Актуальность и цели. Рассмотрена актуальная задача моделирования структуры дыхательной системы человека и происходящих в ней процессов для предсказания изменения физиологических параметров при различных методах механического воздействия. Результаты. Предложена математическая модель, основанная на описании уравнения массового расхода и скорости массопереноса в легочных каналах при разветвлении воздухоносных путей по принципу правильной дихотомии с учетом уравнений динамики работы дыхательной мускулатуры и возможностью моделирования различных нагрузок в дыхательном контуре, реализуемых аппаратурой трена-жерного воздействия. Рассматривались усилия, создаваемые мышцами в радиальном и осевом направлении эквивалентного грудной клетке полого цилиндра с учетом упругой компоненты напряжений в стенке цилиндра и изменяемым мышечным напряжением в окружном направлении. Представлены результаты математического моделирования при дыхании без нагрузки, приведены графики объемного и массового расхода по генерациям легких, а также диаграмма поток-давление. Выводы. Разработанный комплекс связанных математических моделей позволяет выполнять уточнённое многопараметрическое моделирование динамики функционирования сложной биотехнической системы «тренажёр дыхательной мускулатуры – человек», что предоставляет возможности реализовывать прогнозирование ухода физиологических и механических параметров от величин нормального течения процесса и на этой основе корректировать управляющие воздействия.
массовый расход, объемный расход, процесс дыхания, воздухоносные пути, изменение давления, правильная дихотомия, дыхательные тренажеры.
1. Гриппи М.А. Патофизиология легких. 3-е изд., испр. М.; СПб: «Издательство БИНОМ» - «Нев-ский Диалект», 2001. 318 с.
2. Данилов Л.Н. Растяжимость легких и ее оценка на основе простейших моделей легких // Фи-зиология человека. 1996. Т.22. №2. С. 93–100.
3. Ивахно Н.В. Использование сглаживающих сплайнов при обработке сигналов биотехнической системы «тренажер дыхательной мускулатуры – пациент» // Известия ТулГУ: технические науки. 2013. Выпуск 11. С. 98–102.
4. Ивахно Н.В., Меркулова О.В. Дыхательный тренажер. Патент РФ № 115668 от 20.09.2011 г.
5. Ивахно Н.В. Обобщенная структура комплексов интеллектуального тренажерного воздействия на дыхательную систему // Известия Тульского государственного университета. Серия. Технические науки. 2014. №11 (81). С. 110–114.
6. Калманова Е.Н. Исследование респираторной функции и функциональный диагноз в пульмо-нологии // Русский медицинский журнал. 2000. Т.8. №12. С. 54–57.
7. Милованов А.В., Никаноров Б.А., Федоров С.Ю., Хадарцев А.А. Математическое описание дыхательных процессов // Вестник новых медицинских технологий. 1996. Т.3. №3. С. 6–11.
8. Полушкина Н.Н. Диагностический справочник пульмонолога. М.: АСТ, 2007. 671 с.
9. Федоров С.Ю., Цкипури Ю.И., Хадарцев В.А. Тренировка дыхательной мускулатуры // Вестник новых медицинских технологий. 2009. Т.XVI. № 2. С.154–156.
10. Хадарцев А.А., Гонтарев С.Н., Агасаров Л.Г. Восстановительная медицина. Монография. Под редакцией Хадарцева А.А., Гонтарева С.Н., Агасарова Л.Г. Тула: Издательство ТулГУ- Белгород, 2011. Том IV. 204 с.
