Гринченко В.Т., Рудницкий А.Г. «Модель взаимодействия сердечно-сосудистой и респираторной систем» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 9, № 3, с. 16-26 (2006)

Предложена модель взаимодействия сердечно-сосудистой и респираторной систем, которая позволяет на качественном уровне объяснить появление 0.1 Гц пика в спектрах фазовых и амплитудных модуляций дыхательных осцилляций, синхронизацию дыхательной и сердечной ритмики и другие феномены. Помимо чисто теоретической значимости, данный подход позволяет моделировать поведение организмов обследуемых пациентов. Одним из перспективных аспектов применения разработанной теории может стать выявление оптимальных режимов введения ряда лекарственных препаратов.

Олійник В.Н. «Особливості поширення хвиль у легеневій тканині» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 10, № 2, с. 64-78 (2007)

Рассмотрены проблемные вопросы, касающиеся моделирования волновых свойств легочной ткани (паренхимы). Проанализирован большой массив экспериментальных данных о распространении волн звукового частотного диапазона в легких млекопитающих. Кратко изложены основы теорий, объясняющих формирование фазовой скорости и коэффициента затухания для волны объемного сжатия в такой среде. При этом паренхиму достаточно рассматриавать как суспензию газовых пузырьков с подкрепленной поверхностью в жидкости, причем при прохождении звука между жидкой и газовой фазами происходит интенсивный теплообмен. Анализ на основе теории Био для пористых упругих сред показал, что существование низкоскоростной волны, соответствующей квазистатическому модулю сжатия для легкого с открытыми альвеолами, нельзя связывать с диффузионной волной, генерируемой вследствие движений газа относительно тканевого "скелета" легких. Фазовая скорость диффузионной волны в данном случае, вероятно, соответствует волноводному типу распространения звука в бронхиальном дереве. Высказано предположение о возможной структурной природе "низкоскоростной продольной" волны, наблюдавшейся при ударном локальном нагружении стенки легкого. Показано, что идентификация зафиксированной при этом поперечной волны на основе известных теорий механики многофазных сред не представляет никаких трудностей.

Крижановский В.В., Крижановский В.В. (мл.) «Адаптивная обработка сигналов дыхания при ограниченной априорной информации» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 11, № 1, с. 32-50 (2008)

В рамках статистического подхода рассмотрена задача синтеза адаптивного алгоритма обнаружения и классификации звуков дыхания в сложных помеховых условиях. Для оценки характеристик помех используется обучающая выборка данных. Проанализированы варианты рационального формирования обучающей выборки фоновой помехи на основе записей, содержащих участки с паузами дыхания. Определена достаточная статистика адаптивного обнаружителя звуков дыхания и выполнен анализ ее структуры. Показано, что препроцессорная обработка звуков дыхания адаптивным фильтром синтезированного обнаружителя позволяет использовать традиционные методы оценки информативной полосы частот, а также ряда других параметров, важных для классификации сигналов. Предложена процедура адаптивной иерархической классификации звуков дыхания. Представлены результаты экспериментальной проверки эффективности адаптивного обнаружения типичных узко- и широкополосных звуков дыхания. Проведена экспериментальная оценка эффективности использования процедуры адаптивной классификации для разделения респираторных сигналов на классы, характеризующие норму и патологию органов дыхания. Предложены схемы иерархической классификации основных и дополнительных звуков дыхания.

Лукомський Д.В., Ганджа I.С. «Дослідження гідропружної нестійкості кровоносної судини на основі геометрично нелінійної теорії пружності» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 13, № 2, с. 34-44 (2010)

Рассмотрена задача распространения волн в упругом полом цилиндре, заполненном жидкостью. Допускается, что жидкость несжимаемая и невязкая, а ее движение потенциально. Цилиндр находится в предварительно напряженном состоянии под действием внутреннего (трансмурального) давления, а его деформирование описывается уравнениями нелинейной теории упругости. Рассмотрен случай осесимметричных деформаций при распространении пульсовых волн давления в кровеносном сосуде. С помощью разложения упругого поля в степенные ряды численно получен закон дисперсии волны. По сравнению с результатами теории оболочек обнаружена дополнительная область неустойчивости цилиндрической формы сосуда, а также сильная зависимость скорости Моэнса–Кортевега от трансмурального давления.

Вовк И.В., Косовец Л.И., Мацыпура В.Т., Олийнык В.Н. «Моделирование процесса распространения звука в грудной клетке человека. Часть 1. Теория» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 14, № 2, с. 16-25 (2011)

Предложены физическая и математическая модели грудной клетки человека, учитывающие наличие средостения, правого и левого легких, а также окружающей воздушной среды. На основе метода частичных областей решена соответствующая задача о распространении звука. При этом предполагалось, что источниками звука могут быть колебания трахеи и точечные источники в легких. Проведен численный анализ качества выполнения принятых граничных условий и условий сопряжения полей давлений и колебательных скоростей на границах частичных областей. Установлено, что в диапазоне частот от 100 до 1500 Гц для удовлетворительного выполнения условий сопряжения при численном решении соответствующих алгебраических систем достаточно удерживать от 130 до 520 неизвестных комплексных коэффициентов. Показано, что в этом случае погрешность выполнения закона сохранения энергии не превосходит 3·10^–4%.

Вовк И.В., Косовец Л.И., Мацыпура В.Т., Олийнык В.Н. «Моделирование процесса распространения звука в грудной клетке человека. Часть 2. Анализ акустических свойств в норме» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 14, № 3, с. 3-11 (2011)

На базе ранее разработанных физической и математической моделей проведен численный анализ акустических свойств грудной клетки человека в норме. При этом в общих чертах учитывалась топография различных биотканей в поперечном сечении грудной клетки, а сами ткани представлялись как акустические среды с диссипацией. Показано, что эффективность трахеи как источника звука в грудной клетке весьма мала. Амплитуда колебательной скорости на поверхности трахеи обратно пропорциональна частоте. Установлено, что звукопрозрачность легких быстро снижается с ростом частоты, в то время как звукопрозрачность межлегочных зон практически не изменяется во всем диапазоне от 100 до 1500 Гц. При этом примерно до 360 Гц звукопрозрачность легких выше звукопрозрачности межлегочных зон, а на более высоких частотах – ниже. Обнаружено, что резкое снижение звукопрозрачности легких с ростом частоты обусловлено низкой скоростью распространения звука в паренхиме. Вследствие этого при повышении частоты характерный волновой размер легкого становится много больше единицы и роль акустического затухания в нем существенно возрастает. На частоте около 70 Гц обнаружен резонанс между легкими, выступающими в роли эквивалентной упругости, а также реберно-мышечным и жировым слоями, выступающими в роли эквивалентной массы. Отмечено, что звукопрозрачность легких в области резонанса резко возрастает.

Краснопольская Т.C., Печук Е.Д. «Регулярная и хаотическая динамика модифицированной модели взаимодействия сердечно-сосудистой и респираторной систем» Акустический вестник (Акустичний вiсник, укр.), 14, № 4, с. 27-36 (2011)

Исследована модель взаимодействия сердечно-сосудистой и респираторной систем, модифицированная с учетом обратного воздействия деятельности сердца на параметры дыхательных осцилляций. Рассматривались линейные приближения неизвестных функциональных зависимостей обратного воздействия. Респираторный тракт моделировался автоколебательной системой, испытывающей импульсное воздействие сердечных сокращений. Методами современной нелинейной динамики исследованы установившиеся режимы построенных моделей. Обнаружены регулярные (периодические и квазипериодические), а также хаотические режимы, характерные для функционирования кардиосистем.