Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка алгоритмического и программного обеспечения для визуализации компьютерной модели кровообращения

ФИО
Любенко Анастасия Алексеевна
Электронная почта
6cbdc730killtelizhenko@mail.ru
Номинация
Информационные технологии
Институт
Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления (ИТАСУ)
Кафедра
Инженерной кибернетики
ФИО научного руководителя
доцент, к.ф. – м.н. Шихеева Валерия Владимировна
Академическая группа
ММ-12-2
Наименование тезиса
Разработка алгоритмического и программного обеспечения для визуализации компьютерной модели кровообращения
Тезис

На протяжении последних двадцати лет проводятся различные исследования по изучению кровеносной системы человека с целью изучения движения крови по сосудам и распространения по ним различного рода веществ, например, медикаментов. 
Существующее программное обеспечение часто не подразумевает визуализацию непосредственно процесса распространения крови по сосудам, а лишь рассчитывает интересующие показатели и параметры
В настоящей работе поставлена задача создания программного обеспечения, которое будет строить модель сосудистой системы в виде графа, опираясь на реальные параметры сосудов человека, и будет позволять рассчитывать скорость и характеристики движения вещества по сосудам. Данное программное обеспечение должно обладать возможностью визуальной демонстрации непосредственно пользователю, каким образом и с какой скоростью вещество распространяется при попадании в организм из разных участков тела. 
Поставленная задача рассматривается как задача математического моделирования внутреннего движения жидкости по системе эластичных трубок. Для решения этой задачи были собраны индивидуальные характеристики сосудов, необходимые для корректного построения графа кровеносной системы.
Данная задача решается с помощью уравнений гемодинамики в квазиодномерном приближении, представляющих собой систему двух дифференциальных уравнений в частных производных, которая замыкается одним алгебраическим соотношением. На каждом ребре графа строится разностная схема для уравнений гемодинамики в одном сосуде. Вся совокупность дискретных уравнений гемодинамики представляет собой систему нелинейных алгебраических уравнений. Решение полученной системы нелинейных уравнений осуществляется с помощью итерационного метода. В настоящее время работа находится на стадии реализации решения дифференциальных уравнений с помощью составленных разностных схем на каждом ребре построенного графа сосудов.
Движение крови по кровеносной системе будет визуально продемонстрировано с помощью имитационной модели, разработанной в AnyLogic. Данный программный продукт обладает визуальной средой, в частности, имеются возможности 2D и 3D-моделирования. Программное обеспечение будет написано на языке Java, благодаря чему станет возможным экспортировать созданную модель в виде полнофункционального Java-приложения, которое может быть запущено на любой платформе пользователем, у которого не установлен AnyLogic.
Работа выполняется под руководством доцента, к.ф. – м.н. Шихеевой В.В.