Geum.ru

Краткий перечень основных результатов индивидуальной терапии за 40 лет

Вид материалаДокументы

Содержание


В.А. Лищук, Л.А. Бокерия
Исследования потока крови
Сердечно-сосудистая система.
Сердечно-сосудистая система как объект управления ЦНС.
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6
^

В.А. Лищук, Л.А. Бокерия


Тридцать лет назад в журнале «Вестник Академии Медицинских Наук» вышла статья «Анализ функции и состояния сердечно-сосудистой системы в эксперименте с помощью математической модели» [Бураковский В И., Лищук В.А., Соколов М.В., 1976.]. Эта статья завершала исследования и подготовку к использованию математических моделей в клинике сердечно-сосудистой хирургии. К этому времени уже имелся значительный опыт разработки математических моделей сердечно-сосудистой системы человека. Он был обобщён в обзорах, например, Лищука В.А. (1966, 1966), а также Шумакова В.И. с соавторами (1971) (см. также [Лищук В.А., Амосов Н. М. Лисова О.И, 1965; Лищук В.А., 1967, 1971, 1972, 1973; ШумаковВ.И. и др., 1972]). Модели также использовались и исследовались в эксперименте [Амосов Н.М., Лищук В.А. и др., 1969 и др.]. Дружественные ИССХ им А.Н. Бакулева коллективы работали по этой теме в тесном содружестве. Это были математики, физиологи, клиницисты, инженеры (Берг А.И., Глушков В.М., Ивахненко А.Г., Ахутин В.М., Шидловский В А., Пригон В.М. и др.). Интенсивно разрабатывались, кроме моделей сердца и кровообращения, математические описания дыхания, крови, мышцы, нейрона, других систем организма. Однако клинического применения не было. Отдельные попытки заканчивались быстро и без особых успехов. Причина: требовались, как считал В.И. Бураковский, серьёзные изменения технологии и, особенно, мышления как врача, так и математика. «Как показал наш опыт, представленный в данной статье подход (клинико-математический) существенно расширяет диагностические и терапевтические возможности современной клиники. Но ещё большее его значение мы видим в том влиянии, которое он оказывает на формирование нового стиля мышления врача, объединяющего чёткость аналитических методов с традиционными представлениями о целостности организма» (В.И. Бураковский др., 1985, с.63, 65). Условия для таких изменений этот талантливейший человек сумел создать и реализовать. Уже спустя год после окончания экспериментальной разработки были получены первые значимые клинические результаты [Бураковский В. И., Лищук В.А., 1977]. См. также другие работы В.И. Бураковского, опубликованные с 1974 по 1994 гг. Здесь мы хотим вернуться к тем истокам, которыми питались наши исследования и внедрения в то время.

^ Исследования потока крови. Значительная часть исследований по математическому моделированию сердечно-сосудистой системы выполнена после 1960 года. Однако, ещё со времён Л. Эйлера (Euler, 1775) кровообращение неизменно привлекало внимание математиков и инженеров. Намного опередили своё время результаты изучения скорости распространения волнообразного движения жидкости в упругих трубках, полученные Громеко И.М. (1883, 1952). Изучение движения крови методами теории сплошных сред, начатое Эйлером и Бернулли, интенсивно продолжалось, что отражено в ряде обзорных публикаций (например, Шумаков В.И. и др., 1971) и продолжает развиваться сейчас.

^ Сердечно-сосудистая система. Моделирование замкнутой сердечно-сосудистой системы (кровообращение в собственном смысле) было начато значительно позже. Эти модели использовали, главным образом, дифференциальные и интегро-дифференциальные уравнения. Отправной публикацией обычно считают работу, выполненную О. Франком в 1899 году. В ней он ввёл теорию упругого резервуара (Windkessel theory). Но только много лет спустя начинание Франка было продолжено. Это повторное (спустя 50 лет) обращение к описанию кровообращения в сосредоточенных параметрах обусловлено возникновением и распространением математической теории управления. Первоначально биоматематический подход отражал по преимуществу физические, главным образом, механические процессы. Теория управления открыла новые горизонты исследования гомеостазиса, управления и адаптации биосистем. Общеизвестны работы начинателей этого направления Максвелла, Вышнеградского, Ляпунова, Винера, Амосова, Эшби, Беллмана, Глушкова и многих других учённых позопрошлого и прошлого столетий.

Казалось, открылись безграничные перспективы: «В настоящее время, - писал Эшби (1966), - принципы, лежащие в основе самоорганизующихся систем, известны достаточно полно. … На этой основе мы теперь можем видеть, что искусственное создание динамических систем, наделённых жизнью и разумом, не только просто, но и неизбежно». Но как мало мы тогда знали, да и сейчас тоже.

Другой, кроме успехов кибернетики, причиной развития конструктивных методов математической биологии (таких, как модели в сосредоточенных параметрах), был и сейчас остаётся рост заболеваний, в частности сердца и сосудов. Борьба с болезнями за здоровье, длительную активную творческую жизнь во многом определяется уровнем использования научно-технических знаний и в частности математизацией биологии и медицины.

^ Сердечно-сосудистая система как объект управления ЦНС. Гайтон (1955) и Шокен (1955), вероятно, первыми стали рассматривать сердечно-сосудистую систему с позиций теории управления. В 1959 году широкую известность получают исследования Ф. Гродинза, который развивает модель «хемостата». Он использует несколько предложенных Франком упругих резервуаров, что позволяет описать замкнутое движение крови в сердечно-сосудистой системе[Grodins F.S., 1959]. В последующих работах Гродинз вводит в модель регуляторные и биофизические интра- и экстракардиальные отношения.

Более подробные разработки проблемы математического моделирования кровообращения выполнены Defares (Theoretical synthesis of the cardiovascular system, 1963, название говорит само за себя), Beneken (A mathematical approach to cardiovascular function, 1965), Н. М. Амосовым и В.А. Лищуком (Сердце как кибернетическая система, 1974) и др.