Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Біомедична кібернетика

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Біомедична кібернетика» для студентів спеціальностей 7.05010101 та 8.05010101 «Інформаційні управляючі системи та технології»

Затверджено Вченою Радою Факультету біомедичної інженерії

Київ

НТУУ «КПІ»

2014

Біомедична кібернетика Текст: методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Біомедична кібернетика» для студентів спеціальностей 7.05010101 та 8.05010101 «Інформаційні управляючі системи та технології» / Уклад. Є.А. Настенко, О.К. Білошицька, С.І. Вовянко. – К.: НТУУ «КПІ», 2014 – 70 с.

Навчальне видання

Біомедична кібернетика Методичні вказівки

до лабораторних робіт з дисципліни для студентів спеціальностей 7.05010101 та 8.05010101 «Інформаційні управляючі системи та технології»

Укладачі	Настенко Євген Арнольдович Білошицька Оксана Костянтинівна Вовянко Світлана Ігорівна
Відповідальний редактор	В.І. Зубчук, канд. техн. наук, доц.
Рецензент	В.Б. Максименко, доктор мед. наук, проф.

За редакцією укладачів

ЗМІСТ

Методичні вказівки 1

Методичні вказівки 2

ВИМОГИ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ 6

ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ 7

ІНСТРУКЦІЇ ПО РОБОТІ З ПРОГРАМОЮ 8

CELLULAR AUTOMATA (V. 6.1.2) 8

Основне вікно програми 8

Меню «File» 8

Меню «Options» 9

Меню «Automata» 9

Розділ «Special Cells» («Спеціальні клітини») 9

Розділ «Map» («Карта роботи») 11

Розділ «Statistics» («Статистика») 13

Розділ «Options» («Опції») 14

Розділ «Cell» («Клітина») 17

УВАГА! 19

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 20

ДОСЛІДЖЕННЯ АКТИВНОСТІ КАПІЛЯРІВ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЗАДАНИХ КРОКІВ ПО ВІДПОВІДНИМ ОСЯМ ТА КІЛЬКОСТІ АКТИВНИХ КЛІТИН НА ПОЛІ 20

Завдання на лабораторну роботу 20

Контрольні запитання 22

Приклад виконання та очікуваний результат 22

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2 24

АНАЛІЗ РОБОТИ КАПІЛЯРІВ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЗАДАНИХ ЗНАЧЕНЬ ПОРОГУ ПІДВИЩЕНОЇ АКТИВАЦІЇ ТА ЗНАЧЕНЬ ДИСИПАЦІЇ 24

Завдання на лабораторну роботу 24

Контрольні запитання 25

Приклад виконання та очікуваний результат 26

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3 30

АНАЛІЗ РОБОТИ МІКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЗМІНИ ЗНАЧЕНЬ ПОРОГУ ЗАКРИТТЯ (ДЕАКТИВАЦІЇ) КАПІЛЯРНОЇ ТКАНИНИ 30

Завдання на лабораторну роботу 30

Контрольні запитання 32

Приклад виконання та очікуваний результат 32

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 37

АНАЛІЗ РОБОТИ МІКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЗМІНИ ЗНАЧЕНЬ ПОРОГУ ВІДКРИТТЯ (АКТИВАЦІЇ) КАПІЛЯРНОЇ КЛІТИНИ 37

Завдання на лабораторну роботу 37

Контрольні запитання 40

Приклад виконання та очікуваний результат 40

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5 44

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ КАПІЛЯРНОЇ СІТКИ ВІДНОСНО ЗБІЛЬШЕННЯ ЗАРЯДУ КАПІЛЯРІВ ТА НАСИЧЕННЯ КАПІЛЯРІВ КИСНЕМ З ПОСТІЙНОЮ ДИСИПАЦІЄЮ 44

Завдання на лабораторну роботу 44

Контрольні запитання 46

Приклад виконання та очікуваний результат 46

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6 51

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ КАПІЛЯРНОЇ СІТКИ ВІДНОСНО ЗМЕНШЕННЯ ЗАРЯДУ КАПІЛЯРІВ ТА НАСИЧЕННЯ КАПІЛЯРІВ КИСНЕМ З ПОСТІЙНОЮ ДИСИПАЦІЄЮ 51

Завдання на лабораторну роботу 51

Контрольні запитання 53

Приклад виконання та очікуваний результат 53

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7 58

МОДЕЛЮВАННЯ ІНФАРКТУ МІОКАРДА 58

Теоретичні відомості 58

Завдання на лабораторну роботу 61

Контрольні запитання 61

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8 65

МОДЕЛЮВАННЯ АКТИВНОСТІ ЗБУДНИКІВ СЕРЦЯ У СЕРЕДОВИЩІ ПРОГРАМУВАННЯ 65

Завдання на лабораторну роботу 65

Приклад виконання та очікуваний результат 66

Список рекомендованої літератури 71

Додаток А 74

Дані методичні вказівки створено за матеріалами курсу «Біомедична кібернетика», який викладається в НТУУ «КПІ», зокрема на Факультеті біомедичної інженерії. Розділ, який присвячений клітинним автоматам, відіграє значну роль у розумінні основ біомедичної кібернетики і може становити окремий напрямок в рамках біомедичних досліджень. Завдання курсу полягає в вивчені основ клітинних автоматів та виконані лабораторних робіт.

У даних методичних вказівках приведено завдання до лабораторних робіт, контрольні запитання та приклади виконання.

За допомогою клітинних автоматів можна змоделювати будь-який процес як в живому організмі, так і в суспільстві.

Публікація методичних вказівок є важливою, тому що на даний момент дуже бракує підручників з даної теми.