МОДЕЛЬ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ С РЕГУЛЯЦИЕЙ НА ОСНОВЕ НЕЙРОННОЙ СЕТИ 

Сергей Владимирович Фролов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинской техники, Тамбовский государственный  технический университет (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106), sergej.frolov@gmail.com
Артем Андреевич Коробов, инженер кафедры биомедицинской техники, Тамбовский государственный технический университет (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106), korobov1991@mail.ru
Динара Шавкатовна Газизова, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Национального медицинского исследовательского центра сердечно-сосудистой хирургии имени А. Н. Бакулева Минздрава РФ (Россия, г. Москва, Рублевское шоссе, 135, с. 1), dgazizova@yandex.ru
Антон Юрьевич Потлов, кандидат технических наук, доцент кафедры биомедицинской техники, Тамбовский государственный технический университет, (Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 106),zerner@yandex.ru 

616-05.001.575 

DOI

10.21685/2227-8486-2021-2-5 

Актуальность и цели. Проведен анализ существующих моделей сердечно-сосудистой системы с контурами регуляции, которые используются для исследовательских целей и диагностики заболеваний в медицине. Предложена новая динамическая модель сердечно-сосудистой системы с пульсирующим сердцем, учитывающая процессы регуляции.
Материалы и методы. Модель состоит из управляемой и неуправляемой частей. В качестве неуправляемой части выступает блок сердечно-сосудистой системы, который состоит из сердца, сосудов и звеньев, передающих сигнал до объекта управления, и представляется в виде последовательности упругих камер и элементов сопротивления. Управляемая часть имеет вид иерархической структуры регуляции и состоит из верхнего и нижнего уровней регуляции. В качестве модели регуляции предложена модель градиентного управления с использованием алгоритмов нейронных сетей.
Результаты. В модели рассмотрена регуляция кровотока в венах нижней части тела, давления в центральной артериальной камере, кровотока в артериях верхней части тела, давления в капиллярах верхней части тела за счет изменения ненапряженного объема вен нижней части тела, сопротивления артерий нижней части тела, числа сердечных сокращений, сопротивления артерий верхней части тела.
Выводы. Благодаря простоте модели и наглядности полученных результатов модель можно будет использовать в палатах интенсивной терапии.

Ключевые слова

сердечно-сосудистая система, численная модель, саморегуляция, нейронная сеть, пульсирующее сердце 

 Скачать статью в формате PDF

Фролов С. В., Коробов А. А., Газизова Д. Ш., Потлов А. Ю. Модель сердечно-сосудистой системы с регуляцией на основе нейронной сети // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2021. No 2. С. 79–94. doi:10.21685/2227-8486-2021-2-5

Ссылка для цитирования на английском языке.