Все выпуски

[ Switch to English ]

Использование продолженных систем ОДУ для исследования математических моделей свертывания крови

Андреева А.А., Ананд М., Лобанов А.И., Николаев А.В., Пантелеев М.А.
 pdf (333K)

Многие свойства решений систем обыкновенных дифференциальных уравнений определяются свойствами системы в вариациях. Продолженной системой будем называть систему ОДУ, включающую в себя одновременно исходную нелинейную систему и систему уравнений в вариациях. При исследовании свойств задачи Коши для систем обыкновенных дифференциальных уравнений переход к продолженным системам позволяет исследовать многие тонкие свойства решений. Например, переход к продолженной системе позволяет повысить порядок аппроксимации численных методов, дает подходы к построению функции чувствительности без использования процедур численного дифференцирования, позволяет применять для решения обратной задачи методы повышенного порядка сходимости. Использован метод Бройдена, относящийся к классу квазиньютоновских методов. Для решения жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений применялся метод Розенброка с комплексными коэффициентами. В данном случае он эквивалентен методу второго порядка аппроксимации для продолженной системы.

В качестве примера использования подхода рассматривается несколько связанных между собой математических моделей свертывания крови. По результатам численных расчетов делается вывод о необходимости включения в систему уравнений описания петли положительных обратных связей по фактору свертывания XI. Приводятся оценки некоторых скоростей реакций на основе решения обратной задачи.

Рассматривается влияние освобождения фактора V при активации тромбоцитов. При модификации математической модели удалось достичь количественного соответствия по динамике производства тромбина с экспериментальными данными для искусственной системы. На основе анализа чувствительности проверена гипотеза об отсутствии влияния состава липидной мембраны (числа сайтов для тех или иных факторов системы свертывания, кроме сайтов для тромбина) на динамику процесса.

Ключевые слова: математические модели, система ОДУ, уравнение в вариациях, метод CROS, метод Бройдена, свертывание крови, тромбин, тромбоциты
Цитата: Андреева А.А., Ананд М., Лобанов А.И., Николаев А.В., Пантелеев М.А. Использование продолженных систем ОДУ для исследования математических моделей свертывания крови // Компьютерные исследования и моделирование, 2022, т. 14, № 4, с. 931-951
Citation in English: Andreeva A.A., Anand M., Lobanov A.I., Nikolaev A.V., Panteleev M.A. Using extended ODE systems to investigate the mathematical model of the blood coagulation // Computer Research and Modeling, 2022, vol. 14, no. 4, pp. 931-951
DOI: 10.20537/2076-7633-2022-14-4-931-951
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3234/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований