РУАЭСТ (RUAEST)
Математическое моделирование сложных гомеостатических систем
Статья является результатом научных исследований сотрудников кафедры прикладной математики Томского политехнического университета, работающих в коллективе научной школы «Разработка физических основ программного обеспечения энергоинформационного представления функциональных особенностей организма в задачах лечебно-профилактической медицины», и посвящена вопросам разработки современного инструментария, который позволит решать задачи регулирования и саморегулирования системы с целью поддержания стабильного состояния, компенсации и координации. В статье обоснована актуальность применения энергоинформационного подхода для оценки состояния здоровья организма человека. Выявлены закономерности развития на основе энергетических показателей. Приведена обобщенная структурная схема, отображающая взаимодействие всех систем организма. Рассмотрена гомеостатическая модель развития организма человека. Для оценки уровня изменения вектора состояния, характеризующего взаимные динамические связи между переменными состояния, использованы среднегеометрические показатели для значений вектора состояний и скорости его изменения. Показана необходимость наблюдения за уровнем и темпом изменения переменных состояния при оценке функциональных возможностей организма ребенка. Изложены основные принципы оценки динамической эластичности и условия, качественно характеризующие упругие свойства организма. Нарушение данных условий указывает на накопление эффектов остаточной деформации, что приводит к деградации системы. В статье представлена методика вычисления коэффициентов, позволяющих охарактеризовать величину отклонения переменных состояния от равновесных значений и способность регуляторных механизмов организма обеспечивать условие устойчивого функционирования. Получены аналитические выражения для оценок характеристик магистралей развития и качественных свойств эластичности внутренней структуры системы по наблюдениям.