Математичні та схемотехнічні моделі біомеханіки дихання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorВитязь, Олег Олексійович
dc.contributor.authorКаракай, Сергій Анатолійович
dc.date.accessioned2026-01-16T10:35:43Z
dc.date.available2026-01-16T10:35:43Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractТема даної роботи – математичні та схемотехнічні моделі біомеханіки дихання – є актуальною в контексті розвитку медичної інженерії, біомеханіки та автоматизованих систем підтримки дихання. Сучасна медицина стикається з викликами, пов’язаними з підвищенням ефективності діагностики й лікування респіраторних патологій, серед яких особливу увагу привертає розробка й оптимізація моделей легеневої вентиляції. Метою дипломної роботи є побудова, аналіз і систематизація математичних та схемотехнічних моделей біомеханіки дихання людини для опису змін тиску, об’єму та повітряного потоку в дихальній системі. Для цього було розглянуто сучасні підходи до моделювання легеневої механіки, зокрема електричні еквівалентні схеми, однокамерні й багатокамерні моделі, моделі з фракційним порядком, розподіленими параметрами та скінченноелементним представленням анатомічної структури. Практична частина роботи спрямована на перевірку та розрахунки спрощеної схемотехнічної моделі легенів, що базується на аналогії з електричним контуром, та її імітаційне моделювання. Завдяки комплексному підходу до аналізу існуючих моделей та їхньому порівнянню за точністю, складністю та фізіологічною обґрунтованістю, результати роботи можуть бути використані для подальшої оптимізації систем керування апаратами ШВЛ, тестування медичних алгоритмів, а також як дидактичний матеріал у навчальних курсах біомедичної інженерії.
dc.description.abstractotherThe topic of this thesis – mathematical and circuit-based models of respiratory biomechanics – is highly relevant in the context of the development of medical engineering, biomechanics, and automated respiratory support systems. Modern medicine faces challenges related to improving the effectiveness of diagnosis and treatment of respiratory pathologies, among which particular attention is drawn to the development and optimization of lung ventilation models. The aim of this thesis is to develop, analyze, and systematize mathematical and circuit-based models of human respiratory biomechanics to describe changes in pressure, volume, and airflow within the respiratory system. To this end, modern approaches to lung mechanics modeling were examined, including electrical equivalent circuits, single- and multi-compartment models, fractional-order models, distributed parameter models, and finite element representations of anatomical structures. The practical part of the work is focused on the verification and simulation of a simplified circuit-based lung model, based on its analogy to an electrical circuit. Thanks to the integrative approach in analyzing and comparing existing models by accuracy, complexity, and physiological validity, the results of the thesis can be used for further optimization of mechanical ventilation control systems, testing of medical algorithms, as well as didactic material for courses in biomedical engineering.
dc.format.extent59 с.
dc.identifier.citationКаракай, С. А. Математичні та схемотехнічні моделі біомеханіки дихання : дипломна робота … бакалавра : 153 Мікро- та наносистемна техніка / Каракай Сергій Анатолійович. – Київ, 2025. – 59 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78189
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectмодель легень
dc.subjectпараметри дихання
dc.subjectбіомеханіка дихання
dc.titleМатематичні та схемотехнічні моделі біомеханіки дихання
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Karakai_bakalavr.pdf
Розмір:
1.31 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ЕІ)
Бакалаврські роботи