ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности моделирования структур человеческого организма из "Моделирование в биомеханике" Моделирование органов и структур человеческого организма и протекающих в них физиологических процессов одна из основных задач и целей при изучении дисциплин Биомеханика и Моделирование биологических процессов и систем . Вопросы моделирования входят также в состав 2-й части дисциплины Материаловедение. Технология конструкционных материалов . [c.6] Моделирование органов и структур человеческого организма дает возможность предсказать критические ситуации, выяснить механизмы формирования патологий, находить области допустимых изменений формы, механических свойств и характера функционирования этих биологических объектов. Это в свою очередь расширяет сферу применения диагностических методов и устройств и является предпосылкой для создания автоматизированных средств диагностики. [c.6] В учебном пособии рассмотрены методы математического и физического моделирования биологических структур и органов человеческого организма. Математическое моделирование биологических объектов представляет собой аналитическое описание идеализированных процессов и систем, адекватных реальным. [c.6] Создание физических моделей основано на воспроизведении физическими способами биологических структур, их функций или процессов. При физическом моделировании решают вопросы выбора вида и параметров модели и устанавливают различные виды соответствия между моделью и биологическим объектом. [c.6] До настоящего времени нет учебного пособия, содержащего материал по моделированию органов и структур человеческого организма. [c.6] Специалисты разных областей знаний, профессиональная деятельность которых связана как с изучением и коррекцией органов и структур человеческого организма, так и с созданием имплантатов и разработкой медицинской техники, сталкиваются в своей работе с необходимостью прогнозировать поведение структур человеческого организма и элементов технических систем при различных внешних воздействиях. Исследование их поведения связано с необходимостью углубления знаний о функционировании биологических структур, внедрением новых медицинских технологий и созданием новой медицинской техники. [c.8] Во всех принципиальных направлениях возникающих при этом проблем — медицинских, технических и фундаментальных, неотъемлемой частью является моделирование биологических объектов. Построение моделей связано с большой и кропотливой работой по выявлению необходимых количественных данных по анатомии, морфологии и физиологии исследуемого объекта и его механических свойств. При этом эффективность построенных моделей функционирования структур человеческого организма в норме, патологии и при хирургических операциях и функционирования элементов технических систем как независимо друг от друга, так и при совместном выполнении функций, зависит как от глубины познания сути происходящих в организме процессов, так и от использования всего арсенала новых методов и средств исследования. [c.8] Моделирование — метод исследования явлений, процессов и систем, основанный на построении и изучении их математических или физических моделей. Математическое моделирование биологических объектов представляет собой аналитическое описание идеализированных процессов и систем, адекватных реальным. Физическое моделирование основано на воспроизведении физическими способами биологических структур, функций или процессов. [c.8] Физическое моделирование позволяет заменить изучение реального объекта исследованием характеристик уменьшенной, механически подобной модели с последующим переходом от параметров модели к соответствующим параметрам биологического объекта или конструкции. Теория подобия составляет научную основу физического моделирования. Методы теории подобия позволяют перейти от исходных физических величин к некоторым обобщенным переменным — критериям подобия. Этим достигается уменьшение количества физических параметров, описывающих явление, и большая общность получаемых результатов. [c.9] Модель дает значительно больше информации о биомеханике биологического объекта, чем можно получить современными средствами измерений. С использованием методов и результатов моделирования биологических объектов связаны интересы представителей разных специальностей — от практикующего врача до математика-теоретика. [c.9] Модель — это объект любой природы, умозрительный или материально реализованный, который воспроизводит явление, процесс или систему с целью их исследования или изучения. Моделирование — метод исследования явлений, процессов и систем, основанный на построении и изучении их моделей. [c.10] Создание физических моделей основано на воспроизведении физическими способами биологических структур, функций или процессов. Они представляют некоторое подобие моделируемого биологического объекта. [c.10] Математическое моделирование биологических объектов представляет собой аналитическое описание идеализированных процессов и систем, адекватных реальным. Идеальных систем и процессов в природе не существует, однако, полученные в результате моделирования результаты в известных пределах можно применить к реальным процессам и системам, так как они имеют общие свойства с идеальными. Математические модели строят либо на основе экспериментальных данных, либо умозрительно, используя гипотезу или известную закономерность какого-либо явления. При этом математическое моделирование требует последующей опытной проверки. [c.10] Цели и задачи моделирования в биомеханике предопределяются теми проблемами, которые рещает биомеханика на данном этапе развития человеческого общества. [c.10] Биомеханику характеризует тесное взаимопроникновение различных областей знаний. [c.11] Разработанные в биомеханике модели должны удовлетворять следующим требованиям 1) качественно воспроизводить реальные механические процессы в структурах и органах биологического объекта в физиологических состояниях 2) описываемые ими процессы должны соответствовать фундаментальным законам функционирования биологической системы. [c.11] Регирер [1.2] так определил место биомеханики в современной биологии и медицине Открытий, значимость которых можно было бы сравнить с открытиями в физике, в биомеханике нет. Нет и революционно новых практических результатов, которые бы поражали воображение. Есть однако, нечто другое — внешне менее эффективное, но исключительно важное огромный прогресс в понимании процессов жизнедеятельности . [c.11] Моделирование в биомеханике привлекает внимание большого числа исследователей [1.3, 1.4]. Это связано с большим количеством проблем, затрагиваемых при изучении биологических объектов. С использованием методов и результатов моделирования биологических объектов связаны интересы представителей разных специальностей — от практикующего врача до математика-теоретика. [c.11] Основными проблемами, рассматриваемыми в процессе изучения моделей биологических объектов, являются 1) познание принципов функционирования биологических объектов 2) развитие представлений о функционировании и патологии биологических объектов 3) изучение методов улучшения функционирования биологических систем при различных внешних воздействиях 4) разработка методов лечения болезней 5) разработка и совершенствование систем диагностики 6) зависимость характеристик моделей биологических объектов от значений вводимых в модель параметров 7) познание процессов функционирования биологических систем. [c.12] Проводимые на моделях исследования позволяют строить диагностику нарушений функций организма и медикаментозную оптимизацию функций организма. [c.12] Вернуться к основной статье