| Аннотация |
Проект направлен на развитие теоретических основ научно-исследовательской базы для систем защиты органов дыхания человека нового поколения от поражающих факторов химической и биологической природы. Известная математическая модель процесса имитации дыхания человека, реализуемого на установке искусственные легкие, учитывает изменения дыхательных объемов газов, концентраций газов в подсистеме имитации дыхания и психофизиологические состояния человека. При этом кардиореспираторная система (КРС) человека является одной из важнейших физиологических систем. Даже у здорового человека в экстремальных условиях состояние этой системы может оказаться критически важным для сохранения жизни. Например, при выходе из аварийной ситуации с использованием индивидуальных дыхательных аппаратов (ИДА), в частности - самоспасателей и аналогичной аппаратуры, критически важными оказываются состояние КРС, с одной стороны, и ресурс защитных свойств ИДА, с другой. Состояние КРС особенно важно, когда к ней предъявляются повышенные требования, например, при повышении содержания углекислого газа (гиперкапния) и снижении содержания кислорода (гипоксия) в воздухе и крови при дыхании. Гипоксия и гиперкапния также используются в качестве тестовых воздействий на КРС. Однако, известные математические модели не учитывают содержание кислорода и углекислого газа в выдыхаемой газовой смеси, тканевый метаболизм, параметры КРС. Полученные нами и литературные данные показывают, что вентиляция легких, в первую очередь дыхательный объем, значительно возрастают, когда увеличивается содержание углекислого газа в альвеолярном газе. Важную роль в этом явлении играет биологическая обратная связь. Рост содержания углекислого газа в альвеолярном газе происходит при росте содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 3%, характерном для ИДА, а также при усилении тканевого метаболизма при выполнения физической работы. Т.о., важным является разработка математических моделей, позволяющих адекватно учитывать содержание кислорода и углекислого газа в выдыхаемой газовой смеси, тканевый метаболизм, параметры КРС. Защитные свойства ИДА определяются поглотительной способностью основных компонентов – адсорбентов или хемосорбентов. В настоящее время отсутствуют надежные, простые в реализации методы ее диагностики в реальном времени. Известно, что информацию об изменении поглотительной способности вследствие насыщения сорбента поглощаемыми компонентами несут параметры теплопереноса в его твердой фазе, в процессе сорбции изменяется ее физико-химический состав. Также твердая фаза является источником тепловыделений, обусловленных экзотермическими эффектами сорбции, что является “маркером” процесса. Поэтому возможно создание оперативных методов диагностики поглотительной способности сорбентов по параметрам теплопереноса в них. Т.о., в рамках научной проблемы поставлена фундаментальная задача разработки теоретических основ и технической базы систем испытания и диагностики средств защиты органов дыхания, учитывающих как состояние КРС, так и ресурс защитных свойств - хемосорбентов. Основой научной новизны поставленной задачи состоит в разработке методологии (включающая математическое, алгоритмическое, методическое и техническое обеспечение) систем испытаний и диагностики средств защиты. Полученные в ходе выполнения работы результаты позволят на научной основе создать новые эффективные средства защиты органов дыхания человека от поражающих факторов химической и биологической природы индивидуального и коллективного типа. Реализация результатов данной работы позволит предприятиям РФ, специализирующимся в области разработок и производства систем жизнеобеспечения человека, вести активную экспортную политику, т.к. в настоящее время на мировом рынке подобная продукция отсутствует и, по имеющимся у коллектива авторов сведений, комплексные исследования, аналогичные предлагаемому проекту, за рубежом еще не проводятся.
|
