Учёные Самарского политеха создают цифровую динамическую модель сердечно-сосудистой системы

Руководит проектом кандидат технических наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика» Дмитрий Пащенко. С точки зрения компьютерного инжиниринга и вычислительной гидродинамики сердце ‒ это мембранный насос, сосуды ‒ гибкие трубопроводы, а кровь ‒ несжимаемая неньютоновская жидкость.

В идеале, модель должна получиться простой и доступной, чтобы каждый человек мог, запустив приложение на смартфоне и загрузив результаты электрокардиографии, увидеть цифровой аналог своей сердечно-сосудистой системы. В работе команды в качестве консультантов и экспертов по медицинским вопросам принимают участие сотрудники Центра сердечно-сосудистой хирургии имени А.Н. Бакулева и Самарского филиала университета «Реавиз».

Дмитрий Пащенко надеется, что при успешном воплощении замысла модель удастся интегрировать с одним из сервисов телемедицины, например «Яндекс. Здоровье».

‒ В рамках работы над проектом создания цифровой динамической модели сердечно-сосудистой системы участниками междисциплинарной проектной команды «Компьютерный инжиниринг и цифровое производство» студентами Политеха Ильей Наплековым, Иваном Железниковым и другими участниками под моим руководством разработана расчетная геометрия сердца человека и произведена ее дискретизация с наложением сетки, ‒ поясняет Дмитрий Пащенко. ‒ Один из основных этапов в создании цифрового двойника фактически пройден. Нам остается только адаптировать геометрию и попытаться ее максимально приблизить к реальному строению. Следующим этапом будет «оживление» геометрии за счет использования CFD-моделирования, верификация результатов с использованием экспериментальных данным и визуализация полученных результатов.

Исследование выполняется в рамках работы междисциплинарной проектной команды опорного вуза. Модель сердца ‒ пилотный проект центра компетенций компьютерного инжиниринга и цифрового производства, который в ближайшее время планируют открыть ученые.

Также молодые ученые работают сегодня над несколькими задачами из смежных областей науки и техники. Например, участники междисциплинарной команды разрабатывают цифровую модель рассеивания из дымовых труб продуктов сгорания и методику оценки влияния этих выбросов на близлежащие жилые строения. Данная проблема сейчас актуальна для самарского микрорайона «Южный город», где рядом с новой школой стоит котельная, трубы которой находятся на одной высоте с верхними этажами учебного учреждения.