Объектно-ориентированный подход в вычислительной математике и имитационном моделировании. Разработка системы по методологии UML на языке программирования C в среде Qt. Исследование биологического объекта управления. Функциональные возможности системы.
Аннотация к работе
ПРЕПАРАТ, СИСТЕМА, ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИСКУССТВЕННОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ, КРОВОТОК, АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ, ПЕРИФЕРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, СОСУДОРАСШИРЯЮЩИЙ ПРЕПАРАТ, СОСУДОСУЖАЮЩИЙ ПРЕПАРАТ. Система спроектирована по методологии UML и реализована на языке программирования C в среде Qt. · Проверить как действуют препараты на пациентов с разной массой тела.Неотъемлемой функцией медицины на сегодняшний день является операции на организме человека, в которой задействованы и различные специалисты, и соответствующая аппаратура. Выполнение операций часто ведется молодыми хирургами которые не знают как действуют те или иные препараты, следовательно появляется проблема возникновения врачебной ошибки. Современные технологии позволяют создать какой-либо физиологический процесс, или его часть, как имитационную модель, для практики и обеспечивая необходимых профессиональных знаний. Имитационные модели физиологических процессов открывают новые возможности и перспективы. Для того, что бы хирург имел понятие о том как действуют сосудосужающие и сосудорасширяющие препараты, нужна модель имитирующая физиологический процесс, на котором можно применить сосудосужающие и сосудорасширяющие препараты.Физиология представляет собой комплекс естественнонаучных дисциплин, изучающих как жизнедеятельность организма в целом, так и отдельных систем и процессов, органов, клеток, клеточных структур. Физиология стремится раскрыть механизмы регуляции, закономерности жизнедеятельности организма и его взаимодействия с окружающей средой. Физиология изучает основное качество живого - его жизнедеятельность, составляющие ее функции и свойства, как в отношении всего организма, так и в отношении его частей. В медицине физиология вкупе с анатомией и гистологией является базисной теоретической основой, благодаря которой врач объединяет разрозненные знания и факты о пациенте в единое целое, оценивает его состояние, уровень дееспособности. А по степени функциональных нарушений, то есть по характеру и величине отклонения от нормы важнейших физиологических функций - стремится устранить эти отклонения и вернуть организм к норме с учетом индивидуальных, этнических, половых, возрастных особенностей организма, а также экологических и социальных условий среды обитания[3].В настоящее время появилась неприятная тенденция превращения вычислительной математики из прикладной дисциплины в чисто теоретическую, - точно так же, как это произошло с аналитической математикой, когда сложность решаемых задач превысила возможности расчетов на бумаге. Если специалисты по вычислительной математике не позаботятся о совместимости численных методов с компьютерными науками, то специалисты по компьютерным наукам (а тем более разработчики программ) позаботиться об этом будут не в состоянии. Совместимость методов вычислительной математики и компьютерных наук имеет три основных аспекта. Во-вторых, применение достижений компьютерных наук имеет самостоятельное значение в вычислительной математике, где имеется очевидная тенденция к созданию гибридных методов на основе некоторого набора "элементарных" методов, а также к совместному решению задач всех известных (изученных по отдельности) типов. Имеются ввиду хорошо исследованные в компьютерных науках способы многократного использования одних и тех же методов при решении близких задач и при создании новых методов.Неотъемлемой функцией медицины на сегодняшний день является операции на организме человека, в которой задействованы и различные специалисты, и соответствующая аппаратура. Выполнение операций часто ведется молодыми хирургами, которые не знают как действуют те или иные препараты, следовательно появляется проблема возникновения врачебной ошибки. Современные технологии позволяют создать какой-либо физиологический процесс, или его часть, как имитационную модель, для практики и обеспечивая необходимых профессиональных знаний. Имитационные модели физиологических процессов открывают новые возможности и перспективы.UML - язык графического описания моделей в области разработки программного обеспечения. UML - открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML моделью или просто моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования в основном программных систем.«Хирург» - пользователь, который может управлять программой и устанавливать дистрибутив программы.Позволяет Хирургу запустить и остановить имитационную модель системы искусственного кровообращения, а так же произвести имитацию ввода сосудосужающих или сосудорасширяющих препаратов; произвести наглядную визуализацию процесса изменения периферического сопротивления. Включает варианты использования: "Запуск и остановка модели.", "Формирование и отображение результатов моделирования в графической форме"; расширяется вариантами использования: "Имитация ввода сосудорасширяющего препарата", "Имитация ввод сосудосужающего препарата" Хирург нажимае
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКАЯЧАСТЬ
1.1 Описание предметной области
1.2 Обзор аналогов моделей управления физиологическими процессами
1.2.1 Объектно-ориентированный подход в вычислительной математике и имитационном моделировании (Евдокимов А.В.) [4].
1.3 Основные цели
1.4 Модель анализа UML
1.4.1 Диаграмма вариантов использования
1.4.2 Сценарии вариантов использования
1.4.3 Диаграмма граничных классов
2. РЕАЛИЗАЦИЯ
2.1 Архитектура и платформа реализации
2.1.1 Операционная система Windows 7[6]
2.1.2 Библиотека Qt 5.3.1[7]
2.1.3 Язык программирования C [8]
2.2 Расчет КТС
2.2.1 Расчет необходимого объема внешней памяти
2.2.2 Расчет необходимого объема оперативной памяти
2.2.3 Расчет времени реакции системы
2.3 Требования к комплексу технических средств
2.4 Основные интерфейсы
2.5 Описание программной реализации
2.6 Программа и методика испытаний
2.6.1 Проверка возможности запуска модели
2.6.2 Проверка ввода веса пациента
2.6.3 Проверка работы кнопок
2.6.4 Проверка ввода препаратов
2.7 Контрольный пример
2.8 Руководство программиста
2.9 Руководство оператора
3. ВНЕДРЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ
3.1 Описание объекта предполагаемого внедрения
3.2 Технико-экономическое обоснование внедрения
3.3 Расчет экономического эффекта
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Постановка задачи исследования биологического объекта управления
4.2 Математическая модель объекта, записанная в общем виде
4.3 Исходные данные
4.4 Анализ результатов
5. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И САМОРАЗВИТИЕ
5.1 Сведения о деятельности возглавляемого научного микроколлектива
5.2 Перечень публикаций
5.3 Перечень участия в конференциях
5.4 Перечень выполненных в период обучения курсовых работ и проектов