Модульное моделирование сердечно-сосудистой системы человека (по материалам кандидатской диссертации)
Семинар: Информационные технологии
Начало заседания: 14:35
Дата выступления: 3 Апрель 2012
Организация: Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН (Новосибирск)
Авторы: Киселев И.Н.
В работе рассмотрено применение модульного подхода к моделированию сложных биологических систем. Подход заключается в декомпозиции системы на подсистемы, каждая из которых может моделироваться отдельно с использованием своего собственного формализма и численного метода. Модульная модель всей системы строится, как композиция таких подмоделей (модулей). В случае одинакового формализма, модульная модель автоматически может быть трансформирована в обычную модель для последующих численных расчетов. В случае различных формализмов, численные расчеты проводятся в соответствии с принципами агентного моделирования (Расчеты в каждом модуле проводятся отдельно, на каждом шаге обеспечивается обмен значениями параметров между ними). В рамках данной работы, были разработаны плагины (программные модули) к платформе для формального описания биологических систем BioUML для визуального создания модульных моделей и проведения численных расчетов как в случае одинаковых формализмов, так и различных. С их помощью была построена комплексная модульная модель сердечно-сосудистой системы человека. Модель была создана путем объединения ряда ранее существовавших математических моделей, использующих различные математические формализмы: одномерной модели артериальной системы человека, модели циркуляции крови под действием сокращений желудочка и модели долговременных эффектов регуляции сердца и почки. Созданная модель была протестирована, и получены предварительные результаты симуляции некоторых классических патологий системы кровообращения человека. Модель, как и все созданные программные модули, доступна в составе BioUML по адресу www.biouml.org.