В монографии рассматриваются вопросы построения математических моделей системы кровообращения, идентификации ее параметров и состояний, анализа построенных моделей, а также предлагается соответствующий программный продукт для персонального компьютера , выполненный в среде Windows. Книга предназначена для физиологов-исследователей, математиков-прикладников в области компьютерной медицины.

Рассматриваются вопросы построения математической модели системы кровообращения как нелинейной колебательной системы, позволяющей производить цифровое компьютерное моделирование в реальном масштабе времени. Поставлена задача параметрической идентификации, предложен алгоритме её численного решения. Разработана компьютерная система моделирования и идентификации системы кровообращения. Предложены новые подходы к построению реальных систем управления элементами искусственного и вспомогательного кровообращения с использованием нейрокомпьютерных технологий.

На простейшей двухкруговой математической модели системы кровообращения рассматривается постановка и решение задачи идентифицируемости по измерениям на периодическом движении. При помощи компьютерной системы символьной математики произведен расчет начальной точки периодического движения и изучены свойства этого движения. Математически строго определена система измерений, дающая принципиальную возможность однозначного решения задачи параметрической идентификации системы кровообращения. Даны рекомендации для реализации такой системы измерений на практике.

На математической модели системы кровообращения рассматривается постановка задачи параметрической идентификации по измерениям на периодическом движении. Предложен метод ее численного решения на основе алгоритма случайного глобального поиска. Описана программная реализация процедуры идентификации в виде параллельных вычислительных процессов на симметричных многопроцессорных компьютерных системах и в распределенной вычислительной среде. Рассмотрены практические применения на примере факторного анализа причин возникновения артериальной гипертензии, а также приложения в медицине и спорте, в том числе при неинвазивном контроле уровня гемоглобина крови и некоторых видов допинга.

На основе математической модели системы кровообращения построена математическая модель обмена лактата в организме человека. Поставлена задача идентификации параметров лактатного обмена по измерениям. Разработан метод, алгоритм и программное обеспечение для решения задачи идентификации. Рассмотрены практические применения в спортивной медицине и тренировочном процессе, в частности при исследовании феномена анаэробного порога. Предложены новые методы оценки уровня индивидуального анаэробного порога и максимального потребления кислорода у спортсменов.

Метод математического моделирования и идентификации параметров системы кровообращения применен для измерения абсолютной величины объема циркулирующей крови. Оценка абсолютной точности метода проведена путем сравнения с литературными данными по группе практически здоровых людей. Оценка чувствительности метода к изменению волемии проведена методом стандартной добавки путем сопоставления результатов расчёта объёма циркулирующей крови до и после инфузии фиксированного объёма плазмозаменителя в группе больных, перенесших операцию аортокоронарного шунтирования.

Работа посвящена теоретическому обоснованию программно-технического продукта, соединяющего в себе новейшие достижения в области математического компьютерного моделирования, спортивной физиологии и медицины. В работе представляется обзор теоретических основ и практических решений новейших программных и технических разработок в области управления тренировочным процессом в циклических видах спорта. Предлагается новый комплексный подход к планированию тренировочного процесса, соединяющий в себе известную технологию тренировочного импульса и метод моделирования индивидуальных физиологических свойств организма спортсмена на основе технологии физиологического аватара.