ІНТЕГРОВАНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДЛЯ ІМІТАЦІЇ ПЕРЕБІГУ ВІРУСНОГО ЗАХВОРЮВАННЯ ТА КОРЕКЦІЇ СПРИЧИНЕНОГО НИМ ГІПОКСИЧНОГО СТАНУ Н. І. Аралова, О. М. Ключко, В. І. Машкін, І. В. Машкіна, Т. А. Семчик

Деталі: Перегляди: 521

ISSN 2410-7751 (Друкована версія)
ISSN 2410-776X (Електронна версія)

Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 13, № 3, 2020
С. 30-44, бібліогр. 138, англ.
УДК: 519.8.612.007
https://doi.org/10.15407/biotech13.03.030

ІНТЕГРОВАНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДЛЯ ІМІТАЦІЇ ПЕРЕБІГУ ВІРУСНОГО ЗАХВОРЮВАННЯ ТА КОРЕКЦІЇ СПРИЧИНЕНОГО НИМ ГІПОКСИЧНОГО СТАНУ

Н. І. Аралова ¹, О. М. Ключко ², В. І. Машкін ¹, І. В. Машкіна ¹, Т. А. Семчик ¹

¹Інститут кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України, Київ
² Національний авіаційний університет, Київ, Україна

Метою роботи було створення комплексної математичної моделі, що імітує перебіг захворювання, спричиненого вірусом SARS-CoV-2, та фармакологічної корекції гіпоксичних станів організму в разі ускладнення цього захворювання. В цій роботі було використано методи математичного моделювання та теорії оптимального керування рухомими об’єктами. Запропонована математична модель складалася з математичних моделей функціональних систем дихання та кровообігу, терморегуляції, імунної відповіді, еритропоезу та фармакологічної корекції. Для цієї моделі було взято індивідуальні дані пацієнта і здійснено імітацію вірусного захворювання. Прогнозували реакції органів дихання та кровообігу: розраховано парціальний тиск дихальних газів у альвеолярних просторах та їхню напругу в крові легеневих капілярів, артеріальної та змішаної венозної крові та тканинної рідини. Далі імітували ін’єкцію антигіпоксанту та розраховували значення тих самих параметрів. Таким чином можна було вибрати найбільш оптимальний спосіб корекції гіпоксичного стану для будь-якої людини. На сьогодні ця модель є суто теоретичною, оскільки моделі системи дихання та кровообігу було розроблено на усереднені дані, і вони не враховують особливостей окремих осіб, інфікованих SARS-CoV-2. Зокрема, це стосується газообміну в альвеолярному просторі можливих особливостей проникності дихальних газів через альвеолярно-капілярну мембрану. Однак це один із можливих напрямів вирішення складних завдань, пов’язаних з лікуванням захворювання, спричиненого вірусом SARS-CoV-2. У результаті було розроблено комплекс інформаційної підтримки для імітації перебігу вірусних захворювань, а також фармакологічної корекції спричинених ними гіпоксичних станів.

Ключові слова: вірус SARS-CoV-2, модель імунного відгуку, математична модель дихальної системи, гіпоксичний стан, інфекційне ураження.