|
?:abstract
|
-
The aim of the work was to create a complex mathematical model simulating the course of the disease caused by the SARS-CoV-2 virus on the level of interaction between functional systems of organism and pharmacological correction of organism hypoxic states arising in the complicated course of the disease In the present work the methods of mathematical modeling and theory of optimal control of moving objects were used The proposed integrated mathematical model consisted on the mathematical models of functional systems of respiration and blood circulation, thermoregulation, immune response, erythropoesis, and pharmacological correction Individual patient data were taken for this model, and the disturbing effect in the form of viral disease was simulated The reactions of functional respiratory and blood circulatory systems were predicted Partial pressures of respiratory gases in alveolar spaces and their tensions in lung capillaries blood, arterial and mixed venous blood, and tissue fluid were calculated Further the intravenous injection of antihypoxant was simulated and the values of the same parameters were calculated In such a way it was possible to choose the most optimal way of hypoxic state correction for any individual This model is theoretical only for today because the models of respiratory and blood circulation systems were designed for the average person and it does not suppose peculiarities of individual persons infected with SARS-CoV-2 In particular, this concerns the pequliarities of gas exchange in the alveolar space and characteristics of respiratory gases diffusion through the alveolar-capillary and capillary-tissue membranes However, it is one of possible directions for solving the complex tasks related to treatment of the disease caused by SARS-CoV-2 virus In the result of the work the complex of information support for the imitation of viral disease course was developed at the level of interaction of organism functional systems, as well as pharmacological correction of caused by it hypoxic states Alternate abstract:Метою роботи було ÑÑ‚Ð²Ð¾Ñ€ÐµÐ½Ð½Ñ ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð»ÐµÐºÑної математичної моделі, що імітує перебіг захво- рюваннÑ, Ñпричиненого віруÑом SARS-CoV-2, та фармакологічної корекції гіпокÑичних Ñтанів організму в разі уÑÐºÐ»Ð°Ð´Ð½ÐµÐ½Ð½Ñ Ñ†ÑŒÐ¾Ð³Ð¾ захворюван- Ð½Ñ Ð’ цій роботі було викориÑтано методи мате- матичного Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»ÑŽÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ‚Ð° теорії оптимального ÐºÐµÑ€ÑƒÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ€ÑƒÑ…Ð¾Ð¼Ð¸Ð¼Ð¸ об’єктами Запропонована математична модель ÑкладалаÑÑ Ð· математич- них моделей функціональних ÑиÑтем Ð´Ð¸Ñ…Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ‚Ð° кровообігу, терморегулÑції, імунної відповіді, еритропоезу та фармакологічної корекції Ð”Ð»Ñ Ñ†Ñ–Ñ”Ñ— моделі було взÑто індивідуальні дані пацієн- та Ñ– здійÑнено імітацію віруÑного Ð·Ð°Ñ…Ð²Ð¾Ñ€ÑŽÐ²Ð°Ð½Ð½Ñ ÐŸÑ€Ð¾Ð³Ð½Ð¾Ð·ÑƒÐ²Ð°Ð»Ð¸ реакції органів Ð´Ð¸Ñ…Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ‚Ð° крово- обігу: розраховано парціальний тиÑк дихальних газів у альвеолÑрних проÑторах та їхню напругу в крові легеневих капілÑрів, артеріальної та змі- шаної венозної крові та тканинної рідини Далі імітували ін’єкцію антигіпокÑанту та розрахо- вували Ð·Ð½Ð°Ñ‡ÐµÐ½Ð½Ñ Ñ‚Ð¸Ñ… Ñамих параметрів Таким чином можна було вибрати найбільш оптималь- ний ÑпоÑіб корекції гіпокÑичного Ñтану Ð´Ð»Ñ Ð±ÑƒÐ´ÑŒ- Ñкої людини Ðа Ñьогодні Ñ†Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ»ÑŒ Ñ Ñуто тео- ретичною, оÑкільки моделі ÑиÑтеми Ð´Ð¸Ñ…Ð°Ð½Ð½Ñ Ñ‚Ð° кровообігу було розроблено на уÑереднені дані, Ñ– вони не враховують оÑобливоÑтей окремих оÑіб, інфікованих SARS-CoV-2 Зокрема, це ÑтоÑуєтьÑÑ Ð³Ð°Ð·Ð¾Ð¾Ð±Ð¼Ñ–Ð½Ñƒ в альвеолÑрному проÑторі можливих оÑобливоÑтей проникноÑÑ‚Ñ– дихальних газів через альвеолÑрно-капілÑрну мембрану Однак це один із можливих напрÑмів Ð²Ð¸Ñ€Ñ–ÑˆÐµÐ½Ð½Ñ Ñкладних за- вдань, пов’Ñзаних з лікуваннÑм захворюваннÑ, Ñпричиненого віруÑом SARS-CoV-2 У результаті було розроблено ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð»ÐµÐºÑ Ñ–Ð½Ñ„Ð¾Ñ€Ð¼Ð°Ñ†Ñ–Ð¹Ð½Ð¾Ñ— під- тримки Ð´Ð»Ñ Ñ–Ð¼Ñ–Ñ‚Ð°Ñ†Ñ–Ñ— перебігу віруÑних захворю- вань, а також фармакологічної корекції Ñпричи- нених ними гіпокÑичних Ñтанів Alternate abstract:Целью работы было Ñоздание комплекÑной математичеÑкой модели, имитирующей течение заболеваниÑ, вызванного вируÑом SARS-CoV-2, и фармакологичеÑкой коррекции гипокÑичеÑких ÑоÑтоÑний организма, возникающих в Ñлучае оÑ- Ð»Ð¾Ð¶Ð½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñтого Ð·Ð°Ð±Ð¾Ð»ÐµÐ²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð’ Ñтой работе иÑ- пользовалиÑÑŒ методы математичеÑкого модели- Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ теории оптимального ÑƒÐ¿Ñ€Ð°Ð²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð²Ð¸- жущимиÑÑ Ð¾Ð±ÑŠÐµÐºÑ‚Ð°Ð¼Ð¸ ÐŸÑ€ÐµÐ´Ð»Ð°Ð³Ð°ÐµÐ¼Ð°Ñ Ð¼Ð°Ñ‚ÐµÐ¼Ð°Ñ‚Ð¸- чеÑкаÑмодель ÑоÑтоÑла из математичеÑких моде- лей функциональных ÑиÑтем Ð´Ñ‹Ñ…Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¸ кровоо- бращениÑ, терморегулÑции, иммунного ответа, ÑритропоÑза и фармакологичеÑкой коррекции Ð”Ð»Ñ Ñтой модели были взÑÑ‚Ñ‹ индивидуальные данные пациента и Ñмоделирован Ñффект в виде вируÑного Ð·Ð°Ð±Ð¾Ð»ÐµÐ²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð¡Ð¿Ñ€Ð¾Ð³Ð½Ð¾Ð·Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ñ‹ реак- ции дыхательной и кровеноÑной ÑиÑтем: раÑÑчи- таны парциальное давление дыхательных газов в альвеолÑрных проÑтранÑтвах и их напрÑжение в крови капиллÑров легких, артериальной и Ñме- шанной венозной крови и тканевой жидкоÑти Далее имитировали инъекцию антигипокÑанта и раÑÑчитывали Ð·Ð½Ð°Ñ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ‚ÐµÑ… же параметров Таким образом можно было выбрать наиболее оптимальный ÑпоÑоб коррекции гипокÑичеÑкого ÑоÑтоÑÐ½Ð¸Ñ Ð´Ð»Ñ ÑреднеÑтатиÑтичеÑкого человека Ðа ÑегоднÑшний день Ñта модель ÑвлÑетÑÑ Ñ‡Ð¸Ñто теоретичеÑкой, поÑкольку модели ÑиÑтемы дыха- Ð½Ð¸Ñ Ð¸ ÐºÑ€Ð¾Ð²Ð¾Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ñ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð±Ñ‹Ð»Ð¸ разработаны уÑред- ненные данные, и не учитывающие оÑобенноÑти отдельных лиц, инфицированных SARS-CoV-2 Ð’ чаÑтноÑти, Ñто каÑаетÑÑ Ð³Ð°Ð·Ð¾Ð¾Ð±Ð¼ÐµÐ½Ð° в альвео- лÑрном проÑтранÑтве и возможных оÑобенноÑтей проницаемоÑти дыхательных газов через альвео- лÑрно-капиллÑрную мембрану Однако Ñто одно из возможных направлений ре ˆÐµÐ½Ð¸Ñ Ñложных задач, ÑвÑзанных Ñ Ð»ÐµÑ‡ÐµÐ½Ð¸ÐµÐ¼ заболеваниÑ, вы- званного вируÑом SARS-CoV-2 Ð’ результате был разработан ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð»ÐµÐºÑ Ð¸Ð½Ñ„Ð¾Ñ€Ð¼Ð°Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ð¾Ð¹ поддерж- ки Ð´Ð»Ñ Ð¸Ð¼Ð¸Ñ‚Ð°Ñ†Ð¸Ð¸ Ñ‚ÐµÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð²Ð¸Ñ€ÑƒÑных заболева- ний, а также фармакологичеÑкой коррекции вы- званных ими гипокÑичеÑких ÑоÑтоÑний
|
![[This page as RDF]](https://research.tib.eu/covid-19/static/rdf-icon.gif){kind=icon}