Specialized software modelling comlex "Physiolresp"

R.D. Grigiryan, P.N. Lissov, T.V. Aksionova, A.G. Moroz

Abstract


Concepts, mathematical models and software for theoretical study of general rules determining human organism responses to alterations of environmental physical–chemical characteristics are proposed. The software modeling complex (SMC) includes 5 models: мechanism of reactive cell adaptation to induced energy deficit (IED); мechanism of main physiological systems integration for IED minimization in a group of cells; мechanisms of physical changes and physiological responses of cardiovascular system and kidney under atmosphere pressure changes; мechanism of thermoregulatory responses to IED; мodel of external environmental characteristics. Technology of SMC usage is illustrated in test examples.

Problems in programming 2009; 2: 67-82


References


Hunter P., Robbins P., Noble D. The IUPS human physiome project // Eur.J.Physiol. 2002. – Vol. 44. –pp. 1–9.

Crampin E. J., Halstead M., Hunter P., Nielsen P., Noble D., Smith N., Tawhai M. Computational physiology and the physiome project. // Physiology. – 2005. – Vol.20. – P.316–325.

Bassingthwaighte J. B. Strategies for the Physiome Project // Annals of Biomedical Engineering.– 2000. – Vol.28. – P. 1043–1058.

Bassingthwaighte J. B., Qian H., Li Z. The Cardiome Project: An integrated view of cardiac metabolism and regional mechanical function // Adv. Exp. Med. Biol. – 1999. – Vol. 471.–P. 541–553.

Noble D., Rudy Y. Models of cardiac ventricular action potentials: iterative interaction between experiment and simulation // Phil Trans R Soc Lond A. – 2001. – Vol.359. – P.1127–1142.

McCulloch A., Bassingthwaighte J.B., Hunter P.J., Noble D. Computational Biology of the Heart: From Structure to Function // Prog. Biophys. Molec. Biol. – 1998. – Vol.69. – P.151–572.

Григорян Р.Д. Компьютерное моделирование физиологических процессов обеспечения деятельности человека: концепция и перспективы // Проблемы программирования. – 2003, – № 1. – С. 57–67.

Григорян Р.Д., Подласов Е.И. Технология имитационного моделирования процессов жизнеобеспечения на клеточном и органном уровнях // Проблемы программирования. – 2004. – №2–3. – С.489-496.

Григорян Р.Д., Атоев К.Л., Лиссов П.Н., Томин А.А. Программно-моделирующий комплекс для теоретических исследований взаимодействия физиологических систем человека // Проблеми програмування – 2006г. – №1. – с.79-92.

Григорян Р.Д. Самоорганизация гомеостаза и адаптации. Киев: Академпериодика – 2004. – 501с.

Cuellar A., Lloyd C., Nielsen P., Halstead M., Bullivan, D., Nickerson D., Hunter P. An Overview of CellML 1.1, a biological model description language // Trans. Soc. Model. Sim. Int. – 2003. – Vol. 79. – P.740–747.

Лиссов П.Н. Технологія створення програмного комплексу для моделювання фізіологічних систем // Проблеми програмування – 2008р. – №2-3. – с.770-776.

Grygoryan R.D., Lissov P.N. Internal originators of functions fluctuations in multi-cellular organism // Bioelectromagnetics (Current concepts), Springer, Netherlands. – 2006. – P.423-430.

Григорян Р.Д., Аксенова Т.М. Моделирование реагирования организма на экзогенные воздействия // Кибернетика и системный анализ. –2008. – № 1. – C. 127–135.

Grygoryan R.D., Hargens A.R. A virtual multi-cellular organism with homeostatic and adaptive properties // Adaptation Biology and Medicine: Health Potentials. Ed. L. Lukyanova, N.Takeda, P.K. Singal, New Delhi: Narosa Publishing House, – 2008. – №5. – P.261 -282.

Ермакова И. И. Регуляция температурного гомеостаза по центральной и периферической температурам тела // Физиол. журн. СССР. 1980. Т. 66, № 3. С. 314—400.

V.Pisacane, L.Kuznetz, J.Logan, J.Clark, E.Wissler . Thermoregulatory Models of Space Shuttle and Space Station Activities // Aviation, Space, and Environmental Medicine Vol. 78, No. 4s, April 2007, Page A48 .

H.Xue, Z.J.KangT., Y. Bong. Coupling of three-dimensional field and Human thermoregulatory models in a crowded enclosure // Numerical Heat Transfer Part A: Applications, Volume 36, Number 6, 1 November 1999 , pp. 601-613(13).

X.Xu, P.Tikuisis, R.Gonzalez, G.Giesbrecht. Thermoregulatory model for prediction of long-term cold exposure // Computers in Biology and Medicine, Volume 35, Issue 4, Pages 287-298.

D.Fiala, K.Lomas, M.Stohrer. A computer model of human thermoregulation for a wide range of environmental conditions: the passive system //J Appl Physiol 87: 1957-1972, 1999, Vol. 87, Issue 5, 1957-1972, November 1999.

Ермакова И. И. Математическое моделирование процессов терморегуляции у человека. М., 1987. Т. 33. 132 с. (Итоги науки и техники; Т. 33).

Григорян Р.Д., Лиссов П.Н. Программный имитатор сердечно-сосудистой системы человека на основе ее математической модели // Проблеми програмування -2004 - #4 - с100-111.

Hunter P., Nielsen P. A Strategy for Integrative Computational Physiology // Am. J. Physiol.: Heart Circ. Physiol. – 2005. –Vol. 289. – P. H114–H130.

Hunter P., Smith N., Fernandez J., Tawhai M. Integration from proteins to organs: the IUPS Physiome Project // Mech. Ageing Dev. – 2005. – Vol. 126. – P.187-192.

Григорян Р.Д., Лябах Е.Г. Формализованный анализ адаптивного реагирования клетки на дефицит энергии // Доповіді нац. акад. наук України, - 2008. - №11. - С.145-151.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.