Simulations of human hemodynamic responses to blood temperature and volume changes

Abstract

An advanced version (AV) of special software based on modified quantitative models of mechanisms that provide the overall control of human circulation is proposed. AV essentially expands the range of tasks concerning the modeling of cardiovascular physiology, in particular, the range of mechanisms controlling cardiac function, vascular hemodynamics, and total blood volume under unstable internal/ external physiochemical environments. The models are verified on data representing hemodynamic responses to certain physical tests. In the publication, two test scenarios, namely blood temperature and volume dynamic alterations, have been simulated and analyzed in detail. The user-friendly interface provides all stages of preparation and analysis of computer simulation. The PC-based simulator can also be used for educational purposes.

Запропоновано вдосконалену версію (ВВ) спеціального програмного забезпечення на основі модифікованих кількісних моделей механізмів контролю кровообігу людини. ВВ суттєво розширює коло завдань щодо моделювання фізіології серцево-судинної системи (ССС), зокрема механізмів, що контролюють роботу серця, судинну гемодинаміку та загальний об’єм крові в умовах нестабільного внутрішнього/зовнішнього фізико-хімічного середовища. Моделі перевірялися на даних, що представляють гемо- динамічні реакції на певні фізичні тести. У публікації було змодельовано та детально проаналізовано два тестових сценарія – динамічні зміни температури крові та її об’єму. ВВ надає фізіологам нову технологію дослідження, що істотно розширює та поглиблює фундаментальні знання про кровообіг людини. Результати моделювання містять більш повний спектр фізіологічної інформації, ніж традиційно надається в емпіричних дослідженнях. Це головна перевага нашої ВВ. Це також хороший сучасний інструмент на базі ПК для одночасної візуалізації динамічних характеристик ССС в залежності від обраних зі списку вхідних навантажень. Останній аспект сприятиме студентам-медикам краще розуміти неявну інтегративну фізіологію людини та спеціальні патології. ВВ також є гарною комп’ютерною програмою для використання в освітніх цілях для ілюстрації основних фізіологічних і деяких патологічних закономірностей. Ми плануємо розширити моделі та програмне забезпечення, щоби набагато реалістичніше симулювати сценарії як нормальної, так і патологічної фізіології людини. Програмне забезпечення, створене в рамках технології .NET, є автономним файлом .EXE для виконання на ПК.