можно отнести следующие:

- недостаточный внутренний государственный

и ведомственный контроль;

- слабое внедрение методик аудита эффектив-

ности бюджетных расходов;

- отсутствие стандартов квалификации нару-

шений бюджетного законодательства и соответ-

ствующих санкций;

- отсутствие методик обоснования затрат и

установления системы целевых индикаторов (пока-

зателей);

-недостаточный уровень независимости и объ-

ективности органов внешнего государственного

финансового контроля.

Все вышеизложенное подтверждает необходи-

мость совершенствования методик оценки целевых

программ, используемых на субфедеральном и му-

ниципальном уровнях. На основе анализа теорети-

ческой и методологической базы имеющихся мето-

дик целевых программ можно сформулировать

принципы и показатели для оценки результативно-

сти целевых (государственных и муниципальных)

программ.

При разработке «Методики» в качестве таких

ориентиров возможно использовать систему бюд-

жетных показателей других субъектов РФ или му-

ниципалитетов (подходящих для сопоставления),

сравнение с которыми для анализируемого бюд-

жета даст возможность увидеть отличия в своих по-

казателях. Методика может быть основана на ис-

пользовании так называемых «конкурентных» по-

казателей, характеризующих компетентность

органов исполнительной власти.

В целях обеспечения комплексного и устойчи-

вого социально-экономического развития террито-

рий необходимо выявить слабые стороны финансо-

вого обеспечения деятельности соответствующих

органов власти и сформировать подходы к повыше-

нию ее эффективности по формированию и исполь-

зованию бюджетных средств. При этом для прове-

дения оценки необходимы ориентиры для призна-

ния результатов деятельности приемлемыми или

недостаточно эффективными.

Основой оценки результативности целевых

(государственных и муниципальных) программ яв-

ляются следующие общие принципы, применяемые

независимо от территориальных особенностей:

- сопоставимость условий сравнения различ-

ных программ (сфера, сроки, объемы финансирова-

ния);

- принцип положительности и комплексности

эффекта (экономический, бюджетный, социаль-

ный);

- учет последствий программы для повышения

конкурентоспособности субъекта РФ или конкрет-

ного муниципалитета, других муниципалитетов,

расположенных на подведомственной территории.

Должны учитываться все последствия, как непо-

средственно экономические, так и внеэкономиче-

ские (экспорт товаров, услуг, технологий, обще-

ственные блага);

- расширение круга участников программы,

несовпадения их интересов и, следовательно, ис-

пользование принципа «конкурентности» в оценке;

- количественная оценка и учет влияния рис-

ков, сопровождающих реализацию программы.

На наш взгляд, реализации данных принципов

оценки может служить «кластерный подход» .

Кластерный анализ является не столько обыч-

ным статистическим методом, сколько "набором"

различных алгоритмов "распределения объектов по

обеспечению эффективной поддержки проектов,

направленных на повышение конкурентоспособно-

сти участников кластера, за счет фокусирования и

координации с учетом приоритетов развития кла-

стеров, мероприятий экономической политики ре-

гиона.

Кластерный подход, первоначально использу-

емый в исследованиях проблем конкурентоспособ-

ности, со временем стал применяться при решении

все более широкого круга задач, в частности:

- при анализе конкурентоспособности госу-

дарства, региона,

отрасли;

- как основа государственной промышленной

политики;

- при разработке программ регионального раз-

вития;

- как основа стимулирования инновационной

деятельности.[6]

В научной литературе отсутствует единый

подход к методам государственного управления

экономикой. С содержательной точки зрения, на

различных уровнях государственного управления

могут использоваться как экономические так и ад-

министративные методы. При этом на федеральном

Page 62: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

62 The scientific method №8 (8)/2017

и региональном уровнях могут применяться ме-

тоды государственной бюджетно-налоговой поли-

тики регулирования спроса, а также методы госу-

дарственного регулирования предложения. Указан-

ные нами принципы мы будем считать ключевой

методологической предпосылкой адаптации си-

стемы методов государственного управления к кла-

стерному подходу экономическим развитием реги-

она[9]

Полученные результаты Кластерному под-

ходу и принципам кластерного анализа могут соот-

ветствовать показатели результативности реализа-

ции целевых (государственных и муниципальных)

программ, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Показатели результативности реализации целевых

(государственных и муниципальных) программ

Критерий Используемый показатель Способ измерения

Региональ-

ная позиция

Доля эффекта

экономического

бюджетного

социального в показателях

развития региона

Изменение доли бюджета в консолидированном бюд-

жете

Экспорт продукции и услуг в

другие регионы

Рост объемов экспорта продукции и услуг региона или

муниципалитета в другие регионы (муниципалитеты)

Информа-

ционное

лидерство

Репутация

(информация)

Опрос экспертов (специалистов) в данной области о

значимости мероприятий для региона и муниципали-

тета

Разработка новых продуктов

и услуг Количество значимых новых продуктов и услуг

Уровень

межотраслевых связей

Исследование изменений в уровне межотраслевых свя-

зей в сравнении с другими государственными (муници-

пальными) программами

Инвестици-

онная ак-

тивность

Образование новых сопод-

чиненных программ

Изменения количества программ региона или муници-

палитета

Включение муниципалите-

тов региона

Объем (и качество) инвестиций муниципалитетов в

рамках региона

Доля экономической актив-

ности

Изменение доли бюджета в валовом региональном про-

дукте

Сравнительный анализ «конкурентных» пока-

зателей государственных или муниципальных про-

грамм позволит пересмотреть традиционную прак-

тику планирования управления бюджетом, выявить

проблемы и резервы для оптимизации управления

бюджетом.

Методической основой комплексного монито-

ринга данных показателей является оценка влияния

целевой программы на динамику развития террито-

рии.[7]

В частности, оценка эффективности базиру-

ется на выявлении влияния, которое программа

оказывает или будет оказывать на комплексные по-

казатели социально-экономического развития и по-

вышения конкурентного потенциала территории.

Конкурентные показатели должны формиро-

ваться на основе сопоставления с аналогичными

показателями других регионов и муниципалитетов.

Анализ рекомендуется проводить путем срав-

нения достигнутых показателей развития по не-

скольким субъектам или муниципальным образова-

ниям одного типа, с примерно одинаковой числен-

ностью населения, желательно схожего

промышленного потенциала, подобного террито-

риального расположения за один и тот же финансо-

вый период.

На основе анализа показателей могут быть сде-

ланы выводы:

- о фактическом финансовом обеспечении при-

нятых государственных и муниципальных про-

грамм;

- о соответствии принятых программ вопросам

регионального или местного значения;

- о результативности выполнения утвержден-

ной программы и целесообразности ее продолже-

ния;

- о результативности работы ответственных

исполнителей программы и их способности обеспе-

чивать достижение запланированных результатов.

«Конкурентность» в оценке результативности

государственных и муниципальных программ поз-

волит: активизировать работу по привлечению но-

вых исполнителей; повысит эффективность сбора

данных, экспертизу дополнительных потребно-

стей; учесть ошибки и недостатки аналогичных

программ при разработке новых программ; повы-

сить информированность общественности и орга-

низаций, принимающих решения; проанализиро-

вать разногласия, возникающие среди исполните-

лей по ходу реализации программ.

Таким образом, методология программно-це-

левого планирования применительно к региону ос-

новывается на понимании глобальности програм-

мно-целевого метода как совокупности научных

подходов, принципов, специфических методов, ме-

тодик, технологий.

Page 63: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 63

Систематизированное применение разнооб-

разных инструментов обеспечит возможность со-

действовать сбалансированному развитию эконо-

мики и социальной сферы в рамках муниципали-

тета и межрегиональных хозяйственных связей.

Обеспечение взаимодействия различных форм, ви-

дов программно-целевой деятельности с прогнози-

рованием, планированием, бюджетированием спо-

собствует поддержанию общих методологических

основ и определенной организации, координации

действий.

Литература

1.Бюджетное послание Президента РФ «О

бюджетной политике на 2013-2015 годы» Элек-

тронный ресурс. Режим доступа: www.consult-

ant.ru

2.Федеральный закон «Бюджетный кодекс

Российской Федерации» от 31 июля 1998 г. с изме-

нениями и дополнениями Электронный ресурс.

Режим доступа: www.consultant.ru

3.Постановление Правительства Российской

Федерации «Об утверждении Порядка разработки,

реализации и оценки эффективности государствен-

ных программ» от 02.08.2010г. №588 (в актуальной

редакции). [Электронный ресурс]. Режим доступа:

www.base.consultant.ru

4.Денисова И.П., Рукина С.Н. Оценка резуль-

тативности государственных и муниципальных

программ при переходе к «программному бюд-

жету»// Вестник Ростовского государственного

экономического университета (РИНХ).-2013. - №1-

2. - С. 61-68

5.Яндиев М.И. Оценка эффективности реали-

зации целевых программ субъектов Федера-

ции//Финансы. –2012. –№2.–С.24–28.

6.Постановление Правительства Ростовской

области «О порядке принятия решения о разра-

ботке областных долгосрочных целевых программ,

их формирование и реализации и Порядке проведе-

ния и критериях оценки эффективности реализации

областных долгосрочных целевых программ» от 23

декабря 2012 г. Электронный ресурс (дата обра-

щения 08.02.2013 г.). Режим доступа: www.don-

land.ru

7. Денисова И.П., Денисов П.В. Эффектив-

ность инструментария социального программиро-

вания Региона.// Гуманитарные и социально-эконо-

мические науки-2015-№5.

8. Куценко Е.С. Кластерный подход к разви-

тию инновационной экономики в регионе. Авторе-

ферат на соискание ученой степени кандидата эко-

номических наук. Москва ,2012 г.с.14.

9. МиролюбоваТ. В. Государственное управле-

ние развитием региона:кластерный подход. // Авто-

реферат диссертации на соискание ученой степени

доктора экономических наук,Москва,2008г.

10.Ерастов А.Е., Макаров В.М., Новикова О.В.

Достижение целевых показателей использования

ВИЭ как фактор повышения энергоэффективности

региональной экономики // Научно-технические ве-

домости СПБГПУ. Экономические науки-2015 -

Выпуск 5(228)/2015.

MEDIATION IN BRIBERY: WAYS TO PREVENT

Еgiyan A. M.

Sakhalin Humanitarian Technological Institute

Russia

ПОСРЕДНИЧЕСТВО ВО ВЗЯТОЧНИЧЕСТВЕ: СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Егиян А.М.

Сахалинский Гуманитарно-Технологический Институт

Россия

Abstract

The article explores the problems of countering bribery mediation as an independent crime. In the forefront

of the research, the foundations of a strategy for preventing this crime are built, and the structure of actions to

prevent this phenomenon is explored.

Аннотация

Статья исследует проблематику противодействия посредничеству во взяточничестве как самостоя-

тельному преступлению. В ракурсе исследования выстраиваются основы стратегии предупреждения ука-

занного преступления , а также исследуется структура действий по предупреждению указанного явления.

Keywords: Mediation, bribery, counteraction, prevention, structure, measures

Ключевые слова: посредничество, взяточничество, противодействие, предупреждение, структура,

меры

Как известно, посредничество во взяточниче-

стве в качестве самостоятельного преступления

криминализировано относительно недавно, по-

этому естественно, что к настоящему времени про-

блематика, связанная с разработкой концепции

противодействия ему, еще не стала предметом са-

мостоятельного концептуального исследования.

Вместе с тем определенные наработки в решении

данной проблемы, несомненно, имеются.

Page 64: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

64 The scientific method №8 (8)/2017

Большинство криминологов, анализируя про-

блемы организации противодействия посредниче-

ству во взяточничестве, на наш взгляд, обосно-

ванно исходят из двух основных посылок: во-пер-

вых, констатируется, что реализация данных

мероприятий должна быть неразрывно связана с

предупреждением коррупции в целом, во-вторых,

эти мероприятия должны представлять собой четко

выстроенную систему, гарантирование исполнение

которой должно быть закреплено нормами феде-

рального законодательства.

В современной Российской Федерации сложи-

лось две основных концепции предупреждения

коррупции. Первая из них предполагает осуществ-

ление комплекса интегративных мер, среди кото-

рых определяющее значение имеют меры правовые

меры прямого действия. Разновидностью указан-

ной точки зрения является мнение о том, что преду-

преждение коррупционных преступлений нераз-

рывно связано с осуществлением репрессивных

мер прямого воздействия уголовно-правового ха-

рактера. Иными словами, с этой точки зрения кор-

рупция может быть предотвращена введением

жестких уголовно-правовых санкций за соверше-

ние действий «криминогенного» характера. Выра-

зителем такого мнения является П. С. Яни, который

указывает: «если считать аксиоматичной необходи-

мость борьбы с коррупцией, то следует заключить:

главным средством противодействия ей (корруп-

ции) является не столько, скажем, прозрачность де-

ятельности чиновников (они изобретательны и

найдут способ замаскировать свои злоупотребле-

ния), свобода печати (в бедной стране порой про-

дажна и печать, в смысле - пресса) и пр., сколько

репрессии, причем репрессии из арсенала уголов-

ной юстиции. ... И на смену вялой, часто схоласти-

ческой дискуссии о направлениях борьбы с корруп-

ционной преступностью должны прийти меры, за-

ключающиеся в не требующем дополнительного

усилия законодателя применении, как часто гово-

рят, действующего, а по сути - пока во многом без-

действующего уголовного закона» [1, C. 59].

Представители другой точки зрения рассмат-

ривают деятельность по предупреждению корруп-

ции в качестве общесоциальной практики, включа-

ющей широкий комплекс мероприятий, в рамках

которого приоритет отдается осуществлению спе-

циальных мероприятий, направленных на исключе-

ние возможностей для развития социальной девиа-

ции в принципе.

Следует отметить, что представители выше-

указанных точек зрения сходятся во мнении, что

структура деятельности по предупреждению взя-

точничества, как и предупреждению преступности

в целом традиционно включает в себя три основных

уровня: 1) общая профилактика; 2) специальная

профилактика; 3) индивидуальная профилактика

преступлений.

Представляется, что при разработке комплекса

мер осуществления превенции коррупционных

преступлений необходимо учитывать мнение Р.А.

Геребенюка, который указывал, что «в современ-

ных условиях должно стать аксиомой утверждение

о неэффективности паллиативных, сиюминутных,

односторонних мер противодействия преступно-

сти. Криминологическая наука давно доказала, что

именно комплексность и всесторонность воздей-

ствия на преступность, факторы, ее порождающие,

и криминогенную личность обеспечит постепенное

сведение ее уровня до социально приемлемых

норм» [2, C.183].

Иными словами, предупреждение коррупци-

онных преступлений в целом и посредничества во

взяточничестве должно предполагать разработку и

реализации масштабной программы, в рамках кото-

рой применение специальных механизмов психосо-

циального свойства, направленных на коррекцию

социального поведения и предупреждение возмож-

ной девиации должно сочетаться с осуществлением

адресного правотворчества, определяющего право-

вой механизм предупреждения совершения кор-

рупционных преступлений в том числе и в направ-

лении ужесточения уголовно-правовой санкции.

Кроме того, представляется, что в основе ком-

плексного подхода противодействия коррупцион-

ной преступности должна находится система взаи-

мосвязанных руководящих идей – принципов, сле-

дование которым в конечном счете и должно

определять эффективность всей антикоррупцион-

ной политики. Отметим основные из них:

- предупреждение преступлений данного вида

не представляется возможным без осуществления

переориентации стратегии развития государства в

целом с учетом интересов большинства населения

страны, а не узких по составу социальных групп;

- необходимость безусловного следования

требованиям действующих нормативно-правовых

актов при планировании и осуществлении конкрет-

ных мероприятий превенции коррупции;

- адекватность содержания реализуемых меро-

приятий конкретно-историческим социальным и

политическим условиям, а также состоянию право-

вой культуры и общественного сознания населения

РФ;

- непрерывность профилактики преступлений

данного вида без авралов и компанейщины;

- комплексность превенции преступлений

данного вида во всех сферах общественной жизни

и на всех уровнях государственной власти;

- обеспечение координации деятельности пра-

воохранительных органов и структур, отвечающих

за осуществление социальной работы среди населе-

ния;

- разработка специальной программы подго-

товки ответственных за превенцию коррупционной

преступности должностных лиц;

- активное привлечение потенциала граждан-

ского общества для повышения эффективности

профилактической деятельности антикоррупцион-

ной направленности.

Следует отметить, что в рамках действующего

законодательства уже достаточно длительное

время закреплен механизм противодействия кор-

рупции, который включает в себя систему взаимо-

связанных нормативных актов, устанавливающих

Page 65: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 65

основные понятия антикоррупционной деятельно-

сти на государственном уровне, определяющих ос-

новные ее направления, формулирующих специ-

альные требования, предъявляемые к выполнению

должностных обязанностей государственными слу-

жащими, параметры деятельности государствен-

ных учреждений и их администрации с учетом ис-

ключения коррупциогенной составляющей, нако-

нец, определяющих параметры осуществления

антикоррупционной экспертизы принимаемых нор-

мативно-правовых актов. Иными словами, на госу-

дарственном уровне превенция коррупции и орга-

низация противодействия ей воспринимается в ка-

честве одного из аспектов обеспечения

национальной безопасности.

Наряду с правовыми мерами другим действен-

ным инструментом осуществления предупрежде-

ния коррупционных преступлений могут являться

специальные программы, предполагающие ком-

плексное воздействия на потенциальных субъектов

коррупционных преступлений с целью нивелирова-

ния факторов, определяющих формирование и раз-

витие преступных действий данного вида. Эффек-

тивность разработки такого рода программ убеди-

тельно доказывали еще советские криминологи.

Так, например, И.И. Карпец отмечал, что «по-

скольку преступность - отрицательное социальное

явление, постольку в борьбе с ней главное значение

имеют социальные мероприятия, направленные на

дальнейшее развитие и совершенствование обще-

ственных отношений. Естественно, что эти меро-

приятия не направлены непосредственно против

преступности, но эти мероприятия косвенно оказы-

вают существенное влияние на состояние преступ-

ности. Преступность преодолевается, прежде всего,

путем мероприятий экономического, воспитатель-

ного и иного, в том числе правового порядка» [3, C.

139].

На наш взгляд, содержание конкретных про-

филактических мероприятий данной программы

должно определяться на основе анализа следую-

щих актуальных данных:

- о состоянии, структуре, динамике развития

коррупционных преступлений в целом и посредни-

чества во взяточничестве в частности;

- о детерминантах преступлений данного

вида, а также о социальных факторах, благопри-

ятно влияющих на уменьшение динамики данных

преступлений (в таком качестве целесообразно рас-

сматривать, в первую очередь, формальные и не-

формальные общественные санкции в качестве ме-

ханизмов социального контроля);

- о характеристиках социальных процессов,

проходящих в обществе, позволяющих осуществ-

лять перспективное планирование предупреждения

данных видов преступлений;

- о лицах, склонных к совершению корруп-

ционных преступлений, позволяющую четко сфор-

мировать персональный состав «группы риска»;

- об эффективности антикоррупционной де-

ятельности в различных сферах жизнедеятельно-

сти.

Вышеуказанные данные позволят эффективно

осуществлять конкретную программу профилакти-

ческих мероприятий, направленных на предупре-

ждение совершения преступлений рассматривае-

мого вида. По нашему мнению, совокупность мер

превенции необходимо осуществлять по двум ос-

новным направлениям.

Первым из них должно стать осуществление

контроля за лицами, уже совершившими ранее кор-

рупционные преступления, в случае, если по приго-

вору суда для них отсутствует запрет на замещение

государственных и иных должностей в потенци-

ально коррупциогенных сферах. Кроме того, кон-

троль целесообразно осуществлять и в отношении

лиц, попавших в «группу риска» по разнообразным

причинам в том числе, если в их отношении суще-

ствует оперативная информация о коррупционной

составляющей их деятельности. Указанный кон-

троль целесообразно осуществлять, используя со-

циологические методы, а именно: открытое и за-

крытое анкетирование, опрос граждан, периодиче-

ски вступающих в те или иные отношения с

контролируемым, его сослуживцев.

Второе предполагает целенаправленное воспи-

тательное воздействие. В качестве его основного

метода можно рассматривать периодическое прове-

дение публичных лекций, направленных на повы-

шение правовой грамотности лиц, находящихся в

«группе риска» относительно вероятности совер-

шения коррупционных преступлений в целом и по-

средничества во взяточничестве в частности, а

именно: среди государственных служащих, студен-

тов и сотрудников учебных заведений, персонала и

пациентов медицинских учреждений. Основным

содержанием этих занятий должна являться инфор-

мация о структуре антикоррупционного законода-

тельства, ужесточении уголовно-правовой санкции

за совершение коррупционных преступлений, со-

временной правоприменительной практике, суще-

ствующая в отношении преступлений данного

вида. При этом в последнем случае целесообразно

обращать внимание на многообразие способов со-

вершения посредничества во взяточничестве и

стратегии доказывания его обстоятельств. Конеч-

ным итогом реализации мероприятий данного

направления должно стать формирование в обще-

ственном сознании позитивного имиджа служа-

щего, исполняющего свои профессиональные обя-

занности без обязательного наличия дополнитель-

ной заинтересованности с учетом единственно

важного приоритета – ценности гражданских прав

и свобод.

Эффективность вышеуказанных мер невоз-

можна без продолжения осуществления мероприя-

тий, направленных на совершенствование механиз-

мов принятия решений в целом и в структурах гос-

ударственной (муниципальной) власти в частности.

К настоящему времени в этом отношении сде-

лано уже очень много, в частности, фактически за-

вершено проведение масштабной административ-

ной реформы, в результате которой была изменена

с точки зрения принципов логики и системности

Page 66: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

66 The scientific method №8 (8)/2017

вся властная вертикаль, упрощена регламентация

принятия управленческих решений.

На наш взгляд, дальнейшим приоритетным

направлением совершенствования системы приня-

тия значимых решений субъектами всех уровней

должно стать дальнейшее расширение внедрения

информационных технологий, объективно обеспе-

чивающих высокий уровень транспарентности и

оперативности деятельности указанных субъектов.

Представляется, что именно принцип открытости,

который целесообразно рассматривать наряду с за-

конностью в качестве базовых основ функциониро-

вания всей системы государственного (муници-

пального) управления, является ключевым факто-

ром снижения коррупциогенной нагрузки. В

отношении превенции посредничества во взяточ-

ничестве особое значение приобретает реформа-

торская деятельность, направленная на ликвида-

цию административных барьеров при исполнении

запрашиваемых государственных функций. В этой

связи, на наш взгляд, успешно найденное решение

в виде внедрения технологии «одного окна»

должно подлежать постоянному совершенствова-

нию.

Обеспечение необходимого уровня транспа-

рентности при принятии управленческих решений

невозможно без привлечения контрольного потен-

циала институтов гражданского общества. В этой

связи эффективным средством предупреждения

преступлений коррупционной направленности яв-

ляется создание условий для действенного кон-

троля за осуществлением государственных функ-

ций со стороны разнообразных общественных ор-

ганизаций, созданных и финансируемых без

участия иностранного элемента. Необходимо отме-

тить, что в настоящее время в этом направлении до-

стигнут существенный прогресс, о чем свидетель-

ствует введение институтов федеральной и регио-

нальных Общественных палат, общественной

аккредитации образовательных учреждений. Вме-

сте с тем целесообразно совершенствовать право-

вой статус указанных органов, в связи с чем осуще-

ствить регламентацию принципов их формирова-

ния, а также предоставить им право

законодательной инициативы.

В контексте осуществления превенции кор-

рупционных преступлений в целом и посредниче-

ства во взяточничестве в частности необходимо

продолжать совершенствование правовой регла-

ментации деятельности государственных служа-

щих, в первую очередь, относимых к «группе

риска» для данной группы преступлений. В данном

контексте представляется целесообразным посто-

янно осуществлять следующие мероприятия:

- обеспечивать постоянную информационную

открытость государственной службы, используя

возможности интернет пространства и привлечения

средств массовой информации;

- контролировать численность государствен-

ного аппарата, периодически осуществляя меро-

приятия, направленные на ее оптимизацию;

- осуществлять индексацию денежного до-

вольствия государственных служащих на уровне

выше средней заработной платы по тому или иному

субъекту РФ;

- реализовывать постоянный усиленный кон-

троль за доходами и расходами государственных

служащих с целью оперативного выявления допу-

щенных с их стороны нарушений в декларирова-

нии;

-продолжать совершенствование кодексов

этики служебного поведения для отдельных катего-

рий госслужащих на основе принятых в обществе

образцов морально-нравственных норм;

- ужесточать профессиональный отбор на гос-

ударственную службу в направлении введения до-

полнительных процедур психологической оценки

потенциальной возможности стать участником кор-

рупционного преступления;

- исключать нарушения принципа сменяемо-

сти государственных служащих, занимающих от-

ветственные управленческие посты.

Несомненно, вышеуказанные стратегии меро-

приятий, направленные на предупреждение кор-

рупционных преступлений, эффективны и в отно-

шении посредничества во взяточничестве. Вместе с

тем, представляется, что его характер и видовые

особенности требуют определенной корректировки

его превенции, которая связана, в первую очередь,

с различиями в расстановке приоритетных меро-

приятий по cтепени их эффективности.

В этой связи, на наш взгляд, ключевое значе-

ние в контексте осуществления предупреждения

посредничества во взяточничестве приобретают

уголовно-правовые санкции, а именно знание о

них. Другими словами, представляется, что крими-

нализация данного деяния, а также жесткая уго-

ловно-правовая санкция, предусмотренная за его

совершение, служит ключевым фактором его про-

филактики. Кроме того, учитывая повышенную ла-

тентность данных видов преступлений в контексте

его превенции повышенное значение приобретают

неформальные общественные санкции негативного

свойства. Вместе с тем степень их эффективности

напрямую определяется господствующими цен-

ностными ориентациями в структуре обществен-

ного сознания. Системный кризис, поразивший об-

щество в 1990- х гг., привел к нивелированию кол-

лективных позитивных ценностей, к утверждению

нигилистической потребительской этики с ярко вы-

раженной ориентацией на индивидуальный гедо-

низм, предполагающий высокий уровень потребле-

ния. К настоящему времени сформировался тип

личности, воспринимающий достижение указан-

ной цели даже незаконными средствами, в качестве

нормы.

Результаты опросов общественного мнения

позволяют констатировать, что указанная личност-

ная установка является господствующей в обще-

стве. Представляется, что изменить ее чрезвычайно

сложно, поскольку это требует не только система-

тического проведения адресной идеолого-воспита-

тельной работы с отдельными группами населения,

но и целенаправленной деятельности по обеспече-

нию реализации принципа законности в абсолют-

Page 67: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 67

ном значении для всех категорий граждан Россий-

ской Федерации. Именно с этим в настоящее время

возникают проблемы, учитывая большое количе-

ство резонансных дел о взятках, фигурантами кото-

рых выступают крупные известные фигуры, не под-

вергающиеся в конечном итоге соответствующей

уголовной санкции.

Завершая рассмотрение вопросов, связанных с

предупреждением посредничества во взяточниче-

стве, отметим следующее. Данные отечественной

криминологической науки на современном этапе

позволяют определить фундаментальные основы

разработки эффективной стратегии предупрежде-

ния преступности в целом и взяточничества в це-

лом. Их содержание образуют мероприятия уго-

ловно-правового, воспитательного политического

воздействия. При этом специфика превенции по-

средничества во взяточничестве, на наш взгляд,

предполагает использование уголовно-правовых

мер в качестве наиболее эффективного средства.

В тоже время при разработке мер предупре-

ждения совершения преступлений данного вида це-

лесообразно, на наш взгляд, руководствоваться

принципом «предельной эффективности». Его сущ-

ность сформулировал Я.И. Гилинский, который от-

мечал, что «ликвидировать» коррупцию, как и лю-

бое иное социальное зло, имеющее прочные основы

в экономическом, политическом, социальном

устройстве общества - невозможно». Речь может

идти только о значительном ограничении масшта-

бов этого явления, введения его в определенные

рамки, защите населения от его проявлений и по-

следствий» [4, C. 274]. Иными словами, в современ-

ных условиях, учитывая вышеуказанные характе-

ристики общественного сознания, может быть до-

стигнута лишь относительная эффективность

превенции посредничества во взяточничестве.

Литература:

[1] Яни П. В борьбе с коррупцией эффективны

только репрессии // Российская юстиция, 2001. № 7.

[2] Геребенюк Р.А. Указ. соч. С. 183. [3] Карпец И.И. Проблема преступности. М.,

1970.

[4] Гилинский Я. И. Девиантология: социоло-

гия преступности, наркотизма, проституции, само-

убийств и других отклонений. СПб., 2004..

ACCOUNTING FOR PAYMENTS TO CUSTOMERS: DOMESTIC AND FOREIGN EXPERIENCE

Tsehelnyk N.

getter

Zhitomir National Agroecological University, Ukraine

ОБЛІК РОЗРАХУНКІВ З ПОКУПЦЯМИ: ВІТЧИЗНЯНИЙ І ЗАРУБІЖНИЙ ДОСВІД

Цегельник Н.І.

здобувач

Житомирський національний агроекологічний університет, Україна

Abstract In the article the accounting system of payments to customers in domestic and foreign enterprises. Approaches

for accounting of payments to customers for business registration information on resources for management of

marketing activity.

Анотація

В статті розглянуто систему обліку розрахунків з покупцями на вітчизняних та зарубіжних підприєм-

ствах. Обґрунтовано підходи до бухгалтерського обліку розрахунків з покупцями на підприємствах щодо

оформлення інформаційних ресурсів для потреб управління збутовою діяльністю.

Keywords: accounting, settlements with customers, accounts receivable, sales activities, international

experience of

Ключові слова: облік, розрахунки з покупцями, дебіторська заборгованість, збутова діяльність, за-

рубіжний досвід країн

Page 68: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

68 The scientific method №8 (8)/2017

З розвитком ринкових відносин і посиленням

конкуренції робота з покупцями повинна займати

центральне місце в комплексі управління підприєм-

ством в цілому та його структурними підрозділами.

Одним з основних питань, що виникають при ве-

денні бізнесу, є проблема, яка полягає в недооцінці

важливості формування та оцінці інформаційних

ресурсів обліку розрахунків з покупцями підприєм-

ства. Саме від безперебійності та планомірності ор-

ганізації розрахунків вирішальною мірою залежить

фінансовий стан підприємства та його платоспро-

можність.

Облік розрахунків з покупцями займає головне

місце в обліковому процесі реалізації продукції і є

найважливішою ділянкою бухгалтерської роботи,

оскільки забезпечує формування основної частини

доходів та грошових надходжень підприємства.

Тобто, важливими завданнями обліку даних розра-

хунків з покупцями є визначення відносин з покуп-

цями, формування цін і доходів, відображення опе-

рацій щодо витрат на збут, контроль за рухом това-

рів і грошових находжень.

Дослідженню питань розрахунків з покупцями

присвячені роботи таких вчених, як: Бутинець

Ф.Ф., Вещунова А.Ф., Гончарук Я.А., Кияшко

О.М., Лишиленко А.В., Нестеренко Ж.К. та інші.

Однак у більшості наукових праць мало уваги при-

ділено питанням порівнянню обліку розрахунків з

покупцями в різних країнах та можливості застосу-

вання його елементів на підприємствах України.

Необхідність дослідження розрахунків з покуп-

цями в зарубіжних країнах пов’язане із збільшен-

ням розрахунків з покупцями в умовах зовнішньо-

економічної діяльності та підготовки підприємств

України для реалізації своєї продукції на ринку ЄС.

Метою статті є обґрунтування аспектів та ме-

тодичних основ організації бухгалтерського обліку

розрахунків з покупцями в системі національного

та міжнародного досвіду.

Відповідно до наведеної мети виділимо такі за-

вдання дослідження:

визначення та порівняння інформаційних

ресурсів бухгалтерських рахунків які використову-

ються при розрахунках з покупцями в Україні та в

інших державах;

обґрунтування оптимальних форм розраху-

нків при відносинах з покупцями;

визначення підходів до формування дохо-

дів з урахуванням ринкових чинників, так як своє-

часність і повнота їх надходження є найважливі-

шим критерієм успіху підприємства і його товару

на будь-якому ринку;

здійснення розрахунків щодо собівартості

реалізованої продукції підприємства покупцям.

Таким чином, дуже важливими є питання при

обліковому процесі, по-перше, формування доходів

і витрат, які виникають в процесі відносин з покуп-

цями, а по-друге – оцінка покупців і визначення їх

місця у формуванні прибутку підприємства.

В умовах ринкової економіки процес реалізації

продукції займає особливе місце в діяльності кож-

ного підприємства, адже, насамперед, від того як

здійснюється цей процес залежить його фінансовий

результат. Реалізація (збут) продукції є найважли-

вішою завершальною стадією кругообігу капіталу.

Ефективний збут продукції забезпечує надхо-

дження доходів необхідних для формування ресур-

сів підприємства і його розвиток.

Н.М. Гудзенко вважає, що збут – це заверша-

льна стадія кругообороту капіталу; підсистема гос-

подарської діяльності, що включає процес перемі-

щення продукції від виробника до споживача (реа-

лізацію), спрямований на задоволення потреб

останнього; управління рухом товарів з визначен-

ням фінансового результату, який формується при

створенні нової вартості в процесі виробництва. [1,

с. 8, 11, 15].

О.А. Шевчук сприймає збут як процес, що ро-

зпочинається з моменту появи усної чи письмової

угоди щодо купівлі-продажу продукції і триває до

того моменту, коли покупець повністю розраху-

ється за неї та отримає її у власність. Облік витрат

на збут, з його точки зору, доцільно організувати за

такими калькуляційними об’єктами: товарні групи,

географічні регіони, групи споживачів, центри від-

повідальності та центри витрат [10].

Процес реалізації завжди передбачає, з одного

боку, передачу відповідної продукції від виробника

покупцеві, а з другого − проведення розрахунків.

Облік процесу реалізації продукції не можливий

без достовірної, релевантної, систематизованої на-

лежним чином інформації про розрахунки з покуп-

цями. Чіткий і своєчасний облік відвантажених і ре-

алізованих товарів сприяє посиленню контролю за

розрахунками з покупцями, забезпеченню підпри-

ємств коштами і прискоренню обертання оборот-

них коштів.

Таким чином, місце і роль процесу реалізації

на підприємстві визначається відповідним госпо-

дарським механізмом, який встановлює умови реа-

лізації та умови розрахунків за продану продукцію.

Відповідно до поставлених завдань дослі-

дження зупинимось детальніше на окремо кожному

із них:

1. Будь-який суб’єкт господарювання в ринко-

вих відносинах повинен мати достовірну інформа-

цію про розрахунки з покупцями, тобто створити

облікову платформу для відображення даних по ві-

дносинах з покупцями, а саме по процесу реалізації.

Для відображення розрахунків з покупцями

виділяється окремий рахунок як в Україні так і в ін-

ших державах, водночас, в кожній країні є специ-

фіка, яка проявляється у: шифрі; назві рахунку; змі-

сті інформації; аналітичності даних (табл. 1).

Page 69: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 69

Page 70: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

70 The scientific method №8 (8)/2017

Page 71: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 71

Зокрема, Росія і Білорусь для узагальнення ін-

формації для розрахунки з покупцями і замовни-

ками виділяє рахунок 62 «Розрахунки з покупцями

і замовниками». В Україні для відображення таких

же даних використовується рахунок 36 «Розраху-

нки з покупцями та замовниками» з відповідними

субрахунками до нього. Законодавство Росії та Бі-

лорусь субрахунків до рахунку 62 «Розрахунки з

покупцями і замовниками» не передбачає. Як пока-

зало дослідження підприємства Росії використову-

ють до рахунку 62 «Розрахунки з покупцями і замо-

вниками» затверджені на підприємстві свої субра-

хунки [9]:

621 «Розрахунки за державними контрак-

тами»;

622 «Розрахунки з заготівельними організаці-

ями АПК»;

623 «Розрахунки по векселям отриманим»;

624 «Розрахунки за авансами одержаними»;

625 «Внутрігрупові розрахунки взаємопов'яза-

них організацій»;

626 «Розрахунки з іншими покупцями і замов-

никами».

Підприємства Молдови для відображення в об-

ліку інформації про розрахунки з покупцями вико-

ристовують рахунок 22 «Комерційна і нарахована

дебіторська заборгованість», Польщі – 200 «Дебі-

торська заборгованість», Узбекистану – 4000 «Ра-

хунки до отримання», Казахстану – 1210 «Коротко-

строкова дебіторська заборгованість покупців і за-

мовників» та 2110 «Довгострокова заборгованість

покупців і замовників».

Як видно з вище наведених даних, підприємс-

тва досліджуваних держав відрізняються не тільки

використанням різних шифрів для відображення

розрахунків з покупцями, а і назвами до них.

В Україні, Білорусії, Росії та Узбекистані у на-

зві рахунку констатуються розрахунки, а Молдові,

Польщі та Казахстані – дебіторська заборгованість.

Молдова виділяє комерційну і нараховану дебітор-

ську заборгованість. Казахстан окремо виділяє ра-

хунки для дебіторської заборгованості з терміном

не більше одного року (короткострокову) та більше

одного року (довгострокову) за розрахунками з по-

купцями і замовниками за реалізовану продукцію

(товари), надані послуги, видані аванси.

Щодо змісту та аналітичності даних інформа-

ції по рахунках що стосуються розрахунків з поку-

пцями, то вони наведені в табл. 1.

2. В ринкових умовах змінюються підходи до

вибору форм безготівкових розрахунків при відно-

синах з покупцями. Це пояснюється тим, що необ-

хідно прискорити рух продукції та здійснення пла-

тежів при невеликих витрат з посиленою відповіда-

льністю.

Доцільність застосування тієї чи іншої форми

безготівкових розрахунків визначається характе-

ром господарських зв'язків і націлена на максима-

льне зближення моменту отримання товарів і здій-

снення платежу, запобігання утворенню необґрун-

тованої дебіторської заборгованості.

Безготівкові розрахунки – платежі, які здійс-

нюються шляхом перерахування з рахунку плат-

ника на рахунок кредитора у банках без викорис-

тання грошових купюр. Безготівкові розрахунки за-

стосовуються між підприємствами і організаціями

для розрахунків за реалізовану продукцію, товари,

роботи на послуги. Отже, форми безготівкових ро-

зрахунків є важливим інструментом формування

облікової політики.

Підприємство має можливість вільного вибору

форм безготівкових розрахунків між підприємст-

вами, в залежності від різних факторів, таких як:

тип покупця (оптові, біржові, роздрібні, вільні, ре-

гульовані, фіксовані), вид продукції, обсяг про-

дажу, суму оплати товару та ін.

Безумовно ні одна форма безготівкових розра-

хунків не створює додаткових коштів. В умовах ри-

нку необхідно застосовувати таку форму, яка б га-

рантувала своєчасне і повне надходження грошо-

вих коштів на рахунок виробника продукції,

забезпечувала б належний рівень взаємного і бан-

ківського контролю за виконання договірних зо-

бов’язань.

Перелік форм безготівкових розрахунків для

відносин з покупцями, що застосовуються в різних

країнах наведений в табл. 2.

Таблиця 2.

Перелік форми безготівкових розрахунків в Україні та інших державах

Назва

Укр

аїн

а

Ро

сія

Біл

ор

усі

я

Каз

ахст

ан

Мо

лд

ова

Узб

еки

ста

н

По

льщ

а

меморіальний ордер + +

платіжне доручення + + + + + + +

платіжна вимога-доручення + + + +

платіжна вимога + + +

розрахунковий чек + + + + + + +

акредитив + + + + + + +

інкасове доручення (розпорядження) + + + + + +

пряме дебетування + +

переказ електронних грошових коштів + +

вексель +

Page 72: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

72 The scientific method №8 (8)/2017

пластикові картки +

передавальне розпорядження +

трансфер (міжнародний переказ) +

перекази в межах банку +

чек у зовнішній торгівлі +

платіжного доручення в зовнішній торгівлі +

кредитна карта +

Джерело: розроблено автором

Дослідження наведені в таблиці 2 показали, що

існує 17 форм безготівкових розрахунків, серед них

є три форми якими користуються всі досліджувані

країни – платіжне доручення, розрахунковий чек,

акредитив.

Таким чином, якщо підприємства України бу-

дуть використовувати дані форми безготівкових ро-

зрахунків з підприємствами інших країн при розра-

хунках з покупцями проблем не повинно виник-

нути, так як і за кордоном вони використовуються

у практичній діяльності.

Однак є форми розрахунків з покупцями які

використовуються тільки в окремих країн. Так,

Польща виділяє 12 форм безготівкових розрахун-

ків, тоді як в Казахстані застосовується 4 форми.

Положенням про безготівкові розрахунки в Ре-

спубліці Білорусь для проведення розрахунків до-

пускається використання електронного банківсь-

кого повідомлення (електронний образ паперового

платіжного документа). Для підтвердження дійсно-

сті електронного банківського повідомлення вико-

ристовується електронно-цифровий підпис як ана-

лог власноручного підпису.

У всіх країнах форми безготівкових розрахун-

ків зазначаються у договорах, що укладаються зі

своїми контрагентами.

3. Результатом відносин і проведення розраху-

нків з покупцями підприємства є формування дохо-

дів, тобто надходження грошових коштів на раху-

нки підприємства за реалізовану продукцію.

Під доходами від реалізації які виникають при

розрахунках з покупцями кожна країна використо-

вує свою термінологію (табл. 3).

Таблиця 3.

Формування інформації про дефініції назв результатів від реалізації продукції на підприємствах

України та зарубіжних країн

Країна Рахунок для об-

ліку Назва показника Алгоритм розрахунку

Україна 70 «Доходи від

реалізації»

Чистий дохід (виру-

чка) від реалізації

продукції (товарів,

робіт, послуг)

частина доходу від реалізації, яка залиша-

ється на підприємстві після виплати пода-

тку на додану вартість, акцизного податку,

інших вирахувань з доходу та вирахування

наданих покупцям знижок і вартості повер-

нених товарів.

Росія 90-1 «Виручка» Виручка

(оборот, обсяг продажів) повна сума кош-

тів, отримана підприємством або підприєм-

цем від реалізації виробленої продукції, по-

слуг, робіт за певний період.

Білорусь

90-1 «Виручка

від реалізації

продукції, това-

рів, робіт, пос-

луг»

Виручка від реалізації

продукції, товарів,

робіт, послуг

надходження активів, визнаються вируч-

кою від реалізації продукції, товарів, робіт,

послуг.

Казахстан

6000 «Дохід від

реалізації проду-

кції і надання

послуг»

Дохід (виручка) від

реалізації продукції і

надання послуг

сума всіх доходів від реалізації продукції і

надання послуг за мінусом податку на до-

дану вартість, акцизів і інших податків і

обов'язкових платежів, а також вартості по-

вернутих товарів, знижки з продажів і зни-

жки з ціни, наданих покупцеві.

Джерело: розроблено автором

Показники які характеризують результати від

реалізації продукції відрізняються різними рахун-

ками для відображення в обліку, назвами і алгорит-

мом розрахунку. Що стосується рахунків для відо-

браження доходів від реалізації, то підприємства

Росії та Білорусії використовують однакові раху-

нки за шифром, але назва рахунку в Білорусії більш

конкретизована 90-1 «Виручка від реалізації проду-

кції, товарів, робіт, послуг».

Щодо алгоритму розрахунку показника де ві-

дображаються результати від реалізації, то в Укра-

їні і Казахстані він схожий, але назва показника

який розраховується різна, в Україні це чистий до-

хід (виручка) від реалізації продукції (товарів, ро-

Page 73: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 73

біт, послуг), а в Казахстані – дохід (виручка) від ре-

алізації продукції і надання послуг. В Росії і Біло-

русії теж алгоритм розрахунку показників однако-

вий.

4. При відносинах з покупцями виникає не

тільки формування доходів від реалізації, а і спи-

сання вартості пов’язане із передачею об’єкта про-

дажу (готової продукції, товарів, робіт, послуг) по-

купцю.

В Україні собівартість реалізації передбачає

вартість продукції в еквіваленті виробничої собіва-

ртості, в Білорусії та Казахстані – собівартості реа-

лізованої продукції, в Росії – повної собівартості.

Собівартість реалізованої продукції (робіт, по-

слуг) – це виробнича собівартість продукції (робіт,

послуг), яка була реалізована протягом звітного пе-

ріоду, нерозподілені постійні загальновиробничі

витрати та наднормативні виробничі витрати [7].

Згідно з Інструкцією з бухгалтерського обліку

доходів і витрат в Білорусії собівартість реалізова-

ної продукції, товарів, робіт, послуг включає в під-

приємствах які здійснюють:

промислову й іншу виробничу діяльність –

прямі витрати і розподіляються змінні непрямі ви-

трати, безпосередньо пов'язані з виробництвом

продукції, виконанням робіт, наданням послуг, що

відносяться до реалізованої продукції, робіт, пос-

луг;

торговельну, торговельно-виробничу діяль-

ність – вартість придбання реалізованих товарів (в

цінах придбання або в роздрібних цінах, за винят-

ком сум реалізованих торгових націнок (знижок,

надбавок), податків, що включаються в ціну това-

рів) [5].

Повна собівартість, або собівартість реалізова-

ної (відвантаженої) продукції яка використовується

в Росії, включає виробничу собівартості продукції

(робіт, послуг) та витрати щодо її реалізації (поза-

виробничі витрати та комерційні витрати, тобто ви-

трати на тару і упаковку, витрати

на транспортування продукції та ін.). При повній

собівартості підприємства розподіляють комер-

ційні та управлінські витрати між реалізованою і

нереалізованою продукцією. У випадку з неповною

(зрізаною) собівартістю комерційні та управлінські

витрати відносяться до витрат періоду і включа-

ються в собівартість продукції, реалізованої в звіт-

ному періоді [6].

Вартість реалізованої продукції, товарів, робіт,

послуг в Україні відображається за дебетом раху-

нку 90 «Собівартість реалізації», Білорусії – за ра-

хунком 90 «Доходи і витрати по поточній діяльно-

сті» (субрахунок 90-4 «Собівартість реалізованої

продукції, товарів, робіт, послуг»), в Казахстані – за

рахунком 7000 – «Собівартість реалізованої проду-

кції і наданих послуг», в Росії – за рахунком 90

«Продажі» субрахунком 90-2 «Собівартість про-

даж».

Система бухгалтерського обліку в Україні крім

формування інформації про собівартість реалізації

повинна додатково формувати в сільськогосподар-

ських підприємствах повну собівартість для потреб

статистики. Така собівартість відображається у фо-

рмі 50 с-г «Основні економічні показники роботи

сільськогосподарських підприємств» де виділено

окремий показник під назвою «Повна собівартість

реалізованої продукції (робіт, послуг)». Але в сис-

темі рахунків бухгалтерського обліку дана собівар-

тість не відображається, вона визначається розра-

хунковим шляхом. Використання такого показника

не дає можливість оцінити окремих покупців, а

тільки характеризує результат реалізації окремих

об’єктів.

Для формування собівартості реалізації в різ-

них країнах застосовуються різні методи оцінки, які

саме застосовувати в господарській діяльності під-

приємства вибирають самостійно. (рис. 1).

З даних відображених в рисунку 1 видно, що в

Україні, Молдові, Білорусії та Росії деякі методи

оцінки співпадають. Найбільш вживаними мето-

дами оцінки розрахунку вартості реалізованої про-

дукції покупцям вітчизняних та зарубіжних підпри-

ємств є: ідентифікованої собівартості, середньозва-

женої собівартості та ФІФО (за собівартістю

перших за часом придбання запасів).

Найбільш специфічними методами оцінки ко-

ристуються підприємства Польщі. Наведемо їх ха-

рактеристику:

за методом записів про кількість та вар-

тість продукції кожен компонент визнається в обо-

роті і в натуральному і грошовому вираженні;

за методом записів щодо кількості оборотів

окремі компоненти або однорідні групи, визна-

ються в обороті тільки в натуральних одиницях

(тобто на кінець звітного періоду, який пройшов пі-

сля розрахунків та проводиться на підставі реаль-

них даних);

за методом записів про ціну обороту відо-

бражається інформація тільки про доходи, витрати

і стану всієї мережі для точок роздрібної торгівлі

або місця зберігання. Використовуючи цей метод в

комерційних установах товари відносять на осіб,

які

Page 74: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

74 The scientific method №8 (8)/2017

Рис. 1. Методи розрахунку вартості реалізованої продукції покупцям вітчизняних та зарубіжних

підприємств

Джерело: розроблено автором

працюють за трудовим договором з прийнят-

тям матеріальної відповідальності;

за методом списання вартості матеріалів і

товарів на день покупки формуються дані про вар-

тість матеріалів і товарів на день покупки або гото-

вої продукції під час виробництва, пов'язані з ви-

значенням статусу цих активів і коригувань оцінки

та витрат вартості не пізніше, ніж на звітну дату.

Здійснивши порівняння облікового відобра-

ження розрахунків з покупцями за країнами, вста-

новлено подібні та відмінні риси організації їх об-

ліку. Схожість проявляється в окремих шифрах, на-

звах та аналітичності даних рахунків які

використовуються при розрахунках з покупцями.

Відмінність полягає у субрахунках, що регулюють

питання обліку розрахунків з покупцями, у визна-

чені підходів до формування доходів від реалізації

та здійснення розрахунків щодо собівартості від ре-

алізації продукції та в кількості застосованих мето-

дів розрахунку вартості реалізованої продукції по-

купцям вітчизняних та зарубіжних підприємств, що

відображають особливості користувачів, а саме:

специфіку господарювання, законодавства та вимог

покупців. Значні розбіжності є в обліковому відо-

браженні розрахунків з покупцями у Росії, Польщі

та Молдові, що пов’язано з високою варіативністю

обліку.

Таким чином, в кожній країні облік розрахун-

ків з покупцями здійснюються в своїй системі облі-

кового відображення, що суттєво впливає на фінан-

сове становище, використання грошових коштів в

обороті, величину доходу від реалізації фактично

отриманого в звітному періоді. В цілому кожному

підприємству-продавцю необхідно спонукати по-

купця вчасно здійснити платіж, а також застраху-

вати себе від можливого ризику появи дебіторської

заборгованості.

Література

[1] Гудзенко Н.М. Облік і контроль збуту в опе-

раційній діяльності сільськогосподарських підпри-

ємств: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд.

екон. наук: спец. 08.00.09 – бухгалтерський облік,

аналіз та аудит – К., 2006. – 25 с.

[2] Законодательство Казахстана –

http://kz.spinform.ru/.

[3] Законодательство Молдовы. –

http://www.law-moldova.com/law_moldova_rus.html

[4] Национальная база данных законодательс-

тва Республики Узбекистан. –

http://lex.uz/ru/law_collection

[5] Национальный правовой Интернет-портал

Республики Беларусь. – http://www.pravo.by/

[6] Официальный интернет-портал правовой

информации. Законодательство России. –

http://pravo.gov.ru/index.html

[7] Офіційний веб-портал Верховної Ради Ук-

раїни. – http://rada.gov.ua/ru

[8] Польське законодавство –

http://www.polskieprawo.eu/

[9] Учет расчетов с покупателями и заказчи-

ками. – http://sdamzavas.net/2-26081.html

[10] Шевчук О.А. Облік і аудит витрат на збут

продукції в підприємствах цукрової промисловості:

автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. екон.

наук: спец. 08.00.09 – бухгалтерський облік, аналіз

та аудит – Тернопіль, 2012. – 20 с.

МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ ВАРТОСТІ

РЕАЛІЗОВАНОЇ ПРОДУКЦІЇ ПОКУПЦЯМ

Україна

– ідентифікованої собівартості;

– середньозваженої собівартості;

– ФІФО (за собівартістю перших

за часом придбання запасів);

– нормативних затрат;

– ціни продажу

Молдова Росія

– ідентифікованої

собівартості;

– середньозваже-

ної собівартості;

– ФІФО

– нормативних за-

трат;

– ціни продажу;

– ФІФО;

– кожної групи (ви-

дом) запасів

Білорусь

- собівартості кожної

одиниці;

- середньої собівартості;

- ФІФО

- записів про кількість та вартість продукції;

- записів щодо кількості оборотів;

- записів про ціну обороту;

- списання вартості матеріалів і товарів на день покупки

Польща

Page 75: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 75

TECHNICAL SCIENCES

УДК: 536.3:616-72

INVESTIGATION OF THERMAL PHYSICAL CHARACTERISTICS OF THE BIOLOGICAL TISSUES DURING HIGH-FREQUENCY WELDING USING

UNIVERSAL ARDUINO BOARD

Lebedev A.V.

Dubko A.G.

Fedorchuk M.M.

Gerasymchuk V.A.

ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИН ПРИ

ВИСОКОЧАСТОТНОМУ ЗВАРЮВАННІ З ВИКОРИСТАННЯМ УНІВЕРСАЛЬНОЇ

ПЛАТФОРМИ ARDUINO

Лебедев А.В.1,2

Дубко А.Г.1,2

Федорчук М.М. 1

Герасимчук В.О. 1 1Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» 2Інститутнститут електрозварювання НАН України ім. Е.О. Патона

Abstract

During the operations on the soft biological tissues using a high-temperature there is additional thermal effect

on surrounding tissues which are harmful and destroyable for them. Aim. Investigation of the thermal

characteristics at high frequency welding effect on soft tissue and biological research damaging effects on the

tissues surrounding them. Methods. Chosen methods were experiment and mathematical method. For research

was designed and developed hardware-based universal platform «Arduino Uno», as well as the mathematical

model. Results. Developed and implemented the shield for the platform «Arduino Uno», which provides quality

enhancement, hardware filtering the received signal and information transfer to the PC. Received a series of quality

results during the experiment and presented graphically through software environment LabVIEW. The

mathematical model programmed in «MatLab», show the distribution of temperature fields in biological samples.

Conclusions. Completed investigation allow us to recommend using of power control at high-frequency welding

simultaneously with control of temperature. Both the systems mentioned above can be integrated into bipolar

instruments for operations at high-frequency welding operatins.

Анотація

При проведенні операцій на м’яких тканинах з використанням високочастотного впливу невід’ємним

є температурний вплив на прилеглі тканини що такого впливу не потребують. Мета. Вивчення теплофізи-

чних характеристик при високочастотному впливі на м’які біологічні тканини та дослідження руйнівного

впливу на тканини прилеглі до них. Методи. Методами були обрані експеримент та математичний метод.

Для проведення досліджень було спроектовано та розроблено програмно-апаратний комплекс на базі уні-

версальної платформи «Arduino Uno», а також побудовано математичну модель. Результати. Розроблено

та реалізовано схему доповнення до платформи «Arduino Uno», яка забезпечує якісне підсилення, апаратну

фільтрацію отриманого сигналу та передачу інформації до ПК. Отримано серію якісних результатів при

проведенні експерименту та представлено наочно за допомогою програмного середовища LabVIEW. Роз-

роблено математичну модель у програмному середовищі «MatLab», що зображує розподіл температурних

полів у досліджуваних зразках. Висновки. Проведені дослідження дозволяють рекомендувати викорис-

тання систем контролю потужності при високочастотному зварюванні разом з використанням систем ко-

нтролю температури. Обидві вищезгадані системи можуть бути інтегровані у біполярні інструменти для

проведення операцій з використанням високочастотного зварювання.

Keywords: high-frequency welding, thermal physical characteristics.

Ключові слова: високочастотне зварювання, теплофізичні характеристики.

Високочастотне зварювання у хірургії - це ме-

тод впливу на живі тканини при проведенні хірур-

гічних операцій, при якому замість з’єднання тка-

нин шляхом їх сполучення шовним матеріалом,

скобами чи кліпсами використовують високочасто-

тний струм.

Видами високочастотного впливу у хірургії,

окрім високочастотного зварювання є високочасто-

тне роз’єднання та високочастотна коагуляція.

Актуальність теми моделювання та дослі-

дження процесів у живих тканинах при тепловому

Page 76: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

76 The scientific method №8 (8)/2017

впливі зумовлена все більшим поширенням опера-

цій із застосуванням високочастотного зварювання

у медицині.

Проводячи аналіз переваг застосування висо-

кочастотного зварювання перед класичними мето-

дами у хірургії варто відзначити наступні:

- зменшення тривалості операцій;

- відсутність після операції шовного матері-

алу у живих пошкоджених тканинах зменшує ймо-

вірність запальних процесів;

- швидше загоєння швів;

У попередніх дослідженнях при кафедрі біоме-

дичної інженерії НТУУ«КПІ» було створено та ви-

користано у дослідженнях програмно-апаратний

комплекс для визначення теплопровідності зразків

біологічних тканин. Але розроблений комплекс не

дозволяв проводити достатньо точні вимірювання

та враховувати кількість енергії, яка витрачається

на нагрівання біологічної тканини. Тому, для про-

ведення досліджень з вищою точністю було вирі-

шено використовувати розроблену систему з вико-

ристанням мініатюрних термопар та вимірюванням

кількості енергії, що витрачається при зварюванні.

Методами для дослідження теплових ефектів у

м’яких тканинах при зварюванні було обрано мате-

матичний та експериментальний. Математичний

метод застосовано при моделюванні та розрахунках

поширення теплових полів у досліджуваній обла-

сті. Експеримент же полягає у вимірюванні програ-

мно-апаратним комплексом розподілу температури

у досліджуваних зразках задля перевірки отрима-

них змодельованих параметрів.

Метою роботи є створення програмно-апарат-

ного комплексу, що являє собою пристрій та інфор-

маційну систему для визначення теплопровідності

біологічних зразків з можливістю передачі даних до

ПК та побудова математичної моделі.

Одним із завдань є також розробка такого апа-

ратного комплексу для використання як лаборатор-

ний стенд при проведення практичних робіт у рам-

ках курсу «Проектування біотехнічних систем» на

медико-інженерному факультеті у НТУУ «КПІ».

Матеріали і методи

Жак Фур’є встановив закон теплопровідності й

поклав в основу лінійний зв’язок між тепловим по-

током і температурним градієнтом. Так для однорі-

дної одношарової стінки кількість теплоти (QT) у

кВт за годину визначається залежністю [1]:

𝑄𝑇 = 𝜆 ∗ 𝐹 ∗ 𝜏(𝑡𝐶𝑇 1 − 𝑡𝐶𝑇 2) / δ (1)

де: 𝑡𝐶𝑇 1 – температура на внутрішній поверхні

стінки, оС; 𝑡𝐶𝑇 2 – температура на зовнішній повер-

хні стінки, оС; F – площа поверхні стінки, м2; –

товщина стінки, м; 𝜏 – час; 𝜆 – коефіцієнт теплоп-

ровідності.

Наведена формула у спрощеному вигляді може

бути представлена як:

𝑞 = −𝜆 ∗ ∆T (1.2)

де: q – кількість тепла, що проходить через

одиничну поверхню, яка розташована перпендику-

лярно по відношенню до теплового потоку за оди-

ницю часу.

Передача тепла за рахунок теплопровідності

здійснюється в результаті руху молекул, атомів і

електронів. При конвекції, яка можлива тільки в рі-

динах і газах, тепло передається за рахунок віднос-

ного руху частинок нагрітого тіла.

Провівши аналіз робіт попередніх дослідників

можна стверджувати, що при короткочасному ви-

сокочастотному впливі на м’які тканини, які при

цьому є затисненими за допомогою біполярного пі-

нцету, впливом конвекції рідинами на розподіл те-

мператури можна знехтувати [2].

Математична модель для представлення роз-

поділу тепла у товщі тканин була реалізована у про-

грамному середовищі «MatLab». Для порівняння з

результатами експерименту було обрано спрощену

модель, яка не враховує впливу скін-ефекту та

зміни теплопровідності тканин при термічному

впливі.

Побудовану модель просторового розподілу

тепла на поверхні досліджуваного об’єкту у часі, та

вигляд ізотерм представлено на рис.1 та рис.2.

Page 77: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 77

Рис. 1. Зображення просторового розподілу градієнтів температури ч-з 4 проміжки часу після початку

високочастотного впливу

Рис. 2. Зображення розподілу градієнтів температури ч-з 4 проміжки часу після початку

високочастотного впливу у перерізі

Page 78: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

78 The scientific method №8 (8)/2017

Рис. 3. Просторове зображення розподілу градієнту температури та ізотерми

Функціональною особливістю програмної час-

тини такої системи можна виділити розрахунок ма-

тематичними методами стану досліджуваного

об’єкту в умовах обмеженої кількості інформації

про нього.

Апаратна частина програмно-апаратного ком-

плексу представлена приладом для фіксації дослід-

ного зразка з можливістю пропускання крізь нього

струму, платформою з мікро-контролером для реа-

лізації АЦП, термочутливими елементами та елеме-

нтами для зв’язку такої платформи з ПК.

Універсальною платформою для передачі дос-

ліджуваних даних до ПК з метою подальшої обро-

бки було обрано плату «Arduino Uno» з мікроконт-

ролером «ATmega328P» що дозволяє з достатньою

точністю вимірювати температуру у шести точках

навколо зони зварювання посередництвом розроб-

леної плати доповнення. Схема приладу представ-

лена на рис. 4, рис. 5.

Рис. 4. Схема підсилювача термопари

Як видно зі схеми підсилювача термопари,

компенсація холодного спаю відсутня а живлення

одно полярне. Для проведення досліджень було за-

стосовано термопари k-типу. Згідно документації

зміщення щодо нульового потенціалу у операцій-

ного підсилювача LM358N може досягати 7 мв. що

може суттєво вплинути на значення вихідної на-

пруги. Погрішності у точності такої реалізації ком-

пенсуються програмною частиною комплексу та

попереднім калібруванням показників приладу. По-

переднє калібрування приладу було проведене у

трьох точках, що дало змогу виявити також коефі-

цієнт лінійності залежності показань приладу.

Page 79: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 79

Рис.5 Загальна схема приладу без датчиків

Рис. 6 Фото приладу. Універсальна платформа «Arduino Uno» та плата доповнення до неї

Важливим питанням при розробці схеми при-

ладу було питання про вплив струму високої час-

тоти на електронну частину програмно-апаратного

комплексу. Завдяки програмній та попередній апа-

ратній фільтрації помітних шумів та похибок вда-

лось уникнути.

Рис. 7 Вигляд основного вікна програми для виводу інформації

Page 80: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

80 The scientific method №8 (8)/2017

Оболонкою програмного забезпечення, що за-

безпечує передачу та інтерпретацію інформації є

«Arduino IDE» та «LabVIEW». «LabVIEW» є ін-

струментом виведення інформації на екран у ре-

жимі реального часу та засобом програмної фільт-

рації. Вигляд вікна виводу інформації зображено на

рис. 7.

Рис. 8 Вигляд коду програми, реалізовані на мові графічного програмування «G»

Для реалізації коректної обробки сигналу у

програмі було використано такі її можливості як

попередня ініціалізація та калібрування отрима-

ного зі схеми сигналу, вставка у графічній мові про-

грамування частини коду нижчого рівня «С» для за-

безпечення достатньої швидкодії фільтрації та роз-

рахунку похибки та вивільнення пам’яті про порти

з’єднання для коректного завершення роботи (рис.

8).

Для проведення експериментів використовува-

вся стандартний електро-хірургічний затискач із

робочою площею електродів 56 мм2. Такі затискачі

йдуть в комплекті практично із кожним електроко-

агулятором.

Високочастотний електрокоагулятор, що вико-

ристовувався в дослідах є розробкою Інституту

електрозварювання ім. Є.О. Патона. Цей апарат

призначений для виконання різного роду хірургіч-

них втручань в медицині. Він має 4 основні режими

роботи: різання, коагуляція, зварювання ручне і ав-

томатичне. У кожному із режимів передбачена ши-

рока можливість вибору алгоритмів роботи і робо-

чих параметрів в залежності від конкретних задач.

Результати та обговорення

Провівши аналіз результатів експерименту та

даних з математичної моделі можна зробити насту-

пні висновки:

- застосована математична модель не підтве-

рдилась повністю з огляду на те що не враховувала

скін-ефект та зміну теплопровідності дослідних

зразків під впливом високочастотного зварювання;

- використаний програмно-апаратний ком-

плекс забезпечив коректне отримання інформації

під час експерименту. З огляду на отримані резуль-

тати може бути доцільним використання біполяр-

них пінцетів з вбудованими термопарами для моні-

торингу температури та реалізації зворотного

зв’язку для захисту від перегрівання прилеглих тка-

нин.

Висновки

Подальшими кроками та продовженням ро-

боти над висвітленим питанням, з метою встано-

вити оптимальні параметри роботи коагуляторів та

інструментів для високочастотного з’єднання

м’яких тканин, можуть бути аналіз експериментів

із застосуванням моніторингу імпедансу та темпе-

ратури. Без проведених досліджень можна прогно-

зувати що найбільш точними, і як насідок – най-

більш оптимальними системами будуть ті що одно-

часно отримують зворотній зв’язок від

вимірювання температури і імпедансу.

Функціональні можливості такого стенду до-

зволяють: вимірювати за допомогою термопар тем-

пературу у біологічних тканинах, температуру у ка-

лориметрах та виводити інформацію на ПК.

Література

1. Бортник Г.Г. Методи та засоби аналого-ци-

фрового перетворення високочастотних сигналів.

Монографія / Г.Г. Бортник, С.Г. Бортник, В.М. Ки-

чак – Вінниця: ВНТУ, 2013 – 128 с.

2. Lopez Molina J.A., Rivera M.J., Trujillo M.,

Berjano E.J. / Thermal modeling for pulsed

radiofrequency ablation: analytical study based on

hyperbolic heat conduction. // Med Phys. – 2009. – Vol.

36. – PP. 1112–1119

Page 81: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

The scientific method №8 (8)/2017 81

3. Rivera M.J., Lopez Molina J.A., Trujillo M.,

Romero-Garcia V., Berjano E.J. / Analytical validation

of COMSOL Multiphysics for theoretical models of

Radiofrequency ablation including the Hyperbolic

Bioheat transfer equation. // Conf Proc IEEE Eng Med

Biol Soc. – 2010. – PP. 3214–3217.

4. Shih T.C., Kou H.S., Liauh C.T., Lin W.L. /

The impact of thermal wave characteristics on thermal

dose distribution during thermal therapy: a numerical

study. // Med Phys. – 2005. – Vol. 32. – PP. 3029–

3036. 5. T

5. Christopher E. The RS-232 Standard: A

Tutorial with Signal Names and Definitions, CAMI

Research. 2004, www. CAMI Research, 2004, Режим

доступу до джерела: http://www.camiresearch.com/

Data_Com_Basics/ RS232_standard.html – The RS232

standard.

6. Лебедев А.В. «Основные биофизические

свойства мягких живых тканей при электросварке»

/ А.В. Лебедев, А.Г. Дубко, Е.Г. Лопаткина // Вісник

НТУУ «КПІ». Машинобудування : збірник науко-

вих праць. – 2011. - № 61, т. 2. - С. 130-133

Page 82: “The scientific method” - smt-journal.comsmt-journal.com/wp-content/uploads/2017/07/scientific-met_8.pdf · выдающийся физик Альберт Эйнштейн, и

№8 (8)/2017

VOL.1

“The scientific method”

(Warszawa, Poland)

ISSN 2708-5341

The journal is registered and published in Poland

It is published 12 times a year.

Articles are accepted in Polish, English, Russian, Ukrainian, German,

French languages for publication.

The journal is a batch of articles embracing all fields of modern sciences, enabling our readers

seeing a wholesome picture of the development of science. The multi-science format attracts

readers from throughout the world, which increases the citation index of each author of our

journal.

Editorial board:

Chief editor: Mariusz Nowak - Adam Mickiewicz University, Warsaw

Managing editor:

Dariusz Kowalski - University of Maria Curie-Sklodowska University, Lublin

Tadeusz Wisniewski - University of Lodz, Lodz

Mateusz Wójcik - Nicolaus Copernicus University, Torun

Jerzy Kowalczyk - University of Silesia, Katowice

Zbigniew Kaminski - University of Gdansk, Gdansk

Józef Lewandowski - Opole University, Opole

Adam Zielinski - University of Warmia and Mazury, Olsztyn

Lukasz Szymanski - Rzeszow University, Rzeszow

Grzegorz Wozniak - University of Zielona Góra, Green Gora

Marek Dabrowski - University of Casimir the Great, Bydgoszcz

Michal Kozlowski - Jan Kochanowski University, Kielce

Ciołka 13, Warszawa, Poland

E-mai: [email protected]

Web: www.smt-journal.com