Персонализированная математическая модель сердечно-сосудистой системы с механизмом барорефлекса

Персонализированная математическая модель сердечно-сосудистой системы с механизмом барорефлекса

Барорефлекс - один из механизмов автоматической регуляции давления сердечно-сосудистой системы. Он обеспечивает поддержание давления в системе на необходимом уровне, реагируя на изменения активности пациента. В работе описана математическая модель сердечно-сосудистой системы с точки зрения глобальных распределений параметров: давления, потоков и объемов в отделах сердечно-сосудистой системы. Показано, что модель воспроизводит нормальное и педиатрическое кровообращения, сердечную недостаточность с точностью, удовлетворяющей целям моделирования. Механизм автоматической регуляции давления демонстрирует изменения, наблюдаемые у пациента с нормальным кровообращением при увеличении физической активности. В состоянии покоя частота сердечных сокращений составляет 80 уд/мин при среднем артериальном давлении 104 мм рт. ст. и скорости кровотока 5,4 л/мин, в состоянии активности частота сердечных сокращений возрастает до 130 уд/мин при давлении 108 мм рт. ст., скорость кровотока увеличивается до 8 л/мин. Проведено сравнение по четырем наиболее важным параметрам кровообращения. Установлено, что модель воспроизводит параметры кровообращения с достаточной точностью - относительная погрешность составляет не более 6 %. Разработанная модель может применяться для персонифицированного моделирования кровообращения пациентов с учетом их индивидуальных особенностей, таких как возраст, телосложение, заболевания, а также различного уровня физической активности. Для дальнейшего изучения модель может быть дополнена насосом механической поддержки кровообращения при сердечной недостаточности с целью изучения взаимодействий в биотехнической системе.
Рубцова Екатерина Николаевна
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия; Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова Минздрава России, г. Москва, Россия
Поделиться