У 2018 році на Міжнародному конкурсі науково-технічної творчості для школярів Intel ISEF, який пройшов у м. Піттсбург (штат Пенсильванія, США), робота Соломії Леньо, учениці 11 класу Львівського навчально-виховного комплексу «Школа I ступеня – гімназія», отримала спеціальну винагороду, а саме відзнаку від фонду для обдарованості і творчості Короля Саудівської Аравії Абдул-Азіза і його компаньйонів «За вирішення справжніх проблем».
Соломія почала займатися програмуванням та ІТ ще в школі і шукала, де можна було б застосувати знання, щоб вони приносили користь. Вона читала про людські захворювання, зокрема – серцево-судинної системи. Виявилося, що приблизно 90% цих захворювань можна було б уникнути, якщо їх вчасно діагностували.
Соломія Леньо винайшла модель штучного інтелекту, що аналізує електрокардіограму і на цій основі ставить пацієнту діагноз. Таким чином програма полегшує роботу медиків, бо вони отримують готовий результат, і їм залишається перевірити його. Ця розробка особливо буде корисною для країн, де медицина перебуває на недостатньому рівні.
Для того щоб потрапити на конкурс Intel ISEF в США, Соломія взяла участь у Всеукраїнському конкурсі “Intel-Eko Україна”. У ролі установи-організатора Всеукраїнського конкурсу “Intel-Eko Україна” виступив Національний еколого-натуралістичний центр учнівської молоді МОН України. Соломія пройшла заочний етап відбору та захистила проєкт перед журі. І в результаті стала переможницею, за що їй була надана можливість представляти Україну на міжнародному конкурсі.
Вашій увазі представлені тези наукової роботи Соломії Леньо, які вона надала НЕНЦ на відбірковому етапі Всеукраїнського конкурсу “Intel-Eko Україна”.
НЕЙРОМЕРЕЖЕВА СИСТЕМА ВИЯВЛЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ПАТАЛОГІЙ СЕРЦЯ
Категорія “Науки про людину”
Леньо Соломія Андріївна
Науковий керівник: Мельничин Андрій Володимирович, кандидат технічних наук, доцент кафедри теорії оптимальних процесів Львівського національного університету імені Івана Франка
Згідно зі статистикою кінця XX – початку XXI століття, серед причин смертності у всьому світі перше місце посідають серцево-судинні хвороби. Сьогодні існує чимало шляхів дослідження серцевого ритму, роботи серця загалом та визначення можливих відхилень від норми, проте їхнім значним недоліком є розмежування різних параметрів роботи серця та базування лише на даних, висвітлених в електрокардіограмі серця. Саме тому метою нашої роботи стало створення системи, що базується на алгоритмах штучного інтелекту, для повного аналізу роботи серця та виявлення можливих паталогій на основі електрокардіограми серця.
Як відомо, електричний імпульс проходить по серцю за визначеним “маршрутом”, який фіксується електродами, внаслідок чого на кардіограмі утворюються так звані зубці. Є певна визначена норма значень цих зубців та їхньої тривалості і невідповідність цій нормі свідчить про зрушення у тій чи іншій ділянці серця, що на кардіограмі відображається у вигляді двофазних зубців, збою періодичності тощо. Таким чином, робота системи зводиться до дослідження 9 деяких функцій та комплексного аналізу результатів.
На вхід програма отримує відскановане зображення кардіограми серця, нормує його та перетворює у масив із 0 та 1. 9 лінія кардіограми, складені із 1, перетворюються на 6 періодичних функцій, які досліджуються за параметрами періодичності, максимальних, мінімальних точок тощо. Згодом, за допомогою нейронної мережі (використовувалось навчання з вчителем), результати 6 досліджень систематизуються та на вихід надаються дані про збої в роботі тої чи іншої частини серця, затримки імпульсу, відхиленої електричної осі серця тощо.