Анализ и синтез систем медицинского назначения с управляемой искусственной силой тяжести

• Автор: Акулов, Владислав Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 307 с. : ил.

Список основных условных обозначений и сокращений
АМ- аналитическая механика;
ДА - динамическая адекватность;
ЕСТ- естественная сила тяжести;
И АС - информационно - аналитическая система;
ИСТ- искусственная сила тяжести;
ИТ- информационные технологии;
КА - космический аппарат;
КМ- космическая медицина;
ЛПИ- лодыжечно-плечевой индекс;
ЛСК - линейная скорость кровотока;
МКС - Международная космическая станция;
ММ-мультигравитационное моделирование;
НС - наклонный стенд;
ОА - обобщённые алгоритмы управления ЦКР;
«Орлан» - универсальный скафандр для работы в открытом Космосе (Россия);
Обр - обратные математические задачи;
ОС - обратная связь;
ПКр - периферическое кровообращение;
ПО - протяжённый объект, размеры которого соизмеримы с радиусом вращения центробежной машины;
ПРС — пиковая ретроградная скорость;
ПСС - пиковая систолическая скорость;
СГ- система генерации;
СИ- система измерений;
СК - система кровообращения;
«Сокол» - облегчённый скафандр космонавта (Россия);

СУ-система управления;
СУППР — система управления и поддержки принятия решений; ЦбМ- центробежная машина;
ЦКР - центрифуга короткого радиуса;
ЦПК - центр подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина EMU- индивидуальный скафандр для работы в открытом Космосе (США);
g - ускорение свободного падения у поверхности Земли; g, - ускорение свободного падения у поверхности планет (Марс, Луна);
+Gz - перегрузка в направлении «голова - ноги»; h - продольный размер объекта, высота над поверхностью планет; т - масса тела; п — частота вращения;
Р - сила тяжести;
АР — приращение давления;
Q - центробежная сила;
R, (г) - радиус вращения объекта;
S - площадь фигуры;
V от,, - вектор относительной скорости;
а - угол установки наклонной плоскости наклонного стенда;
(3 - перегрузка у поверхности планет;
5 - критерий адекватности ИСТ и ЕСТ; у - линейная плотность массы тела; д - коэффициент трения; р — объёмная плотность тела; со - угловая скорости вращения;
у/ - отношение массы навесного оборудования к массе человека.

СОДЕРЖАНИЕ
Список основных условных обозначений и сокращений
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕ ДЕНЕТЕ
I. АНАЛИЗ СИСТЕМ ЕЕНЕРАЦИИ ИСКУССТВЕННОЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ НАЗЕМНОЕО И КОСМИЧЕСКОЕО ПРЕТМЕЕТЕНИЯ
1.1. Общие положения
1.2. Обзор систем генерации
1.2.1. Центробежные машины для центрифугирования и ультрацентрифугирования
1.2.2. Ротационные стенды
1.2.3. Центрифуги среднего радиуса
1.2.4. Центрифуги короткого радиуса
II. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ В
УСЛОВИЯХ ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ СИЛ ТЯЖЕСТИ
2.1. Естественная сила тяжести как объект моделирования
2.2. Структурно - функциональный анализ искусственной и естественной сил тяжести
2.3. Выбор основных параметров состояний систем........... 7 ~!
2.4. Оценка состояний протяженных объектов в условиях

естественной силы тяжести
2.5. Силовое взаимодействие протяжённых объектов с контактной поверхностью планет
2.6. Оценка состояний протяжённых объектов в условиях

искусственной силы тяжести

экспериментально - клиническую. Впервые осуществлено активное и пассивное планирования сеансов ГТ на основе компьютерного моделирования.
Разработана и апробирована методология сравнительных исследований параметров периферического кровообращения в условиях земной гравитации и сеансов вращения на ЦКР. Методология состоит из концепции; методики подготовки и проведения исследований, предусматривающей выполнение последовательности из девяти медико-технических процедур; построение 2-х канальной, дистанционно управляемой системы измерения артериального давления, не требующей программирования и методики обработки и интерпретации полученных результатов. В результате исследования отклика лодыжечно-плечевого индекса на вариации гравитационной нагрузки получены новые знания о процессах функционирования периферического кровообращения, представляющие интерес для восстановительной и космической медицины.
Экспериментально подтверждена адекватность авторских моделей, положенных в основу критериев адекватности ИСТ и ЕСТ. Кроме того, получено количественное подтверждение существования эффекта локомоции в сеансах вращения человека на ЦКР.
Методами моделирования установлен ряд скрытых внутрисистемных связей. В числе которых неинвариантность внутрисистемных процессов по отношению к направлению вращения ротора ЦКР, эффект асимметричных осцилляций сосудов с частотой сердечных сокращений.
Установлен механизм петехий (местных патологических кровоизлияний), которые возникали у отдельных испытателей. Он обусловлен повышенной чувствительностью инерционного напора к росту испытуемых и увеличению частоты вращения. При их односторонней направленности создаются условия для повышения давления с выходом за допустимые пределы.