Программный имитатор сердечно-сосудистой системы человека на основе ее математической модели

Abstract

Предложена математическая модель физиологических процессов в сердечно-сосудистой системе (ССС) человека, реализованная в виде программы для теоретических исследований гемодинамики. Насосная функция сердца моделируется на основе асинхронного изменения жесткости клеток миокарда в течение сердечного цикла. Нейрогуморальная регуляция сердца и тонуса сосудов малого и большого кругов кровообращения построена на основе сосудистой механорецепции, хеморецепции, изменения активности высших вегетативных центров, а также с учетом реакции на изменения температуры крови. Реакции ССС на внешние воздействия (гравитационные, барометрические, физические и эмоциональные нагрузки и др.) отслеживаются в динамике. Программа может быть использована самостоятельно или в составе специальной исследовательской технологии, интегрирующей комплекс физиологически сопряженных моделей при решении научных и некоторых прикладных задач физиологии и медицины.

Запропонована математична модель фізіологічних процесів в серцево-судинній системі (ССС) людини, яка реалізована у вигляді програми для теоретичних досліджень гемодинаміки. Насосна функція серця моделюється на основі асинхронних змін жорсткості клітин міокарда під час серцевого циклу. Нейрогуморальна регуляція серця і тонусу судин малого та великого кіл кровообігу побудована на основі судинної механорецепції, хеморецепції, змін активності вищих вегетативних центрів, а також у відповідь на зміни температури крові. Реакції ССС на зовнішні впливи (гравітаційні, барометричні, фізичні, емоційні та інші навантаження) відслідковуються в динаміці. Програма може бути використана самостійно або у складі спеціальної дослідницької технології, яка інтегрує комплекс фізіологічних моделей для розв’язання наукових та деяких прикладних проблем фізіології і медицини.

Special research software based on model of human cardiovascular physiology is created. Heart pump function model uses an approach when the characteristic dynamics of the whole myocardial rigidity within each cardiac cycle is presented as a consequence of asynchronous contraction and relaxation of cardiac cells. Neural-humoral control of heart activity and vascular tonus in model is built on use of pathways from vascular mechanoreceptions, chemoreception, blood temperature, and also efferent activity of brain highest centers. All outside influence (gravitational, barometric, muscle and emotional) are dynamic and constructed by user. The software is built to be used both in autonomic regime and as a part of more complex model of human physiologic systems.