Барановський, С. В. (2024) УЗАГАЛЬНЕННЯ МОДЕЛІ ІНФЕКЦІЙНОГО ЗАХВОРЮВАННЯ ДЛЯ УРАХУВАННЯ ДИФУЗІЙНИХ ЗБУРЕНЬ ТА ТЕМПЕРАТУРНОЇ РЕАКЦІЇ ОРГАНІЗМУ В УМОВАХ ФАРМАКОТЕРАПІЇ. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування (1(105)). с. 229-243.

Text Vt10517.pdf Download(341kB)

Анотація

Проблеми, які виникли в результаті швидкого поширення нової короновірусної інфекції COVID-19 та неспроможності закладів охорони здоров’я своєчасно надати медичну допомогу великій кількості пацієнтів, засвідчили, поміж іншого, необхідність розробки нових підходів щодо діагностування та автоматизованого формування персоналізованих програм лікування із застосуванням спеціалізованих систем підтримки прийняття рішень на основі інтеграції експертних систем інтерпретації і аналізу медичних даних та інструментарію математичного моделювання. Важливим елементом таких спеціалізованих систем є інструментарій надійного прогнозування динаміки захворювання в умовах зовнішніх лікувальних впливів, різних внутрішніх механізмів захисту організму та просторових ефектів. Метою даної роботи є узагальнення базової моделі інфекційного захворювання для прогнозування розвитку вірусної інфекції з урахуванням комплексного впливу дифузійного збурення, температурної реакції організму та умов фармакологічної терапії. Розв’язок модельної сингулярно збуреної задачі із запізненнями знайдено із застосуванням відповідним чином адаптованої покрокової про- цедури чисельно-асимптотичного наближення розв’язків спеціальним чином побудованої послідовності задач без запізнення. Наведені результати числових експериментів підтверджують дієвість застосування фармакологічних засобів для нейтралізації вірусних агентів у періоди інтенсивного зростання їх кількості. Підкреслено, що ефективність дії таких лікарських препаратів залежить як від швидкості їх розпаду і виведення з організму, так і від характеру впливу діючої речовини на захисний механізм підвищення температури. У випадку, коли лікарські засоби пригнічують температурну реакцію організму, можливе формування небажаної динаміки протікання хвороби із більш високими концентраціями вірусних агентів. Забезпечення можливості прогнозування таких ефектів на основі апарату математичного моделювання є важливим для створення спеціалізованих експертних систем підтримки прийняття рішень, в тому числі, щодо розробки ефективних та персоналізованих програм лікування із застосуванням фармакологічних засобів.

Title in English

GENERALIZATION OF AN INFECTIOUS DISEASE MODEL TO ACCOUNT FOR DIFFUSION PERTURBATIONS AND TEMPERATURE RESPONSE OF THE ORGANISM UNDER PHARMACOTHERAPY CONDITIONS

English abstract

The problems that arose as a result of the rapid spread of thenew coronavirus infection COVID-19 and the inability of healthcare institutions to provide timely medical care to a large number of patients showed, among other things, the need to develop new approaches to diagnosis and the automated creation of personalized treatment programs using specialized decision support systems for based on the integration of expert systems for the interpretation and analysis of medical data and mathematical modeling tools. An important element of such specialized systems is the toolset for reliable prediction of disease dynamics in the conditions of external medical influences, various internal mechanisms of body protection and spatial influences. The purpose of this work is to generalize the basic model of an infectious disease for predicting the development of a viral infection, taking into account the complex effect of diffusion perturbations, the body's temperature response, and the conditions of pharmacological therapy. The solution to a model singularly perturbed problem with delays is found using an adapted step-by-step procedure for numerical asymptotic approximation of solutions to a specially constructed sequence of problems without delays. The given results of numerical experiments confirm the effectiveness of using pharmacological agents to neutralize viral agents during periods of intensive growth in their number. It is emphasized that the effectiveness of such drugs depends both on the speed of their disintegration and removal from the body, and on the nature of the effect of the active substance on the protective mechanism of temperature rise. In the case when medicinal products inhibit the body's temperature response, the formation of undesirable dynamics of the course of the disease with higher concentrations of viral agents is possible. Providing the ability to predict such effects based on mathematical modeling is important for the creation of specialized expert decision support systems, including for the development of effective and personalized treatment programs with the use of pharmacological agents.

Перегляд елементу

Завантажень