Моделювання перетворень енергії під час кровоплину через активні артеріальні судини
Вантажиться...
Дата
2026
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація за темою «Моделювання перетворень енергії під час кровоплину через активні артеріальні судини» виконана студентом кафедри біомедичної кібернетики ФБМІ Цимбалюком Олексієм Анатолійовичем зі спеціальності 122 «Комп’ютерні науки» за освітньо-науковою програмою «Комп’ютерні науки» та складається зі: вступу; 5 розділів (огляд методів забезпечення математичних моделей кровотоку в артеріальних судинах; обґрунтування моделі енергетичних характеристик обертального кровоплину в артеріальній системі кровообігу людини; обґрунтування вибору програмного середовища та засобів реалізації; програмна реалізація та методика роботи програмного продукту; узагальнені результати науково-дослідної роботи), висновків до кожного з цих розділів; загальних висновків; списку використаних джерел, який налічує 47 джерел. Загальний обсяг роботи 96 сторінок.
Актуальність теми. Теоретичні дослідження із застосуванням моделювання є одним із основних інструментів кібернетики та біомедичної кібернетики зокрема. Вони дозволяють дослідити ті процеси та регуляторні механізми, які не піддаються прямому виміру. Отримані в результаті обчислювальних експериментів закономірності дозволяють планувати наступні експериментальні дослідження та можуть бути основою технічних рішень щодо технічного відтворення фізіологічних функцій організму. Система кровообігу людини є однією з найбільш модельованих біологічних систем протягом останніх ста років. Більшість наявних моделей гемодинаміки описує тільки поступальний рух крові, не беручи до уваги обертальну компоненту, хоча її чітко зафіксовано доплерівськими дослідженнями. Цілісного підходу, де поступальний і обертальний рух, активна поведінка стінки судини та енергетичні перетворення розглядалися б разом, у літературі не виявлено. У дисертації побудовано саме такий підхід – на основі трьох базових залежностей серцевого циклу: зміни тиску, об'ємного потоку та швидкості крові. Дослідження спирається на поєднання рівняння Бернуллі, рівняння Пуазейля та електрогідродинамічних аналогій. Отримані результати можуть слугувати базою для побудови регуляторних характеристик артеріальної системи, для розробки медико-інженерних рішень технічного відтворення кровообігу, а також для планування клінічних і фізіологічних експериментальних досліджень. Мета і задачі дослідження. Метою роботи є поглиблення теоретичних уявлень в проєктуванні медикоінженерних рішень пружно-активних артеріальних судин у процесах кровоплину з обертанням шляхом моделювання перетворень енергії кровотоку. Сформульовано наступні задачі: 1. Проаналізувати стан наявних джерел з досліджень NO-продукційної функції ендотелію артеріальних судин та доплерографічних даних щодо кровотоку з обертанням 2. Удосконалити гідродинамічне рівняння кровотоку для моделювання перетворень енергії пружно-активних артеріальних судин для кровотоку з обертанням 3. На підставі модельних розрахунків (побудувати?) набір характеристик функції ендотелію артеріальних судин в умовах обертального руху крові в артеріальній системі людини. 4. Порівняти отримані характеристики з відомими в умовах нормальних та патологічних змін кровообігу. 5. Розробити програмний застосунок для теоретичних досліджень обертального кровотоку у нормі та при патології. 6. Запропонувати медико-інженерні рішення для засобів технічного відтворення кровообігу. Об’єкт дослідження. Енергетичні характеристики обертального кровотоку в артеріальній системі кровообігу людини. Предмет дослідження. Перетворення енергії пульсуючого обертального кровотоку в різних станах кровообігу людини. Методи дослідження. Застосовано моделі гемодинаміки, кінематики та енергетичних перетворень кровотоку при обертальному русі крові з урахуванням активної поведінки стінок артеріальних судин та змін величини серцевого викиду. З їх застосуванням проведені обчислювальні експерименти для побудови регуляторних характеристик артеріальної системи. Практичне значення одержаних результатів. Магістерська дисертація виконана за ініціативної наукової роботи кафедри НДР д/р № 0123U100866 “Методи та моделі ідентифікації станів об’єктів в задачах прийняття медичних рішень” (06.02.2023).
Опис
Ключові слова
серцево-судинна система, кровотік, пружно-активні артеріальні судини, внутрішнє тертя, обертальна енергія
Бібліографічний опис
Цимбалюк, О. А. Моделювання перетворень енергії під час кровоплину через активні артеріальні судини : магістерська дис. : 122 Комп’ютері науки / Цимбалюк Олексій Анатолійович. – Київ, 2026. – 127 с.