MATHEMATICAL MODELS FOR DEVELOPMENT AND COMPENSATION OF HYPOXIC STATES DURING ISCHEMIC HEART DISEASE IN FLIGHT CREWS’ PERSONNEL
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
MATHEMATICAL MODELS FOR DEVELOPMENT AND COMPENSATION OF HYPOXIC STATES DURING ISCHEMIC HEART DISEASE IN FLIGHT CREWS’ PERSONNEL
Математические модели развития и компенсации гипоксических состояний при ишемической болезни сердца у лиц летного состава Математичні моделі розвитку та компенсації гіпоксичних станів при ішемічній хворобі серця у осіб льотного складу |
|
| Creator |
Aralova, N. I.; Інститут кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України, Київ
Klyuchko, O. M.; Національний авіаційний університет, Київ Mashkin, V. I.; Інститут кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України, Київ Mashkina, I. V.; Київський університет ім. Бориса Грінченка |
|
| Subject |
Ischemic heart disease; hypoxic state compensation; mathematical model of respiratory gases mass transfer; pharmacological correction of hypoxic state; cardiovascular pathologies’ of pilots
UDC 519.08(045) Ишемическая болезнь сердца; компенсация гипоксического состояния; математическая модель массопереноса респираторных газов; фармакологическая коррекция гипоксического состояния; сердечно-сосудистые патологии летчиков UDC 519.08(045) Ішемічна хвороба серця; компенсація гіпоксичного стану; математична модель масопереносу респіраторних газів; фармакологічна корекція гіпоксичного стану; серцево-судинні патології льотчиків УДК 519.08(045) |
|
| Description |
The increase of pilots’ labor intensity caused by rapid development of flight technologies and increasing of complexity of combat missions faced by flight crew members increases the loads on organisms of flight personnel in general and in particular on their cardiovascular system. Domestic and foreign sources contain statistics indicating an increase in the number of flight accidents caused by cardiovascular pathologies in pilots, an increase in the number of flight personnel unsuitable for flight work due to the same reasons, a decrease in the age of flight crew members with cardiovascular pathologies. Therefore, issues of early detection and optimization of treatment processes of cardiovascular diseases in flight crew members are really necessary. Unfortunately, the possibilities of only instrumental approach to optimize the choice of ways for circulatory hypoxia correction in persons of aircrews caused by ischemic heart disease are rather limited. Simulation of the process of disease course for various methods of treatment by administering a pharmacological preparation can provide substantial assistance. This paper presents mathematical model of ischemic heart disease development in flight personnel, consisting on mathematical model of respiratory gas transport in pilot's organism, the model of conflict-controlled processes during self-organization of functional respiratory system, supplemented by differential equations describing changes in oxygen pressure in arterial blood during arteries stenosis caused by ischemic heart disease and equations describing the transport of pharmacological drug used for the treatment. Such composition of model, in case of its individualization, will optimize the treatment process by imitation of introduction of various drugs. Various methods of drug administration also were modeled - respiratory, oral, intramuscular and intravenous.
Увеличение интенсивности труда летчиков, вызванное быстрыми темпами развития летной техники и усложнением боевых задач, стоящих перед членами летных экипажей увеличивает нагрузку на организм лиц летного состава в целом и а частности на сердечно-сосудистую систему. Отечественные и зарубежные источники содержат статистику, свидетельствующую об увеличении числа летных происшествий, вызванных сердечно-сосудистыми патологиями у летчиков, росте числа лиц летного состава, признанными непригодными к летной работе по тем же причинам, снижением возраста членов летных экипажей, имеющих патологии сердечно-сосудистой системы. Поэтому актуальными являются вопросы своевременного выявления и оптимизации процесса лечения сердечно-сосудистых заболеваний у членов летных экипажей. К сожалению, возможности только инструментального подхода для оптимизации выбора путей коррекции циркуляторной гипоксии у лиц летного состава, вызванной ишемической болезнью сердца достаточно ограничены. Существенную помощь может оказать имитационное моделирование процесса течения заболевания при различных способах лечения путем введения фармакологического препарата. В настоящей работе представлена математическая модель развития ишемической болезни сердца у лиц летного состава, состоящая из математической модели транспорта респираторных газов в организме летчика, модели конфликтно-управляемых процессов при самоорганизации функциональной системы дыхания, дополненная дифференциальными уравнениями, описывающими изменения напряжений кислорода в артериальной крови при стенозе артерий, вызванных ишемической болезнью сердца и уравнениями, описывающими транспорт фармакологического препарата, используемого для лечения. Такой состав модели, в случае ее индивидуализации, позволит оптимизировать процесс лечения путем имитации введения различных препаратов. Предусматриваются также различные способы введения препаратов – респираторный, пероральный, внутримышечный и внутривенный. Збільшення інтенсивності праці льотчиків, викликане швидкими темпами розвитку льотної техніки і ускладненням бойових завдань, що стоять перед членами льотних екіпажів, збільшує навантаження на організм осіб льотного складу в цілому, і зокрема на серцево-судинну систему. Вітчизняні та зарубіжні джерела містять статистику, яка свідчить про збільшення кількості льотних пригод, викликаних серцево-судинними патологіями у льотчиків, зростанні кількості осіб льотного складу, визнаними непридатними до льотної роботи з тих же причин, зниженням віку членів льотних екіпажів, що мають патології серцево-судинної системи. Тому актуальними є питання своєчасного виявлення та оптимізації процесу лікування серцево-судинних захворювань у членів льотних екіпажів. На жаль, можливості тільки інструментального підходу для оптимізації вибору шляхів корекції циркуляторної гіпоксії у осіб льотного складу, викликаної ішемічною хворобою серця досить обмежені. Суттєву допомогу може надати імітаційне моделювання процесу перебігу захворювання за різних способів лікування шляхом введення фармакологічного препарату. У даній роботі представлено математичну модель розвитку ішемічної хвороби серця у осіб льотного складу, що складається з математичної моделі транспорту респіраторних газів в організмі льотчика, моделі конфліктно-керованих процесів у разі самоорганізіції функціональної системи дихання, доповнена диференціальними рівняннями, що описують зміни напружень кисню в артеріальній крові при стенозі артерій, викликаних ішемічною хворобою серця і рівняннями, що описують транспорт фармакологічного препарату, який використовується для лікування. Такий склад моделі, в разі її індивідуалізації, дозволить оптимізувати процес лікування шляхом імітації введення різних препаратів. Передбачаються також різні способи введення препаратів – респіраторний, пероральний, внутрішньом’язовий та внутрішньовенний. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2019-05-03
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ESU/article/view/13644
10.18372/1990-5548.59.13644 |
|
| Source |
Electronics and Control Systems; Том 1, № 59 (2019); 82-90
Электроника и системы управления; Том 1, № 59 (2019); 82-90 Електроніка та системи управління; Том 1, № 59 (2019); 82-90 |
|
| Language |
en
|
|
| Rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
|
|