ДИНАМИКА КОЛЕБАНИЙ СТЕРЖНЯ, ПРИКРЕПЛЕННОГО К УПРУГОМУ ЭЛЕМЕНТУ

The paper presents a calculation of static and dynamic component of the displacement of the rod attached to an elastic element. A mathematical model of the dynamic processes of the rod, supported by a spring is supposed. The equations obtained by solving the wave equation, allow us to estimate the influence of the elastic properties of the springs on the movement of the rod. On the basis of the results suggested devices and ultrasound system with an elastic element.Приведен расчет статической и динамической составляющих перемещений стержня, прикрепленного к упругому элементу. Предложена математическая модель динамических процессов стержня, подкрепленного к пружине. Полученные уравнения на основе решения волнового уравнения позволяют оценить влияние упругих свойств пружины на перемещение стержня. На основе полученных результатов предложены устройства и ультразвуковая система с упругим элементом

Генетичний поліморфізм свиней породи ландрас на основі мікросателітних маркерів

The aim of this study was to analyze the genetic variability and population structure of the Landrace population by using 12 microsatellite markers. A total of 90 pigs representing one commercial breed (Landrace) were sampled. Twelve microsatellite loci (SW24, S0155, SW72, SW951, S0386, S0355, SW240, SW857, S0101, SW936 SW911 and S0228) were selected and belong to the list of microsatellite markers recommended by FAO/ISAG. GenAIEx software was used to calculate the allele frequencies, effective number of alleles (Ae), observed (Ho) and expected (He) heterozygosity, within-population inbreeding estimate (Fis), Shannon’s information index (ISh). Overall allele frequency values ranged from 0.006 to 0.9333 (at allele SW951120). The number of observed alleles (Na) detected ranged from 5 (S0155 and SW911) to 13 (SW72), with an overall mean of 9.00 ± 0.80 and a total of 108 alleles were observed at these loci. However, the effective number of alleles (Ae) ranged from 1.57 (SW951) to 5.49 (SW240) with a mean of 3.29 ± 0.33. Shannon’s information index (ISh) which measures the level of diversity, was sufficiently high – from 0.79 (for SW951) to 2.01 (for SW240) – with a mean of 1.43 ± 0.09. The overall means for observed (Ho) and expected (He) heterozygosities were 0.578 ± 0.009 and 0.662 ± 0.004, respectively, which ranged from 0.307 (SW951) to 0.814 (SW857) and 0.361 (SW951) to 0.818 (SW240), respectively. Of the 12 microsatellites analyzed using Fisher’s exact test, 50% were in Hardy-Weinberg equilibrium, and 6 were out of equilibrium (P < 0.05). Three mutation models namely, infinite allele model (I.A.M.), two phase model (T.P.M.), stepwise mutation model (S.M.M.) were estimated using the BOTTLENECK software. The results are indicated that the Landrace pig population is non-bottlenecked and remained at mutation-drift equilibrium. The study stands first in genetic characterization of the Ukrainian Landrace pig population through microsatellite markers. The various parameters and values used to quantify genetic variability, such as the high mean (and effective) number of alleles and the expected and observed heterozygosities, indicated high genetic variability in the Ukrainian Landrace pigs. The population has not undergone any recent and/or sudden reduction in the effective population size and remained at mutation-drift equilibrium.Мета цього дослідження полягала в тому, щоб проаналізувати генетичну мінливість і структуру популяції свиней породи ландрас з використанням 12 мікросателітних локусів. Всього було досліджено 90 свиней, які представляють одну комерційну породу (ландрас). Було обрано 12 мікросателітних локусів (SW24, S0155, SW72, SW951, S0386, S0355, SW240, SW857, S0101, SW936 SW911 і S0228), які входять до списку мікросателітних маркерів, рекомендованих ФАО / ISAG. Для розрахунку частот алелей, ефективного числа алелей (Ae), фактичної (Ho) і очікуваної (He) гетерозиготності, оцінки інбридингу (Fis), інформаційного індексу Шеннона (ISh). використовувалося програмне забезпечення GenAIEx. В цілому, частота алелей варіювала від 0,006 до 0,9333 (для алелі SW951120). Число алелей (Na) варіювало від 5 (S0155 і SW911) до 13 (SW72) із середнім значенням 9,00 ± 0,80. Загалом для цих локусів було виявлено108 алелей. Однак ефективне число алелей (Ae) варіювало від 1,57 (SW951) до 5,49 (SW240) із середнім значенням 3,29 ± 0,33. Інформаційний індекс Шеннона (ISh), який свідчить про рівень різноманітності, був досить високим – від 0,79 (для SW951) до 2,01 (для SW240) – із середнім значенням 1,43 ± 0,09. Середні значення фактичної (Ho) та очікуваної (He) гетерозиготності становили 0,578 ± 0,009 і 0,662 ± 0,004, відповідно і варіювали від 0,307 (SW951) до 0,814 (SW857) і від 0,361 (SW951) до 0,818 (SW240) відповідно. Із 12 локусів мікросателітів, проаналізованих з використанням точного тесту Фішера, 50% перебували в стані рівноваги Харді-Вайнберга, а решта – відхилялися від нього (Р < 0,05). З використанням програмного забезпечення BOTTLENECK оцінювалися три мутаційні моделі, а саме: модель нескінченного числа алелей (I.A.M.), двохфазна модель (T.P.M.), модель покрокової мутації (S.M.M.). Результати свідчать, що для популяції свиней породи ландрас не відзначено bottleneck-ефекту і вона перебувала в стані рівноваги між мутаційним процесом і дрейфом генів. У дослідженні вперше наведена генетична характеристика української популяції свиней породи ландрас з використанням поліморфізму мікросателітних локусів. Різні параметри, які використовуються для кількісної оцінки генетичної мінливості, дають високі оцінки середнього (і ефективного) числа алелей, очікуваної і фактичної гетерозиготності, що вказує на високу генетичну мінливість української популяції свиней породи ландрас. Популяція не зазнала будь-яких недавніх і/або раптових скорочень ефективної чисельності і залишалася в стані рівноваги між мутаційним процесом і дрейфом генів.&nbsp

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХМАССОВОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С УПРУГИМ ЭЛЕМЕНТОМ

The paper presents a calculation of two-mass vibrating system, which has a resilient element in an energy  storage device. Graphical results of calculations in the form of sampling analogue-frequency characteristics are given in the paper. Представлены расчет двухмассовой вибрационной системы с упругим элементом в устройстве накопления энергии и графические результаты расчетов в виде выборочных аналого-частотных характеристик.

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ КОЛЬЦЕВОГО КОНЦЕНТРАТОРА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СИСТЕМЫ НА КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ

The paper contains a theoretical underpinning on creation of ultrasonic vibration concentrators based on annular elastic elements with non-circular (ellipse-like) eccentric shape of internal contour. Shape of internal contour in polar coordinates is described by Fourier series relative to angular coordinate that consists of a constant term and first and second harmonics. An effect of geometric parameters of the concentrator on amplification factor and natural vibration frequencies has been investigated with the help of a finite element method. The paper reveals the possibility to control an amplification factor of annular concentrators while varying eccentricity of internal contour and mean value of cross-section thickness. The amplification factor satisfies a condition K < N, where N is thickness ratio of amplifier input and output sections, and it is decreasing with increase of vibration mode order. The similar condition has been satisfied for conical bar concentrator with the difference that in the case of bar concentrators an amplification is ensured due to variation of diameter and N will represent ratio of diameters. It has been proved that modification of internal contour shape makes it possible to carry out a wide-band tuning of natural frequencies of concentrator vibrations without alteration of its overall dimensions and substantial change of amplification factor, which is important for frequency matching of the concentrator and ultrasonic vibratory system. Advantages of the proposed concentrators include simplicity of design and manufacturing, small overall dimensions, possibility for natural frequency tuning by means of static load variation. The developed concentrators can find their application in ultrasonic devices and instruments for technological and medical purposes.В статье дано теоретическое обоснование создания концентраторов ультразвуковых колебаний на основе кольцевых упругих элементов с некруглым (эллипсообразным) эксцентричным профилем внутреннего контура. Форма внутреннего контура в полярных координатах описывается рядом Фурье по угловой координате, состоящим из постоянного члена и первой и второй гармоник. С помощью метода конечных элементов исследовано влияние геометрических параметров концентратора на коэффициент усиления и собственные частоты колебаний. Показана возможность управления коэффициентом усиления кольцевых концентраторов путем изменения эксцентриситета внутреннего контура и среднего значения толщины поперечного сечения. Коэффициент усиления удовлетворяет условию K < N, где N – отношение толщин входного и выходного сечений концентратора, и снижается с увеличением порядка моды колебаний. Аналогичное условие выполняется для стержневого конического концентратора, с той разницей, что в случае стержневых концентраторов усиление обеспечивается за счет изменения диаметра, а N представляет собой отношение диаметров. Показано, что изменение формы внутреннего контура позволяет регулировать собственные частоты колебаний концентратора в широком диапазоне без изменения габаритных размеров и существенного изменения коэффициента усиления, что важно для частотного согласования концентратора с ультразвуковой колебательной системой. Преимуществами предложенных концентраторов являются простота конструкции и изготовления, малые габаритные размеры, возможность регулировки собственной частоты колебаний путем изменения статической нагрузки. Разработанные концентраторы могут найти применение в ультразвуковых установках и приборах технологического и медицинского назначения

Genetic diversity of Ukrainian local pig breeds based on microsatellite markers

Preserving the current diversity of the living material on Earth is fundamental for the survival of future generations . A study was conducted to investigate the genetic diversity of Ukrainian local pig breeds. A total of 350 pigs representing five local pig breeds from Ukraine (Mirgorod – MIR, Poltava Meat – PM, Ukrainian Meat – UM, Ukrainian White Steppe – UWS and Ukrainian Spotted Steppe – USS) and one commercial breed (Duroc, DUR) were sampled. Twelve microsatellite loci (SW24, S0155, SW72, SW951, S0386, S0355, SW240, SW857, S0101, SW936, SW911 and S0228) were selected and belong to the list of microsatellite markers recommended by ISAG. The results indicate that there exists, in general, a high degree of genetic variability within the five Ukrainian local pig breeds. However, the genetic variability in the MIR and PM breeds was significantly lower (mean Na = 2.92–3.92; Ho = 0.382–0.411; FIS = 0.178–0.184) than in the other three Ukrainian local pig breeds – UM, UWS and USS (mean Na = 5.00–8.42; Ho = 0.549–0.668; FIS = 0.027–0.066). Thirty-four private alleles were identified among the six analyzed genetic groups which were distributed between 11 of the 12 loci. A high number of alleles typical for the breed (private alleles) was observed in Duroc pigs – 9 alleles did not occur in Ukrainian local pig breeds. The HWE test showed that all of the polymorphic loci deviated from HWE (P < 0.05) in at least one population. Loci S0355 (5), S0386 (4) and SW24 (4) presented a higher number of populations in imbalance. The mean FST showed that approximately 77.8% of the genetic variation was within-population and 12.2% was across the populations. The five Ukrainian local breeds were classified into two major groups, according to the phylogenetic tree, which was based on standard genetic distance. Overall, we found that 92.6% of the individual pigs were correctly assigned (324 out of 350) to the respective breed of origin, which is likely a consequence of the well-defined breed structure. Probabilities from the allocation test of individuals for the six pig genetic groups were estimated with Structure Harvester. In cluster 1 the highest grouping probabilities were found for the MIR (0.917) and PM (0.750) breeds. Local breeds UM (0.824) and USS (0.772) were grouped in cluster 2. Cluster 3 was related to the local pig breed USW (0.873). Cluster 4 presented high allocation probabilities for the commercial pig breed Duroc (0.924). The obtained results are important for the future conservation of Ukrainian local pig breeds

Вплив генетичних та негенетичних факторів на відтворювальні ознаки свиноматок української м’ясної породи

Purebred Ukrainian Meat (UM) breed pigs, which came from Limited Liability Company “Tavriyskie Svin'I” herd located in Skadovsky district (Kherson region, Ukraine), were studied. The reproduction traits investigated were total number of piglets born (TNB), number of piglets born alive (NBA), frequency of stillborn piglets (FSB), number of weaned piglets (NW), total weaning weight of litter (TWWL) and average piglet weaning weight (APWW) for sows farrowing between 2006 and 2012. The analysis covered reproductive characteristics of 49 sows in the first nine parities (n = 457 litters). The sows originated from different the UM dam lines. Two month farrowing periods (January/February, March/April, May/June, July/August, September/October, and November/December) were constructed and used for reproduction traits. Data were analyzed by use of general linear model (GLM) procedure with the statistical package MINITAB v. 15. The estimates of reproduction traits for UM sows were 10.73 ± 0.43 ind. for TNB, 9.36 ± 0.39 ind. for NBA, 10.5 ± 2.2% for FSB, 9.07 ± 0.30 ind. for NW, 128.1 ± 5.7 kg for TWWL and 14.39 ± 0.49 kg for APWW. Litter size had a nonlinear effect on probability of stillbirth; piglets from small and large litters were more susceptible to die at farrowing with a minimum probability (near 5.0%) for intermediate litters of 8–10 piglets. Results here indicate that weak genetic variation exists in different the UM dam lines for the reproduction traits. Based on the obtained results it can be concluded that influence of parity on the observed traits of litter size was highly statistically significant (P &lt; 0.05–0.001). The TNB, NBA and NW decreased in the first-second parities and thereafter increased with the number of parities, reaching a maximum in parities 5 and 6. FSB was lowest in parities 2, 3 and 5. Farrowing month significantly influenced some reproduction traits also. Sows farrowing in May/June had the highest NW, TWWL and APWW.Дослідження проведено на свинях української м’ясної (УМ) породи, що утримувалися в ТОВ “Таврійські свині” Скадовського району (Херсонська область, Україна). Для кожної свиноматки, які опоросилися протягом 2006–2012 років, було оцінено такі ознаки відтворення: загальна кількість поросят при народженні (TNB), багатоплідність (NBA), частка мертвонароджених поросят (FSB), кількість поросят при відлученні (NW), загальна маса гнізда при відлученні (TWWL) та середня маса одного поросяти при відлученні (APWW). В аналіз включено дані 49 свиноматок, які мали від 1 до 9 опоросів (n = 457 опоросів). Свиноматки належали до різних родин УМ породи. Для аналізу впливу сезону опоросу на відтворювальні ознаки було виділено двомісячні інтервали (січень/лютий, березень/квітень, травень/червень, липень/серпень, вересень/жовтень та листопад/грудень). Всі дані було проаналізовано за допомогою алгоритму Загальної Лінійної Моделі (GLM) з використанням статистичного пакету MINITAB v. 15. Загалом для досліджених тварин було отримано такі середні популяційні оцінки для ознак відтворення: загальна кількість поросят при народженні – 10,73 ± 0,43 гол., багатоплідність – 9,36 ± 0,39 гол., частка мертвонароджених поросят – 10,5 ± 2,2%, кількість поросят при відлученні – 9,07 ± 0,30 гол., загальна маса гнізда при відлученні – 128,1 ± 5,7 кг та середня маса одного поросяти при відлученні – 14,39 ± 0,49 кг. Встановлено: наявність криволінійної залежності частки мертвонароджених поросят від загальної кількості поросят при народженні; поросята із найменш та найбільш чисельних гнізд мали вищу імовірність загинути при опоросі; найменшу частку мертвонароджених поросят (близько 5,0%) було зафіксовано для гнізд, що складалися з 8–10 поросят. Встановлено слабку генетичну мінливість відтворювальних ознак у свиноматок УМ породи із різних родин. Отримані результати свідчать, що номер опоросу суттєво впливає на розмір гнізда (P &lt; 0,05–0,001). Оцінки TNB, NBA та NW у свиноматок 1–2-го опоросів були нижчими, але суттєво збільшувалися зі зростанням номера опоросу, досягаючи максимуму під час 5–6-го опоросів. Частка мертвонароджених поросят була найнижчою під час 2-го, 3-го та 5-го опоросів. Місяць опоросу також впливав на відтворювальні ознаки. Свиноматки, які опоросилися протягом травня/червня, характеризувалися найвищими показниками кількості поросят, загальної маси гнізда та середньої маси одного поросяти при відлученні

Epidemiology, practice of ventilation and outcome for patients at increased risk of postoperative pulmonary complications

BACKGROUND Limited information exists about the epidemiology and outcome of surgical patients at increased risk of postoperative pulmonary complications (PPCs), and how intraoperative ventilation was managed in these patients. OBJECTIVES To determine the incidence of surgical patients at increased risk of PPCs, and to compare the intraoperative ventilation management and postoperative outcomes with patients at low risk of PPCs. DESIGN This was a prospective international 1-week observational study using the ‘Assess Respiratory Risk in Surgical Patients in Catalonia risk score’ (ARISCAT score) for PPC for risk stratification. PATIENTS AND SETTING Adult patients requiring intraoperative ventilation during general anaesthesia for surgery in 146 hospitals across 29 countries. MAIN OUTCOME MEASURES The primary outcome was the incidence of patients at increased risk of PPCs based on the ARISCAT score. Secondary outcomes included intraoperative ventilatory management and clinical outcomes. RESULTS A total of 9864 patients fulfilled the inclusion criteria. The incidence of patients at increased risk was 28.4%. The most frequently chosen tidal volume (VT) size was 500 ml, or 7 to 9 ml kg1 predicted body weight, slightly lower in patients at increased risk of PPCs. Levels of positive end-expiratory pressure (PEEP) were slightly higher in patients at increased risk of PPCs, with 14.3% receiving more than 5 cmH2O PEEP compared with 7.6% in patients at low risk of PPCs (P < 0.001). Patients with a predicted preoperative increased risk of PPCs developed PPCs more frequently: 19 versus 7%, relative risk (RR) 3.16 (95% confidence interval 2.76 to 3.61), P < 0.001) and had longer hospital stays. The only ventilatory factor associated with the occurrence of PPCs was the peak pressure. CONCLUSION The incidence of patients with a predicted increased risk of PPCs is high. A large proportion of patients receive high VT and low PEEP levels. PPCs occur frequently in patients at increased risk, with worse clinical outcome

Epidemiology, practice of ventilation and outcome for patients at increased risk of postoperative pulmonary complications: LAS VEGAS - An observational study in 29 countries

BACKGROUND Limited information exists about the epidemiology and outcome of surgical patients at increased risk of postoperative pulmonary complications (PPCs), and how intraoperative ventilation was managed in these patients. OBJECTIVES To determine the incidence of surgical patients at increased risk of PPCs, and to compare the intraoperative ventilation management and postoperative outcomes with patients at low risk of PPCs. DESIGN This was a prospective international 1-week observational study using the ‘Assess Respiratory Risk in Surgical Patients in Catalonia risk score’ (ARISCAT score) for PPC for risk stratification. PATIENTS AND SETTING Adult patients requiring intraoperative ventilation during general anaesthesia for surgery in 146 hospitals across 29 countries. MAIN OUTCOME MEASURES The primary outcome was the incidence of patients at increased risk of PPCs based on the ARISCAT score. Secondary outcomes included intraoperative ventilatory management and clinical outcomes. RESULTS A total of 9864 patients fulfilled the inclusion criteria. The incidence of patients at increased risk was 28.4%. The most frequently chosen tidal volume (V T) size was 500 ml, or 7 to 9 ml kg−1 predicted body weight, slightly lower in patients at increased risk of PPCs. Levels of positive end-expiratory pressure (PEEP) were slightly higher in patients at increased risk of PPCs, with 14.3% receiving more than 5 cmH2O PEEP compared with 7.6% in patients at low risk of PPCs (P ˂ 0.001). Patients with a predicted preoperative increased risk of PPCs developed PPCs more frequently: 19 versus 7%, relative risk (RR) 3.16 (95% confidence interval 2.76 to 3.61), P ˂ 0.001) and had longer hospital stays. The only ventilatory factor associated with the occurrence of PPCs was the peak pressure. CONCLUSION The incidence of patients with a predicted increased risk of PPCs is high. A large proportion of patients receive high V T and low PEEP levels. PPCs occur frequently in patients at increased risk, with worse clinical outcome.</p