informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASBinform-167Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕMATHEMATICAL MODELINGМЕТОД ДИАГНОСТИКИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ОДНОМЕРНОЙ МОДЕЛИ ГЕМОДИНАМИКИMETHOD OF CARDIOVASCULAR SYSTEM ON THE BASIS OF ONE DIMENSION HAEMODYNAMICS MODELКузьминскийЮ. Г.KuzminskyYu. G.face@neicon.ruШилькоС. В.ShilkoS. V.Shilko_mpri@mail.ruИнститут механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН БеларусиBelarus201406102016041933Copyright © Кузьминский Ю.Г., Шилько С.В., 20162016Кузьминский Ю.Г., Шилько С.В.Kuzminsky Y.G., Shilko S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/167

Описывается метод первичной диагностики состояния сердечно-сосудистой системы с ис-пользованием оригинального программного обеспечения, реализующего математический анализ ос-циллометрических данных на основе одномерной биомеханической модели гемодинамики. Проводимый предложенным методом скрининг позволяет расширить возможности классической осциллометрии и получить важную информацию о состоянии сердца и сосудов, включая оценку адаптационных возможностей обследуемых (в частности, спортсменов) при различных физиологических нагрузках.

A method of screening a cardiovascular system state using original software, which realizes ma-thematical analysis of oscillometry data in terms of biomechanical model of hemodynamics, is de-scribed. The screening, based on the proposed method, allows to expand the possibilities of classical oscillometry and to obtain the important information about the state of heart and blood vessels as well as the adaptability of humans (particularly, athletes) under various physiological loads.

ReferencesМрочек, А.Г. Сердечно-сосудистые заболевания в Республике Беларусь. Анализ ситуа-ции и система контроля / А.Г. Мрочек. – Минск : Белорусская наука, 2011. – 341 с.Мрочек, А.Г. Сердечно-сосудистые заболевания в Республике Беларусь. Анализ ситуа-ции и система контроля / А.Г. Мрочек. – Минск : Белорусская наука, 2011. – 341 с.Инструментальные методы исследования в кардиологии : руководство / под. ред. Г.И. Сидоренко ; БелНИИ кардиологии Минздрава РБ. – Минск, 1994. – 272 с.Инструментальные методы исследования в кардиологии : руководство / под. ред. Г.И. Сидоренко ; БелНИИ кардиологии Минздрава РБ. – Минск, 1994. – 272 с.Зубчук, В.И. Оценка адаптивных возможностей человека по реакции на динамическую нагрузку / В.И. Зубчук, Е.А. Настенко, Е.К. Носовец // Электроника и связь. – 2009. – № 4. – C. 242–244.Зубчук, В.И. Оценка адаптивных возможностей человека по реакции на динамическую нагрузку / В.И. Зубчук, Е.А. Настенко, Е.К. Носовец // Электроника и связь. – 2009. – № 4. – C. 242–244.Баевский, P.M. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития забо-леваний / P.M. Баевский. – М. : Медицина, 1997. – 265 с.Баевский, P.M. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития забо-леваний / P.M. Баевский. – М. : Медицина, 1997. – 265 с.Михаил, И.И. Моделирование процесса физической подготовки военнослужащих / И.И. Михаил, В.Д. Гетьман, Ю.С. Харламов // Уч. записки ун-та им. Лесгафта. – 2007. – № 4. – С. 47–49.Михаил, И.И. Моделирование процесса физической подготовки военнослужащих / И.И. Михаил, В.Д. Гетьман, Ю.С. Харламов // Уч. записки ун-та им. Лесгафта. – 2007. – № 4. – С. 47–49.Карпман, В.Л. Динамика кровообращения у спортсменов / В.Л. Карпман. – М. : Физ-культура и спорт, 1982. – 135 с.Карпман, В.Л. Динамика кровообращения у спортсменов / В.Л. Карпман. – М. : Физ-культура и спорт, 1982. – 135 с.Питкевич, Ю.Э. Вариабельность сердечного ритма у спортсменов / Ю.Э. Питкевич // Проблемы здоровья и экологии. – 2010. – № 4. – С. 101–106.Питкевич, Ю.Э. Вариабельность сердечного ритма у спортсменов / Ю.Э. Питкевич // Проблемы здоровья и экологии. – 2010. – № 4. – С. 101–106.Савицкий, Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изуче-ния гемодинамики / Н.Н. Савицкий. – Л. : Медицина, 1963. – 403 с.Савицкий, Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изуче-ния гемодинамики / Н.Н. Савицкий. – Л. : Медицина, 1963. – 403 с.Физиология человека / под ред. В.М. Покровского. – М. : Медицина, 2007. – 656 c.Физиология человека / под ред. В.М. Покровского. – М. : Медицина, 2007. – 656 c.Парашин, В.Б. Биомеханика кровообращения / В.Б. Парашин. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. – 224 с.Парашин, В.Б. Биомеханика кровообращения / В.Б. Парашин. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. – 224 с.Лищук, В.А. Математическая теория кровообращения / В.А. Лищук. – М. : Медицина, 1991. – 256 c.Лищук, В.А. Математическая теория кровообращения / В.А. Лищук. – М. : Медицина, 1991. – 256 c.Шилько, С.В. Модель авторегуляции кровообращения при активном деформацион-ном поведении сосудов / С.В. Шилько // Российский журнал биомеханики. – 2000. – Т. 4, № 1. – С. 43–48.Шилько, С.В. Модель авторегуляции кровообращения при активном деформацион-ном поведении сосудов / С.В. Шилько // Российский журнал биомеханики. – 2000. – Т. 4, № 1. – С. 43–48.Астраханцев, Е.В. Математическое моделирование гемодинамики крупных кровенос-ных сосудов / Е.В. Астраханцев // Математическое моделирование. – 2005. – Т. 17, № 8. – С. 61–80.Астраханцев, Е.В. Математическое моделирование гемодинамики крупных кровенос-ных сосудов / Е.В. Астраханцев // Математическое моделирование. – 2005. – Т. 17, № 8. – С. 61–80.Медведев, А.Е. Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких кровеносных сосудах / А.Е. Медведев // Математическая биология и биоинформатика. – 2011. – Т. 6, № 2. –С. 228–249.Медведев, А.Е. Двухфазная модель течения крови в крупных и мелких кровеносных сосудах / А.Е. Медведев // Математическая биология и биоинформатика. – 2011. – Т. 6, № 2. –С. 228–249.Евдокимов, Е.И. Взаимосвязь потребления кислорода и динамики биохимических по-казателей крови спортсменов под влиянием физической нагрузки / Е.И. Евдокимов // Физ. восп. студентов. – 2011. – № 3. – C. 42–45.Евдокимов, Е.И. Взаимосвязь потребления кислорода и динамики биохимических по-казателей крови спортсменов под влиянием физической нагрузки / Е.И. Евдокимов // Физ. восп. студентов. – 2011. – № 3. – C. 42–45.Лазерный анализ эндогенного СО в выдыхаемом воздухе / Ю.А. Шулагин [и др.] // Тр. Ин-та общей физики им. А.М. Прохорова. – 2005. – Т. 61. – С. 135–189.Лазерный анализ эндогенного СО в выдыхаемом воздухе / Ю.А. Шулагин [и др.] // Тр. Ин-та общей физики им. А.М. Прохорова. – 2005. – Т. 61. – С. 135–189.Бессонов, А.Е. Способ миллиметрово-волновой терапии / А.Е. Бессонов, М.В. Бала-кирев // Вестник новых медицинских технологий. – 1998. – Т. 5, № 2. – С. 105–108.Бессонов, А.Е. Способ миллиметрово-волновой терапии / А.Е. Бессонов, М.В. Бала-кирев // Вестник новых медицинских технологий. – 1998. – Т. 5, № 2. – С. 105–108.Величко, А.Д. Программно-аппаратный комплекс для функциональной диагностики сердечно-сосудистой системы / А.Д. Величко, А.М. Сударев, И.Л. Кадин // Материалы Третьей науч.-практ. конф. «Неинвазивный мониторинг состояния сердечно-сосудистой системы в кли-нической практике». – М., 2001. – С. 160–163.Величко, А.Д. Программно-аппаратный комплекс для функциональной диагностики сердечно-сосудистой системы / А.Д. Величко, А.М. Сударев, И.Л. Кадин // Материалы Третьей науч.-практ. конф. «Неинвазивный мониторинг состояния сердечно-сосудистой системы в кли-нической практике». – М., 2001. – С. 160–163.Инструкция по применению аппаратно-программного комплекса неинвазивного ис-следования центральной гемодинамики методом объемной компрессионной осциллометрии КАП ЦГосм-«Глобус» [Электронный ресурс]. – 2004. – 74 с. – Режим доступа : http://www.ecolmed.ru/downloads/ metod_recom_apko_2006.pdf. – Дата доступа : 06.11.2014.Инструкция по применению аппаратно-программного комплекса неинвазивного ис-следования центральной гемодинамики методом объемной компрессионной осциллометрии КАП ЦГосм-«Глобус» [Электронный ресурс]. – 2004. – 74 с. – Режим доступа : http://www.ecolmed.ru/downloads/ metod_recom_apko_2006.pdf. – Дата доступа : 06.11.2014.Основные характеристики аппаратно-программного комплекса «Истоки здоровья» MyBody 4.1 [Электронный ресурс]. – Рязань, 2004. – 4 с. – Режим доступа : http://www.breath.ru. – Дата доступа : 06.11.2014.Основные характеристики аппаратно-программного комплекса «Истоки здоровья» MyBody 4.1 [Электронный ресурс]. – Рязань, 2004. – 4 с. – Режим доступа : http://www.breath.ru. – Дата доступа : 06.11.2014.Цупко, И.В. Определение основных гемодинамических показателей с расчетом риска сердечно-сосудистых заболеваний. Методические указания по применению ЭДТВ / И.В. Цупко [Электронный ресурс]. – М., 2008. – 10 с. – Режим доступа : http://medtehnoplus.ru/files/gemodin-metod.doс. – Дата доступа : 06.11.2014.Цупко, И.В. Определение основных гемодинамических показателей с расчетом риска сердечно-сосудистых заболеваний. Методические указания по применению ЭДТВ / И.В. Цупко [Электронный ресурс]. – М., 2008. – 10 с. – Режим доступа : http://medtehnoplus.ru/files/gemodin-metod.doс. – Дата доступа : 06.11.2014.Методические рекомендации к осциллометрическому анализатору параметров сер-дечного выброса и артериального давления АПКО-8-РИЦ. Восточноевр. центр инновац. техно-логий [Электронный ресурс]. – 2006. – 35 с. – Режим доступа : http://www.ecolmed.ru/product_3.html. – Дата доступа : 06.11.2014.Методические рекомендации к осциллометрическому анализатору параметров сер-дечного выброса и артериального давления АПКО-8-РИЦ. Восточноевр. центр инновац. техно-логий [Электронный ресурс]. – 2006. – 35 с. – Режим доступа : http://www.ecolmed.ru/product_3.html. – Дата доступа : 06.11.2014.Operator’s Manual SphygmoCor CvMS – Central Blood Pressure / Pulse Wave Velocity / Heart Rate Variability [Электронный ресурс]. –2008. – 63 p. – Режим доступа : http://www.atcormedical.com. – Дата доступа : 06.11.2014.Operator’s Manual SphygmoCor CvMS – Central Blood Pressure / Pulse Wave Velocity / Heart Rate Variability [Электронный ресурс]. –2008. – 63 p. – Режим доступа : http://www.atcormedical.com. – Дата доступа : 06.11.2014.Варианты поставки системы интегрального мониторинга «СИМОНА-111». – 2008. – 11 с. – Режим доступа : http://www.symona.ru. – Дата доступа : 06.11.2014.Варианты поставки системы интегрального мониторинга «СИМОНА-111». – 2008. – 11 с. – Режим доступа : http://www.symona.ru. – Дата доступа : 06.11.2014.Парфенов, А.С. Ранняя диагностика сердечно-сосудистых заболеваний с использова-нием аппаратно-программного комплекса «Анализатор Малыхина – Пулавского (АМП)» / А.С. Парфенов [Электронный ресурс]. – 2009. – 42 c. – Режим доступа : http://www.amp.life3000.ru/images/ user_manual_amp2009.pdf. – Дата доступа : 06.11.2014.Парфенов, А.С. Ранняя диагностика сердечно-сосудистых заболеваний с использова-нием аппаратно-программного комплекса «Анализатор Малыхина – Пулавского (АМП)» / А.С. Парфенов [Электронный ресурс]. – 2009. – 42 c. – Режим доступа : http://www.amp.life3000.ru/images/ user_manual_amp2009.pdf. – Дата доступа : 06.11.2014.Комплекс «Ангиоскан-01» // Поликлиника. – 2008. – № 2 (1). – C. 8–12.Комплекс «Ангиоскан-01» // Поликлиника. – 2008. – № 2 (1). – C. 8–12.Фролов, А.В. Контроль механизмов адаптации сердечной деятельности в клинике и спорте / А.В. Фролов. – Минск, 2011. – 216 c.Фролов, А.В. Контроль механизмов адаптации сердечной деятельности в клинике и спорте / А.В. Фролов. – Минск, 2011. – 216 c.Siggaard-Andersen, O. Oxygen and Acid-Base Parameters of Arterial and Mixed Venous Blood, Relevant Versus Redundant / O. Siggaard-Andersen, I.H. Gothgen // Acta Anaesthesiol Scand. – 1995. – Vol. 39, no. 107. – P. 21–27.Siggaard-Andersen, O. Oxygen and Acid-Base Parameters of Arterial and Mixed Venous Blood, Relevant Versus Redundant / O. Siggaard-Andersen, I.H. Gothgen // Acta Anaesthesiol Scand. – 1995. – Vol. 39, no. 107. – P. 21–27.Sears, D.W. Instructional Biochemistry Web Site. Hemoglobin Saturation Analysis. Univ. of California, Santa Barbara / D.W. Sears [Electronic resource]. – 2010. Mode of access : http://www.mcdb-webarchive.mcdb.ucsb.edu/sears/biochemistry/tabs-contents-frames.htm. – Date of access : 06.11.2014.Sears, D.W. Instructional Biochemistry Web Site. Hemoglobin Saturation Analysis. Univ. of California, Santa Barbara / D.W. Sears [Electronic resource]. – 2010. Mode of access : http://www.mcdb-webarchive.mcdb.ucsb.edu/sears/biochemistry/tabs-contents-frames.htm. – Date of access : 06.11.2014.Hever, T. Are There Arterio-Venous Differences of Blood Micro-Rheological Variables in Laboratory Rats? / T. Hever, F. Kiss, E. Sajtos // Korea-Australia Rheology J. – 2010. – Vol. 22, no. 1. – P. 59–64.Hever, T. Are There Arterio-Venous Differences of Blood Micro-Rheological Variables in Laboratory Rats? / T. Hever, F. Kiss, E. Sajtos // Korea-Australia Rheology J. – 2010. – Vol. 22, no. 1. – P. 59–64.Shaukat, A. Correlation Between Pre- and Post Exercise Blood Lactate and pH / A. Shaukat, B. Azizullah, K. Habib-ullah // Gomal J. of Medical Sciences. – 2008. – Vol. 6, no. 1. – P. 1–2.Shaukat, A. Correlation Between Pre- and Post Exercise Blood Lactate and pH / A. Shaukat, B. Azizullah, K. Habib-ullah // Gomal J. of Medical Sciences. – 2008. – Vol. 6, no. 1. – P. 1–2.Goodwin, M.L. Blood Lactate Measurements and Analysis during Exercise: A Guide for Clinicians / M.L. Goodwin, J.E. Harris, A. Hernandez // J. of Diabetes Sc. and Techn. – 2007. –Vol. 1, no. 4. –P. 558–569.Goodwin, M.L. Blood Lactate Measurements and Analysis during Exercise: A Guide for Clinicians / M.L. Goodwin, J.E. Harris, A. Hernandez // J. of Diabetes Sc. and Techn. – 2007. –Vol. 1, no. 4. –P. 558–569.Campbell, J. A Concerning the Influence of Atmospheric Conditions upon the Pulse Rate and «Oxygen Debt» after Running / J. Campbell // Proc. R. Soc. – 2011. – Vol. 96. – P. 43–59.Campbell, J. A Concerning the Influence of Atmospheric Conditions upon the Pulse Rate and «Oxygen Debt» after Running / J. Campbell // Proc. R. Soc. – 2011. – Vol. 96. – P. 43–59.Dimkpa, U. Assessment of Sex Differences in Systolic Blood Pressure Responses to Exer-cise in Healthy, Non-Athletic Young Adults / U. Dimkpa, A. Ugwu, D. Oshi // J. of Exercise Phys. – 2008. – Vol. 11, no. 2. –P. 18–25.Dimkpa, U. Assessment of Sex Differences in Systolic Blood Pressure Responses to Exer-cise in Healthy, Non-Athletic Young Adults / U. Dimkpa, A. Ugwu, D. Oshi // J. of Exercise Phys. – 2008. – Vol. 11, no. 2. –P. 18–25.Gallagher, A.J. Blood Gas, Oxygen Saturation, pH, and Lactate Values in Elasmobranch Blood Measured with a Commercially Available Portable Clinical Analyzer and Standard Laboratory Instruments / A.J. Gallagher // J. of Aquatic Animal Health. – 2010. – Vol. 22. – P. 229–234.Gallagher, A.J. Blood Gas, Oxygen Saturation, pH, and Lactate Values in Elasmobranch Blood Measured with a Commercially Available Portable Clinical Analyzer and Standard Laboratory Instruments / A.J. Gallagher // J. of Aquatic Animal Health. – 2010. – Vol. 22. – P. 229–234.Шилько, С.В. Моделирование гидродинамического трения: аналогия системы крово-обращения и трубопроводного транспорта нефти / С.В. Шилько, Ю.Г. Кузьминский // Современные информационные и телемедицинские технологии для здравоохранения (AITTH'2008) : материалы II Междунар. науч. конф.  Минск : ОИПИ НАН Беларуси, 2008. – С. 338343.Шилько, С.В. Моделирование гидродинамического трения: аналогия системы крово-обращения и трубопроводного транспорта нефти / С.В. Шилько, Ю.Г. Кузьминский // Современные информационные и телемедицинские технологии для здравоохранения (AITTH'2008) : материалы II Междунар. науч. конф.  Минск : ОИПИ НАН Беларуси, 2008. – С. 338343.Кузьминский, Ю.Г. Методика и компьютерная система диагностики состояния сер-дечно-сосудистой системы / Ю.Г. Кузьминский [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. – 2009. – № 2. – С. 90–96.Кузьминский, Ю.Г. Методика и компьютерная система диагностики состояния сер-дечно-сосудистой системы / Ю.Г. Кузьминский [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. – 2009. – № 2. – С. 90–96.Шилько, С.В. Математическая модель и программная реализация мониторинга сер-дечно-сосудистой системы / С.В. Шилько, Ю.Г. Кузьминский, М.В. Борисенко // Проблемы фи-зики, математики и техники. – 2011. – № 3. – С. 104–112.Шилько, С.В. Математическая модель и программная реализация мониторинга сер-дечно-сосудистой системы / С.В. Шилько, Ю.Г. Кузьминский, М.В. Борисенко // Проблемы фи-зики, математики и техники. – 2011. – № 3. – С. 104–112.Свид. № 456 от 21.11.2012 о регистрации компьютерной программы СПАС V1.0 / С.В. Шилько, Ю.Г. Кузьминский ; заявка С20120072 от 27.09.2012 // Реестр зарег. комп. про-грамм / Нац. цэнтр iнтэл. уласнасцi. – 2012. – 11 с.Свид. № 456 от 21.11.2012 о регистрации компьютерной программы СПАС V1.0 / С.В. Шилько, Ю.Г. Кузьминский ; заявка С20120072 от 27.09.2012 // Реестр зарег. комп. про-грамм / Нац. цэнтр iнтэл. уласнасцi. – 2012. – 11 с.Аппаратная реализация биомеханической диагностики сердечно-сосудистой системы по данным осциллометрии / В.В. Шевцов [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2012. – № 2 (5). – С. 51–55.Аппаратная реализация биомеханической диагностики сердечно-сосудистой системы по данным осциллометрии / В.В. Шевцов [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2012. – № 2 (5). – С. 51–55.Свид. № 455 от 21.11.2012 о регистрации программного продукта БИОДИС V2.5 / Ю.Г. Кузьминский, С.В. Шилько ; заявка С201210073 от 27.09.2012 // Реестр зарег. комп. про-грамм / Нац. цэнтр iнтэл. уласнасцi. – 2012. – 25 с.Свид. № 455 от 21.11.2012 о регистрации программного продукта БИОДИС V2.5 / Ю.Г. Кузьминский, С.В. Шилько ; заявка С201210073 от 27.09.2012 // Реестр зарег. комп. про-грамм / Нац. цэнтр iнтэл. уласнасцi. – 2012. – 25 с.Исследование роли отдельных реологических характеристик крови в изменении ее текучести и транспортного потенциала / А.В. Муравьев [и др.] // Российский журнал биомеха-ники. – 2012. – Т. 16, № 3 (57). – С. 32–41.Исследование роли отдельных реологических характеристик крови в изменении ее текучести и транспортного потенциала / А.В. Муравьев [и др.] // Российский журнал биомеха-ники. – 2012. – Т. 16, № 3 (57). – С. 32–41.Применение биомеханической диагностики в подготовке спортсменов-спасателей / Ю.Г. Кузьминский [и др.] // Чрезвычайные ситуации: теория, практика, инновации : материалы Междунар. науч.-практ. конф. – Гомель, 2014. – С. 347–349.Применение биомеханической диагностики в подготовке спортсменов-спасателей / Ю.Г. Кузьминский [и др.] // Чрезвычайные ситуации: теория, практика, инновации : материалы Междунар. науч.-практ. конф. – Гомель, 2014. – С. 347–349.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.