Математикалық модель бойынша алынған нәтижелер
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР ФАКУЛЬТЕТІ МАГИСТРАТУРА
Ақпараттық жүйелер кафедрасы
УДК 519.876.5 Қолжазба құқығы
МАГИСТРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ
Артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу
6М070300 - Ақпараттық жүйелер
Орындаған Алпысбай Г.Е. ақпан 2019 ж.
қолы
Норма бақылаушы Бурибаев Б.Б. ақпан 2019 ж.
қолы
Ғылыми жетекші
Доцент Бедельбаев А.А. ақпан 2019 ж.
қолы
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі
PhD докторы Есенгалиева Ж.С. ақпан 2019 ж.
қолы
Алматы 2019
ТҮЙІНДЕМЕ
Магистрлік диссертация 60 беттен, 33 суреттен, 36 пайданылған әдебиеттен және қосымшадан тұрады.
Кілттік сөздер: артериялық қысым, тұз құрамы, тығыз дақ жасушалары, химиялық-биологиялық процестер, модельдеу, WPF.
Жұмыстың өзектілігі. Қазіргі таңда көп кездесетін бүйрек ауруларының шығу жолын қарастырып, WPF графикалық жүйесінің мүмкіндіктері мен артықшылықтарын пайдалана отырып, артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу.
Жұмыстың мақсаты. Артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу арқылы осы салада зерттеу жүргізуді бастаған адамдарға осы процестердің қалай жүзеге асатындығын визуалды түрде көрсету.
Зерттеу пәні ретінде артериалдық қысым мен қандағы тұз құрамының өзгерісін қалыпқа келтіруге қатысатын нефронның бөліктері мен Ренин- Ангиотензин-Альдостерон жүйесі қарастырылады.
Зерттеу объектісі - Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесінің жұмыс жасауына алғышарт болып табылатын тығыз дақ жасушалары.
Зерттеуді одан әрі дамыту. Ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің математикалық және компьютерлік моделін одан әрі дамыту арқасында адамның гормоналдық бүйректер жүйесін молекулалық деңгейде модельдеуге болады.
РЕФЕРАТ
Магистерская диссертация состоит из 60 страниц, 33 рисунков, 36 источников и приложения.
Ключевые слова: артериальное давление, солевой состав, клетки плотного пятна, химико-биологические процессы, моделирование, WPF.
Актуальность работы. В настоящее время часто встречающейся болезни почек связаны с артериальным давлением и солевым составом крови. Компьютерное моделирование химико-биологических процессов протекающих клетках плотного пятна нефрона при изменении артериального давления и солевого состава крови используя возможностей и преимуществ технологии WPF.
Цель работы. Демонстрация людям, которые начали свои исследования в этой области как эти процессы будут выполняться с помощью компьютерного моделирования химико-биологических процессов протекающих клетках плотного пятна нефрона при изменении артериального давления и солевого состава крови.
В качестве предмета исследования рассматриваются части нефрона, которые участвуют в нормализации изменений артериального давления и солевого состава крови, Ренин-Ангиотензин-Альдостероновая система.
Oбъектом исследования является клетки плотного пятна, которые являются предварительными условиями для функционирования системы Ренин-Ангиотензин-Альдостерон.
Дальнейшее развитие исследований. Дальнейшая разработка математической и компьютерной модели ренин-ангиотензин-альдостероновой системы позволит моделировать гормональную систему почек человека на молекулярном уровне.
ABSTRACT
The graduate work consists of 60 pages, 33 drawings, 36 sources and application.
Keywords: blood pressure, saline composition, dense spot cells, chemical and biological processes, modeling, WPF.
Relevance of the work. Currently, the most common kidney disease associated with blood pressure and saline composition of blood. Computer simulation of chemical and biological processes of the flowing cells of a dense nephron stain with a change in blood pressure and saline composition of blood using the capabilities and advantages of the WPF technology.
Objective. Demonstration to people who began their research in this area how these processes will be carried out using computer simulation of chemical and biological processes of flowing cells of a dense nephron spot with a change in blood pressure and saline blood composition.
As the subject of the research, the parts of the nephron that are involved in the normalization of changes in blood pressure and saline blood composition, Renin- Angiotensin-Aldosterone system.
Object of research are the dense spot cells, which are preconditions for the functioning of the Renin-Angiotensin-Aldosteron system.
Further development of the research. Further development of the mathematical and computer model of the renin-angiotensin-aldosterone system will allow modeling the hormonal system of the human kidneys at the molecular level.
БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
РААЖ - Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі WPF - Windows Presentation Foundation
R - Renin
Ang I - Angiotenzin I Ang II - Angiotenzin II
MAP - Main Arterial Pressure, орташа артериялық қысым
ACE - Angiotensin-Converting Enzyme, ангиотензин тудырушы фермент GDI - Graphics Device Interface
XAML - eXtensible Application Markup Language XML - eXtensible Markup Language
API - Application Programming Interface
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 7
1 ҚАН ҚҰРАМЫН РЕТТЕУ КЕЗІНДЕГІ НЕФРОННЫҢ ТЫҒЫЗ ДАҚ ЖАСУШАЛАРЫНЫҢ ҚЫЗМЕТІНЕ ШОЛУ 10
1.1 Нефрон және оның атқаратын қызметі 10
1.2 Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі 11
2 РЕНИН-АНГЕОТЕНЗИН-АЛЬДЕСТЕРОН ЖҮЙЕСІН СИПАТТАЙТЫН МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬ 14
2.1 Модельдердің түрлері 14
2.2 РААЖ-дың математикалық моделі 15
2.3 Математикалық модель бойынша алынған нәтижелер 18
3 WPF ОРТАСЫНДА ЖҰМЫС ЖАСАУ 19
3.1 WPF ортасының артықшылықтары 19
3. 2 WPF платформасының архитектурасы 21
3.3 Модельдеу кезінде қолданылған элементтер 22
3.3.1 Жол негізіндегі анимацияға (path-based animation) шолу 22
3.3.2 Storyboard негізіндегі анимацияға шолу 23
3.3.3 TimeLine класына шолу 24
3.4 Expression Blend программасында анимация жасау 26
3.4.1 Expression Blend ортасында жобаны жүктеуге шолу 27
3.4.3 Grid объектісімен жұмыс жасау 28
4 КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛЬ ЖАСАУ 32
4.1 Тығыз дақ жасушаларының компьютерлік моделін жасау бойынша жобалау 32
4.2 Программалық өнімге сипаттама 39
ҚОРЫТЫНДЫ 55
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 58
ҚОСЫМША 61
КІРІСПЕ
Денсаулық сақтау саласында ақпараттық технологияларды енгізу Қазақстан Республикасында денсаулық сақтауды дамытудың қабылданған жоспарлары мен бағдарламаларына негізделеді. Ең алдымен, Қазақстан-2050 стратегиясы, Ақпараттық Қазақстан-2020 мемлекеттік бағдарламасы,
Саламатты Қазақстан стратегиялық даму жоспары [1], Қазақстанның Біртұтас ұлттық денсаулық сақтау жүйесі туралы [2], ұлт денсаулығын қорғау саласындағы конфигурация және негізгі саясат анықталды.
Қазіргі таңда әртүрлі салаларда, соның ішінде медициналық қызметіне ақпараттық техологияларды қолданудың маңыздылығы артып келеді. Бұл әртүрлі ақпараттық жүйелер мен технологияларды дамыту мен іске асыруды анықтайтын ғылым дамуының қозғаушы факторы болып табылады.
Еліміздегі медициналық мекемелерде компьютерді қолдану аясын талдағанда, компьютерді кеңінен пайдалану мәтіндік құжаттамаларды өңдеу, деректер қорын өңдеу және сақтау, статистика және қаржылық есеп дайындау бойынша ғана қолданылатынын байқауға болады [3].
Пәнаралық зерттеулер кез келген саладағы әдістер мен құралдарды біріктіру арқылы ғылыми прогресті жақсартуы мүмін. Бұл көбіне молекулалық биологияға тән. Қайта қосу, тербелістер, қалпына келтіру сияқты әр түрлі биологиялық жүйелерді жақсы түсіну үшін олардың математикалық моделдері жасалған. Сигналдарды жіберу арқылы динамикалық модельдеу және имитациялау жүйелік биологияның басты тақырыбы болып табылады және тәжірибелік немесе теориялық базасы бар зерттеушілердің назарын өзіне аудартуда. Жүрек-қантамыр-бүйрек физиологиясы модуляторлары ішінде РАЖ артериялық қысымды, ұлпа перфузиясы мен жасушадан тыс көлемді гомеостатикалық бақылауда басты рөл атқарады. Сондықтан ол қазірдің өзінде ауруды емдеу үшін сәтті дәрілік нысана болып отыр [4].
Ренин-Ангиотензин жүйесінің адам ағзасындағы реакцияларын сипаттайтын математикалық моделі келтірілген. Бұл модель дифференциалдық теңдеулер жиынынан тұрады. Бұл теңдеулер гипертониялық ауруы бар емделушілер мен нормотензивті емделушілерді және оларды емдеудің фармокотерапевттік тәсілін модельдеуге мүмкіндік береді. Мұнда артериялық қысымның эффект мөлшері мен Ренин-Ангиотензин жүйесінің биохимиялық компоненттері арасындағы тәуелділік келтірілген. Ренин-Ангиотензин жүйесін математикалық модельдеу артериялық қысым мен фармакотерапияны гомеостатикалық бақылаудың қиындықтары туралы ақпарат алуда ең ұтымды әдіс болып табылады.
Жұмыстың өзектілігі. Бүкіләлемдік денсаулық сақтау ұйымының мәліметі бойынша, әлемдегі әрбір бесінші ересек адам қан қысымы жоғары
немесе артериялық гипертензиядан зардап шегеді. Жүректің шабуылына және инсультқа жағдай жасау үшін гипертония мезгілсіз өлімнің маңызды биологиялық факторы болып табылады. Гипертониядан болатын өлім әлемде жылына 9 миллион адамнан асады. Статистика комитетінің мәліметі бойынша, Қазақстанда жыл сайын қан айналымы жүйесі ауруларына байланысты 30 мыңға жуық адам қайтыс болады. Жүрек-тамыр ауруларының құрылымында гипертония Қазақстандағы науқастардың жартысына жуығын құрайды. Гипертонияның басталуындағы факторлардың бірі ренин-ангиотензин- альдостерон жүйесінің жұмыс істеу деңгейінің артуы болып табылады, бұл қанның жоғары қысымына әкеледі.
Жұмыстың мақсаты. Артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу арқылы осы салада зерттеу жүргізуді бастаған адамдарға осы процестердің қалай жүзеге асатындығын визуалды түрде көрсету.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы. Симуляция препараты молекулаларының эффектілерін компьютерлік тестілеуді адам гормонының биохимиялық параметрлеріне оңтайландыруға мүмкіндік береді. Ренин- ангиотензин-альдостерон жүйесінің шамадан тыс жұмыс жасауы денсаулыққа қауіпті фактор болып табылады. Ангиотензиногенді трансформациялаудың компьютерлік моделінің мәні әртүрлі физиологиялық параметрлерді есепке ала отырып қан қысымын төмендетуге арналған препараттардың әсері туралы виртуалды зерттеулер мен эксперименттер жүргізу мүмкіндігінен тұрады. Диссертация тақырыбы пәнаралық болып табылады және биоинформатика, химоинформатика және молекулалық модельдеу саласында зерттеу ретінде жіктеледі.
Жұмысты орындау кезіндегі негізгі тапсырмалар:
1. Зерттелген мәселе бойынша әдебиеттерді аналитикалық шолу.
2. Ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің теңдестірілген математика- лық моделін құру.
3. Архитектураны құру үшін кластар ретінде өзара әрекеттесетін молекула- ларды алу.
4. Ренин мен ангиотензиногеннің өзара әрекеттесуі үшін белгілі бір клас- тарды пайдаланатын псевдокодты жазу.
5. Көмірсутекті онтогенез деңгейінде биохимиялық процестің мәнін сурет- тейтін анимацияны жасау.
6. Простогландиннің ренин гармонының бөлінуіне алып келетінін көрсету- ге арналған компьютерлік модельді жасау.
Зерттеу кезінде қолданылатын әдістер. Зерттеу тақырыбы бойынша ғылыми әдебиеттерді теориялық талдау, блок-схема диаграммалары, псевдо-
код, WPF графикалық платформасын қолдану арқылы молекулалардың биохимиялық өзара әрекеттесуін анимациялау, C# және XAML тілдерін қолдану арқылы программалау.
Жұмыстың күтілетін нәтижелері.
1. Биохимия бойынша әдебиеттерді талдау арқасында бүйректердегі ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесіндегі өзара қарым-катынасатын молекулалар анықтап талдау.
2. Адам ағзасындағы биологиялық белсенді заттардың белгілі концентрациялар негізінде ренин-ангиотензин-альдостерон бүйректер жүйесінің бірегей теңгерімді математикалық модель құру.
3. Сызбалардағы, диаграммалардағы класс архитектурасы құрастыру. Кластар архитектурасы келесі топтардан негізделген: ренин, ангиотензиноген, серин, аспартат, тирозин, аргинин, лейцин, валин, бірінші түрдегі ангиотензин, серпинді қалдық, су.
4. Жоғарыда анықталған кластарды пайдалана отырып, ренин мен ангиотензиногеннің өзара әрекеттесу процессінің жалған коды жазу.
5. Талданған әдебиеттер негізінде WPF графикалық платформасында биохимиялық реакцияны суреттейтін анимациясын жасау.
Жұмысты одан әрі дамыту арқылы мынадай нәтижеге қол жеткізуге болады: ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің математикалық және компьютерлік моделін одан әрі дамыту арқасында адамның гормоналдық бүйректер жүйесін молекулалық деңгейде модельдеуге болады.
Заманауи медицинаға жаңа компьютерлік технологияларды енгізу технологиялар емдік көмектің сапасын арттыруға әкелді. Әдіс компьютерлік томография (КТ) (әсіресе спиральды және мультиспиральды CT) бүгінгі күні операцияға дейінгі ең маңызды әдістерінің бірі болып табылады зерттеу. Мультиспиральді компьютерлік томографияның пайда болуымен (МСКТ), КТ технологиясының жаңа стандарты орнатылған, ол сөзсіз, оның қазіргі және болашақта дамуының магистральдық жолы бар. Алайда бағдарламалық қамтамасыз етудің көптеген модификацияларының негізгі кемшілігі компьютерлік томографтар-бұл төрт бүйрек визуализациясының фазалары. Автоматтандырылған компьютерлік қамтамасыз ету ең заманауи томографтар нақты үйлесімді және дәл бір интегралды бүйректі зерттеудің барлық төрт фазасын туралау топографо егжей-тегжейі туралы шынайы ақпарат бермейді бүйрек ішіндегі және вайындағы анатомиялық қарым-қатынас. Соңғы жылдары медициналық практика виртуалды әдістемелер кеңінен енгізіле бастады, олардың арқасында диагностикалық мүмкіндіктері мен нәтижелері жақсарды аурулары бар.
1 ҚАН ҚҰРАМЫН РЕТТЕУ КЕЗІНДЕГІ НЕФРОННЫҢ ТЫҒЫЗ ДАҚ ЖАСУШАЛАРЫНЫҢ ҚЫЗМЕТІНЕ ШОЛУ
1.1 Нефрон және оның атқаратын қызметі
Бүйрек - адам мен омыртқалы жануарлар организмінде несеп түзетін және оны шығаратын жұп орган. Ересек адамда әрбір бүйректің салмағы 120 - 200 г- дай, ұзындығы 10 - 12 см, ені 5 - 6 см, қалыңдығы 3 - 4 см-дей болады. Бүйрек іш қуысында, омыртқа бағанасының екі жағында - соңғы кеуде омыртқасы және жоғарғы бел омыртқа тұсында орналасады.
Бүйректің атқаратын қызметі:
* Су және бейорганикалық иондар балансын реттеу;
* Зат айналымының соңғы өнімдерін қаннан шығару;
* Бөгде химиялық қоспаларды қаннан шығару;
* Глюкогенез;
* Гормондарды бөлу.
Бүйректің негізгі морфологиялық және функционалдық бірлігі нефрон болып табылады. Әрбір бүйректе 1 млн. нефрон болады және олар бір - бірінен тәуелсіз түрде қанды фильтерден өткізіп отырады. Нефронның құрымымын 1- суреттен көруге болады.
1-сурет. Нефронның құрылысы
Нефронның негізгі функционалдық бөлігі Боумен капсуласы болып табылады. Боумен капсуласының өзі 2-суретте келтірілгендей өте күрделі құрылымнан тұрады [4, 5, 6].
2-сурет. Боумен капсуласының көрінісі
1.2 Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі
Дистальді шиыршық каналында орналасқан тығыз дақтардың жасушалары (Macula densa) қан құрамындағы иондық құрамға сезімтал болып келеді. Нефрондағы қан тамырларынан ағып жатқан қанның құрамында натрий деңгейінің төмендеуі, артериалық қысымның төмендеуі және симпатикалық стимуляция кезінде тығыз дақ жасушалары юкстогломерулярлы жасушаларға простогландин деп аталатын липидті физилогиялық белсенді заттар тобын жібереді. Бұл жағдайда юкстогломерулярлы жасушалар ренин гормонын бөліп шығарады. Осы кезде бауырдан ангиотензиноген деп аталатын биологиялық белсенді емес гликопротеин бөлінеді. Ренин мен ангиотензиноген өзара әрекеттесіп ангиотензин-I деп аталатын биологиялық белсенді емес декапептидке айналады. Ал өкпеден ангиотензин тудырушы фермент (ACE) бөлінунің нәтижесінде ангиотензин-II гормонына айналады. Ангиотензин-II- биологиялық белсенді октапептид.
Ренин-Ангиотензин жүйесі артериялық қысымның өздігінен реттеліп отыруы мен бүйректің жүрек-қан айналым жүйесі ауруларының туындауында маңызды рөл атқаратын жүйе. Ренин-Ангиотензин жүйесі тым белсенді болса, артериалық қысым өте жоғары болады. Барлық гипотензивті препараттар(қан қысымын төмендететін препараттар) бұл жүйені шектеуге бағытталған.
РАЖ каскадты түрде жұмыс жасайды: дистальді шиыршық каналында орналасқан тығыз дақтардың жасушалары (Macula densa) қан құрамындағы иондық құрамға сезімтал болып келеді.
3- сурет. Ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің жұмыс жасау схемасы
Нефрондағы қан тамырларынан ағып жатқан қанның құрамында натрий деңгейінің төмендеуі, артериалық қысымның төмендеуі және симпатикалық стимуляция кезінде тығыз дақ жасушалары юкстогломерулярлы жасушаларға простогландин деп аталатын липидті физилогиялық белсенді заттар тобын жібереді. Бұл жағдайда юкстогломерулярлы жасушалар ренин (R) гормонын бөліп шығарады. Осы кезде бауырдан ангиотензиноген деп аталатын биологиялық белсенді емес гликопротеин бөлінеді. Ренин мен ангиотензиноген өзара әрекеттесіп ангиотензин-I (Ang I) деп аталатын биологиялық белсенді емес декапептидке айналады. Ал өкпеден ангиотензин тудырушы фермент (ACE) бөлінунің нәтижесінде ангиотензин-II гормонына айналады. Ангиотензин-II (Ang II) - биологиялық белсенді октапептид. Ол мынадай қызметтер атқарады:
* Симпатикалық белсенділікті жоғарылату;
* Қан құрамындағы натрий мен хлорды реабсорбция жасайды, калийді сыртқа шығарады және суды ұстап қалу;
* Оның әсерінен бүйрек үсті безінен қан құрамындағы натрий мен хлорды реабсорбция жасайды, калийді сыртқа шығару және суды ұстап қалатын альдостеронның бөлінуі;
* Артериолалардың диамерті кішірейеді және артериалық қысымның жоғарылауы;
* Оның әсерінен гипофизден суды абсорбция жасайтын АДГ (антидиуретикалық гормон) бөлінуі.
Рениннің тікелеу баяулауы РАЖ фармокологиялық қарсы тұруының логикалық нысанасы болып табылады, себебі рениннің ангиотензин І гор-
монымен қоса ангиотензиногенге жанама түрде ыдырауы РАЖ жылдамдығын шектеуші бірінші қадам болып табылады. Бұл іс-әрекет гипертониялық ауруы бар науқастарда РАЖ-ды баяулататын фармакологиялық агенттің (алискирен, aliskiren) рөліне сипаттама беру үшін келтірілген.
Сонымен, РАЖ схемасы 3-суретте келтірілген және мынадай болады:
* Қан қысымының төмендеуіне жауап ретінде, бүйрек ренинді бөліп шығарады;
* Қандағы ренин бауырда пайда болатын ангиотензиноген, бірінші түрдегі ангиотензиннің пайда болуына әкеледі;
* Ангиотензинді түрлендіретін фермент алынған субстанцияны екінші типтегі ангиотензинге түрлендіреді;
* Нәтижесінде қан тамырлары тарылып, алдостерон гормонын бөлінуі жүзеге асады;
* Нәтижесінде қан қысымының жоғарылауы және натрий мен калий балансы қалыпқа келтіріледі [8, 9, 10, 11].
Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі артериялық қысымның өздігінен реттеліп отыруы мен бүйректің жүрек-қан айналым жүйесі ауруларының туындауында маңызды рөл атқаратын жүйе. Ренин-Ангиотензин жүйесі тым белсенді болса, артериалық қысым өте жоғары болады. Барлық гипотензивті препараттар (қан қысымын төмендететін препараттар) бұл жүйені шектеуге бағытталған болып келеді. Ал бұл препараттарды тағайындау үшін Ренин- Ангиотензин жүйесін толығымен зерттеу өте маңызды болып табылады.
2 РЕНИН-АНГЕОТЕНЗИН-АЛЬДЕСТЕРОН ЖҮЙЕСІНІҢ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛІ
Модель - нақты құрылғының не ондағы болып жатқан процестің қарапайым, ықшамдалған көрінісі.
Техникада модель - нақты объектінің не ондағы болып жатқан процестің қарапайым, жеңілдетілген көрінісі.
Ғылымда моделге мынадай анықтама беріледі: модель - нақты зерттеу зерттеу мақсатында құрылған және объектінің не жүйенің кейбір маңызды қасиеттерін ғана сақтайтын ойша қарапайым әрі ықшамдалған объект.
Жоғарыда келтірілген анықтамалар бойынша модельдің әр түрлі білім саласында сан түрлі қолданысқа ие екенін кқруге болады. Алайда "өз-өзімен" модель не болатыны, жоғарыда аталып өткен "ықшамдау" процесі қалай жүзеге асатыны және қалайша модель зерттеу үшін "өте ыңғайлы" болатыны түсініксіз. Моделмен жұмыс жасау мүмкін болатын модель түсінігін қалыптастыру үшін ең алдымен мынадай екі негізгі қағиданы айқындаймыз:
1. Объектінің моделі (О1) өз кезегінде объект (О2) болып табылады, басқаша айтқанда, материалдық немесе таңбалық (знаковый) объект.
2. Тәуелсіз объект (О2) оның кейбір қасиеттерін (A', B', C') бастапқы Объектінің кей қасиеттеріне (A, B, C) теңестіргенде ғана модель болады.
3- cурет. Объектінің (О1) моделі (О2)
A, B, C, ... , D, E - Объектінің бақыланып отырған қасиеттері, A', B', C', ... , F, G - моделдің бақыланып отырған қасиеттері. Объектінің қасиеттері A, B, C мен модельдің қасиеттері A', B', C' арасында сәйкестік орнатылған.
3.1 Модельдердің түрлері
Модельдер материалдық (физикалық) және таңбалық (математикалық) болып екі топқа жіктеледі.
Физикалық модель - басқа объектінің моделі болатын физикалық объект. Мысал үшін, пластмассаның бір түйірінің детальдары мен автомобиль
детальдарының өлшемдерінің қатынастары сәкес келсе, бұл пластмасса автомобильдің моделін көрсетеді.
Математикалық модельдер ұқсас қасиеттерге ие немесе изоморфты болып келетін процестер мен құбылыстардың бүтіндей класын сипаттайды.
ЭЕМ дамуына байланысты компьютердің көмегімен айтарлықтай күрделі жүйелерді қайталайтын, олардың кейбір қасиеттерін сызба түрінде көрсететін моделдер құру жақсы дамыды. Компьютерлік моделдер математикалық моделдердің прототипі болады және математикалық формула, кесте, график, деректер қоры түрінде объект туралы білімдерден (ақпараттардан) тұрады. Мұндай моделдер жүйенің ішкі характерситикасы мен сыртқы шарттарының өзгерісі кезінде де оптимизация мәселелерін шеше отырып, жүйе беталысын зерттеуге мүмкіндік береді [10, 11].
3.2 РААЖ-дың математикалық моделі
Ренин-Ангиотензин жүйесінің адам ағзасындағы реакцияларын сипаттайтын математикалық моделі төменде келтірілген. Бұл модель дифференциалдық теңдеулер жиынынан тұрады. Бұл теңдеулер гипертониялық ауруы бар емделушілер мен нормотензивті емделушілерді және оларды емдеудің фармокотерапевттік тәсілін модельдеуге мүмкіндік береді. Мұнда артериялық қысымның эффект мөлшері мен Ренин-Ангиотензин жүйесінің биохимиялық компоненттері арасындағы тәуелділік келтірілген. Ренин- Ангиотензин жүйесін математикалық модельдеу артериялық қысым мен фармакотерапияны гомеостатикалық бақылаудың қиындықтары туралы ақпарат алуда ең ұтымды әдіс болып табылады.
РАЖ биохимиялық моделі. РАЖ математикалық моделін құру үшін жасалатын алғашқы болжам артериялық қысымды гомеостатикалық бақылау ангиотензин ІІ-нің вазоконстрикторлық әсерінен болатынынан тұрады. Барлық уақыт бойынша өзгеріп отыратын өзара әрекеттесетін түрлерді (ренин, ангиотензин І, ангиотензин ІІ және орташа артериялық қысым) сипаттайтын сызықты емес дифференциалдық теңдеулер жиынында молекулярлық өзара әрекеттесу жүйесін аудару жолымен РАЖ моделі алынған. Бұл жүйе биохимиялық кинетиканың стандартты қағидалары бойынша кинетикалық теңдеулер жиынына түрленген және динамикалық айнымалылар кеңістігінде қарастырылған [12, 13, 14].
Алискирен - гипертонияны емдеу үшін қолданылатын ренин жұмысын баяулатқыш (ингибитор), моделде алискиреннің бәсекелестік тежелу әсерін ескеру үшін ренинге арналған динамикалық теңдеу (1) формулада келтірілген [15]. Ренин [R], ангиотензин I [AngI], ангиотензин II [Ang II] және орташа
арифметикалық қысым (MAP, Mean Arterial Pressure) концентрациясы үшін динамикалық теңдеу:
Параметрлер 1-кестеде берілген. Теңдеудегі барлық параметрлер РАЖ моделін құрайтын берілген тәжірибелік мәліметтер бойынша есептелінген. Есептеулер тұрақты жағдай бойынша жасалған [16, 17]. Теңдеу моделін санмен шешу және жүзеге асыру MATLAB(R) - та жасалды.
1- кесте. РАЖ моделі параметрлері
Сипаттама
Мәні
Бірлік
Дерек көзі
Рениннің бөліну жылдамдығы
х [ ][ ][12]
1 1
[21]
Алискирен үшін
ренинді баяулату тұрақтысы
х [ ][ ]
M
BRENDA [24]
1
Кері байланыс
тұрақтысы
170
Mm Hg
Алдын ала
есептеу
1
Ренинді төмендету
жылдамдығы
х [ ][ ]
[ ][1]
[25]
синтездеу
жылдамдығы
80
[ ][1]
[26]
І синтездеу
жылдамдығы
х [ ][ ]
[ ][1]
Алдын ала
есептеу
1
І- бірігу
жылдамдығы
2,3
[ ][1]
Алдын ала
есептеу
МАР тұрақтысы
х [1 ]
[ ][1]
Алдын ала
есептеу
2
МАР ыдырау
жылдамдығы
х [ ][ ]
[ ][1] [ ][ ][1]
[14]
5-сурет. Классикалық РАЖ блоктық схемасы
Бауырдан бөлінген рениннің (R) әсерінен бүйректен ангиотензин І (Ang I) бөлінгенге дейін ангиотензиноген (А) бөлінетіні (2) формулада көрсетілген. Ангиотензин түрлендіруші фермент (АСЕ) әсерінен өкпе эпителиінен бөлінген ангиотензин І (Ang I) ангиотензин ІІ гормонына (Ang IІ) айналады, бұл процесс
(3) формулада келтірілген. Бұл пептид негізінен АТ рецепторымен әрекеттеседі, осылайша жүрек-қантамыр органдары тамырлардың тарылуына және қан айналымының реттелуіне әсер етуі (4) формулада сипатталады [19, 20].
6-сурет. Алынған тәжірибелік нәтижелердің графиктері
Ренин (А), ангиотензин І (В), ангиотензин ІІ (С) және МАР (Mean Arterial Pressure, орташа артериалық қысым, D) алискиреннің (0,1 нМ-6 нМ) әр түрлі дозасына гипертензив жүйенің РАЖ реакциясын модельдеу арқылы жасалған графиктері төменде келтірілген.
3.1 Математикалық модель бойынша алынған нәтижелер
РАЖ математикалық моделі рениннің баяулату механизмін есепке алады.
[R] = 0, [Ang I] = 0, [Ang II] = 0 и MAP = 0 параметрлері мен бастапқы шарттары жиыны 1 кестеде келтірілген. Тәжірибелік мәліметтер мен тұрақты жағдайдағы әрбір химиялық заттар мен артериялық қысым үшін сандық есептеулерінің нәтижелері 2 кестеде келтірілген.
1- кесте. РАЖ химиялық заттардың тәжірибелік және сандық көрсеткіштері
Химиялық заттар
Тәжірибелік мәліметтер
Модельдеу нәтижесі
Ренин (pM)
0.725 [15]
0.72
Ангиотензин І (nM)
22.62 [16]
22
Ангиотензин ІІ (pM)
25.3[17]
25
Орташа артериялық
қысым (mm Hg)
85.3 [17]
84
РАЖ математикалық моделі артериялық қысымды гемеостатикалық бақылау мен оны модельдеудегі фармокологиялық тәсілдің күрделілігі жайлы ақпарат алу үшін пайдалы. Бұл моделді РАЖ туралы спецификалық патофизиология мен фармокологияда толық ақпаратқа ие бола отырып дамыта аламыз.
Ренин-Ангиотензин жүйесінің адам ағзасындағы реакцияларын сипаттайтын математикалық моделі жасалды. Бұл модель дифференциалдық теңдеулер жиынынан тұрып гипертониялық ауруы бар емделушілер мен нормотензивті емделушілерді және оларды емдеудің фармокотерапевттік тәсілін модельдеуге мүмкіндік береді. Мұнда артериялық қысымның эффект мөлшері мен Ренин-Ангиотензин жүйесінің биохимиялық компоненттері арасындағы тәуелділік келтірілген. Ренин-Ангиотензин жүйесін математикалық модельдеу артериялық қысым мен фармакотерапияны гомеостатикалық бақылаудың қиындықтары туралы ақпарат алуда ең ұтымды әдіс болып табылады.
1 WPF ОРТАСЫНДА ЖҰМЫС ЖАСАУ
Windows Presentation Foundation (WPF) - Windows ортасына арналған графикалық жүйе. WPF аппараттық жылдамдатуды қолданатын, HTML Flash cияқты бейнелеудің заманауи технологияларының ықпалымен .NET үшін жобаланған орта.
WinForms негізінде жасалатын дәстүрлі қосымшаларда басқару элементтері мен графикаға User32 және GDI+ сияқты Windows операциялық жүйесінің бөліктері жауап берсе, WPF негізіндегі қосымшалар DirectX-ке негізделген. WPF-те графиканы жүзеге асырудың негізгі ерекшелігі: WPF-ті қолдануда қарапайым батырмалар, күрделі 3D моделдер сияқты графикаларды жасау кезіндегі негізгі жұмыстар графиканың аппараттық жылдамдатуында қолданылатын видеокартадағы графикалық процессорда жасалады. Ең басты ерекшелігі интерфейсті жасауда декларативті XAML тілінің қолданылуы болып табылады [32].
3.1 WPF ортасының артықшылықтары
* Қосымша логикасын құру кезінде .NET платформасындағы C# және VB.NET сияқты дәстүрлі программалау тілдерінің қолданылуы.
* XML тіліне негізделген және графиканы құрудың программалық альтернативасын көрсететін XAML тілін қолданып графикалық интерфейсті декларативті анықтау мүмкіндігі. Сонымен қатар, XAML мен C#VB.NET программалау тілдерін қосу мүмкіндігі.
* Экран өлшемдерінен тәуелсіздігі: WPF ортасындағы барлық элементтер құрылғыдан тәуелсіз бірліктермен өлшенгендіктен, мұнда жасалған қосымшалар әр түрлі өлшемдегі әр түрлі экрандар үшін оңай масштабталады.
* WinForms қосымшаларына жету қиын болған жаңа мүмкіндіктері, мысалы, үш өлшемді модельдерді құру, деректер байланысы, стильдер, үлгілер, тақырыптар және т.б. сияқты элементтерді пайдалану.
* WinForms-мен жақсы байланыс жасауы, мысалы, WPF-те дәстүрлі WinForms қосымшаларындағы басқару элементтерін қолдануға болады.
* Әртүрлі қосымшаларды жасаудың бай мүмкіндіктері: мультимедиалық, екі өлшемді және үш өлшемді графикасы және кіріктірілген басқару элементтерінің бай жиынтығы, сондай-ақ анимацияларды, деректерді байланыстыруды, стильдерді, үлгілерді, тақырыптарды және тағы басқаларды жасаудың жаңа элементтерін жасау мүмкіндігі.
* Аппараттық графиканы жылдамдату - 2D немесе 3D, графика немесе мәтінмен жұмыс істесеңіз де, программаның барлық компоненттері Direct3D арқылы түсінікті объектілерге аударылады, содан кейін өнімділікті
жақсартатын, графиканы жақсартатын видеокартадағы процессор арқылы визуалдандырылады.
* Көптеген Windows операциялық жүйелері үшін қосымшаларды жасау - Windows XP-ден Windows 10 операциялық жүйелеріне дейін.
Сонымен қатар, WPF ортасында белгілі шектеулер бар. Үш өлшемді визуализацияны қолдауына қарамастан, үш өлшемді бейнелерді, әсіресе ойындарды көп мөлшерде қажет ететін қосымшаларды жасау үшін DirectX объектісінің басқа өнімдерін немесе Monogame, Unity сияқты арнайы құралдарды қолдану керек. Сондай-ақ, Windows Forms қосымшалармен салыстырғанда, WPF программаларының саны және оларды жадыны орташа есеппен пайдалану көрсеткіші шамалы жоғары екенін атап өткен жөн. Бірақ бұл сызбалық графика кезінде кеңірек графикалық мүмкіндіктер мен жоғары өнімділікпен өтеледі.
XAML - Microsoft корпорациясының WPF нұсқасының бірінші нұсқа- сымен бірге келген белгілеу тілі. Енді ол Silverlight және Windows Phone 7 (негізінен сол Silverlight) үшін пайдаланылады. Осылайша, қазіргі таңда ХАМЛ-ны белсенді пайдаланатын адамдар аз. Дегенмен, тиімді жұмыс жасау үшін, менің тілімде тұрған тұжырымдамаларды түсіну пайдалы болады, сол себепті жеке құрылыстар еліктірмейді. Жоғарғы деңгейлі программалау тілдері C, C ++, C #, Pascal, Basic және басқа да көптеген танымал программалау тілдері болып табылады. Негізгі идея - императивті тілде не істеу керектігін айтады. Бұл XAML белгілеу кеңейтіліміне түрлі деректерді (басқару элементтерінің сипаттарынан Entity Framework арқылы дерекқор өрістерін жүзеге асыратын жалпы сипаттарға) байланыстыруға мүмкіндік беретін икемді механизм. Деректерді байланыстыру Binding классы арқылы ұсынылады, ол, өз кезегінде, MarkupExtension класынан мұраланған, бұл кодты ғана емес, байланыстыруды пайдалануға мүмкіндік береді. Ресурс жүйесі сізге үлгілерді, стильдерді, қылқаламдарды, анимацияны және олармен жұмыс істеуді айтарлықтай жеңілдететін басқа да интерактивті элементтерді біріктіруге мүмкіндік береді. Ресурстар FrameworkElement сыныбының Ресурстар сипатында орнатылады, оның үстіне барлық басқару элементтері, орналасулар және тіпті Бағдарлама сыныбы мұраға алады. Бұл көп деңгейлі ресурс жүйесін жасауға мүмкіндік береді. WPF векторларын пайдаланып, тіктөртбұрыштар мен эллиптер, сондай-ақ графикалық жолдар сияқты таралған жалпы екі өлшемді пішіндермен қамтамасыз етеді. Және олардың функционалдығы, нысандар қарапайым басқару элементтеріне қол жетімді көптеген мүмкіндіктерді іске асырады.WPF ортасындағы екі өлшемді графика градиенттер, нүктелік кескіндер, сызбалар, бейне кескіндері, айналу, масштабтау және қиғаштау сияқты визуалды әсерлерді қамтиды.
1. 2 WPF платформасының архитектурасы
WPF архитектурасын схема түрінде былай көрсетуге болады:
7-сурет. WPF технологиясының архитектурасы
Схемадан көріп отырғанымыздай, WPF екі деңгейге бөлінеді: Managed(басқарылатын) API және Unmanaged(басқарылмайтын) API (DirectX арқылы интеграция деңгейі). Басқарылатын API (басқарылатын API) Common Language Runtime астында іске қосылатын кодты қамтиды. Бұл API WPF платформасының негізгі функцияларын сипаттайды және келесі құрамдастардан тұрады:
* PresentationFramework.dll: графикалық интерфейсті құру үшін қолданылатын компоненттер мен басқару элементтерінің барлық негізгі нұсқаларын қамтиды
* PresentationCore.dll: құрамында PresentationFramework.dll көптеген кластары үшін барлық негізгі типтерден тұрады.
* WindowsBase.dll: WPF ортасын пайдаланылатын платформаның сыртында да пайдалануға болатын бірнеше көмекші кластардан құралған.
* Басқарылмайтын API жоғарыда көрсетілген қабатты DirectX арқылы біріктіру үшін пайдаланылады:
* milcore.dll: WPF компоненттері мен DirectX объектісін біріктіруді қамтамасыз етеді. Бұл компонент DirectX арқылы өзара әрекеттесу үшін басқарылмайтын кодпен (C C ++) жазылған.
* WindowsCodecs.dll: WPF платформасында суреттер үшін төмен деңгейлі қолдауды қамтамасыз ететін кітапхана [33].
1.3 Модельдеу кезінде қолданылған элементтер
1.3.1 Жол негізіндегі анимацияға (path-based animation) шолу
Жол негізіндегі анимация PathGeometry объектісіне сипаттама беру үшін пайдаланады. Мұндай анимация, негізінен, кез-келген қасиетті дұрыс деректер түрімен өзгерту үшін пайдаланылуы мүмкін, дегенмен, позицияны сипаттайтын сипаттарды анимациялауға ыңғайлы. Шын мәнінде, анимацияның негізделген класстары негізінен белгілі бір траектория бойынша визуалды әсерлерді қозғауға көмектесетін.
PathGeometry объектісі тікелей сызықтарды, доғаларды және қисықтарды қамтуы мүмкін пішінді сипаттайды. Төменде PathGeometry объектісі мысал болып табылады, ол екі аркадан және соңғы нүктені бастапқы нүктемен байланыстыратын тікелей желі сегментінен тұрады. Бұл шағын векторлық кескін біркелкі жүретін жабық жолды құрайды.
Мұндай мысал жасау өте оңай. Бірінші қадам - сіз пайдаланғыңыз келетін жолды белгілеу. Бұл мысалда ол ресурс ретінде сипатталады. Талап етілмесе де, осы мысалда жол көрсетіледі. Осылайша, сурет белгілі бір бағытта жүретініне көз жеткізуге болады. Бағытты көрсету үшін жолдың элементін көрсетілген геометрияны қолдану жеткілікті.
Жол элементі кенепте осы жолда жылжытқыңыз келетін сурет элементімен бірге орналастырылады. Соңғы қадам - суретті қозғайтын анимацияны жасау. Кескінді жылжыту үшін Canvas.Left және Canvas.Tor сипаттарын өзгертуіңіз керек. Бұл трюк DoubleAnimationUsingPath анимациясы арқылы орындалады, бірақ олар Canvas.Left сипатымен және екіншісі Canvas.Tor сипаттамасынмен бірге жұмыс істейді.
Көріп отырғаныңыздай, жолға негізделген анимацияны жасау кезінде басталу және аяқталу мәндері көрсетілмейді. Оның орнына PathGeometry геометриясы көрсетіледі, ол PathGeometry сипатында қолданылуы керек. PointAnimationUsingPath сияқты кейбір анимациялық класстар, екі компонентті мақсатты қасиетке, X және Y координаталарына теңестіреді. DoubleAnimationUsingPath класы бұл мүмкіндікті айырады, себебі ол бір қос мәнді орнатады. Осы себепті, сіз сондай-ақ жолдың X координатасын
пайдаланған кезде және Y пайдаланған кезде көрсету үшін, Сілтеме сипатын X және Y мәндеріне орнатуыңыз керек.
PathGeometry объектісі. PathGeometry барлық геометрияның қуатын қамтиды. Бұл объект басқа геометриялық объектілерді, сонымен қатар әлдеқайда көп нәрсені шығара алады. Осыған байланысты жалғыз кемшілігі ұзақ (кейде күрделі) синтаксис. Әрбір PathGeometry объектісі бір немесе бірнеше PathFigure нысандарының негізінде жасалады (PathGeometry.Figures жинағында сақталады). Әрбір PathFigure фигурасы жабық немесе ашық болуы мүмкін жалғанған және қисық сызық сегменттерінің үздіксіз жиынтығы болып табылады. Суреттің соңғы сызығының соңы бірінші жолдың басына қосылған болса, сурет жабылады.
PathFigure класы төменде сипатталған төрт басты қасиетке ие:
StartPoint қасиеті. Суреттің бірінші сызығының бастау нүктесі
Segments қасиеті. Пішін салу үшін пайдаланылатын PathSegment нысандарының жиынтығы.
IsClosed қасиеті. Егер ақиқат болса, WPF бастапқы және аяқталу нүктелерін байланыстыратын сызықтық сегментті қосады (олар сәйкес келмесе).
IsFill қасиеті. Егер ақиқат болса, пішіндегі аумақ Path.Fill арқылы толтырылады.
PathFigure - сегменттер сериясынан тұратын үздіксіз сызықта жазылған пішін. Дегенмен, трюк сегменттердің бірнеше түрі бар және олардың барлығы PathSegment класын мұраға алады.
Олардың кейбіреулері желілік сегментті сызатын LineSegment сияқты қарапайым. Басқалар, мысалы BezierSegment, қисық сызықтары бар, сондықтан олар күрделі. Фигураны құрастырғанда, әр түрлі сегменттерді араластыра аласыз.
1.3.2 Storyboard негізіндегі анимацияға шолу
Анимация - уақыт кестесінің жалғыз пайдалы түрі емес. Басқа уақыт шкаласы класстары уақыт кестелерінің жиынтығын ұйымдастыруға көмектеседі және сипаттарға уақытты қолдану. Контейнердің уақыт кестесі TimelineGroup сыныбынан алынып, ParallelTimeline және Storyboard қосу.
Storyboard - контейнерлік уақыт кестесінің түрі, ол қамтылған уақыт туралы ақпаратты қамтамасыз етеді. Сюжеттер тақтасы кез-келген уақыт кестесін, соның ішінде басқа контейнерлік уақытты және анимацияларды қамтуы мүмкін. Стереотип объектілері түрлі нысандар мен сипаттарға әсер ететін уақыт кестелерін бірыңғай уақыт шкаласы ағашына біріктіруге
мүмкіндік береді, бұл күрделі уақыттық әрекеттерді ұйымдастыруды және басқаруды жеңілдетеді. Оның мысалы төмендегі листингте келтірілген:
1- листинг. Storyboard негізінде анимация құру мысалы
Storyboard x:Key="Storyboard1" RepeatBehavior="Forever"
ColorAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetProperty="(Shape.F ill).(SolidColorBrush.Color)" Storyboard.TargetName="ellipse7"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0" Value="#00FF0000"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1" Value="Red"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1.3" Value="#00FF0000"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1.6" Value="#00FF0000"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1.9" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:2.2" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:2.5" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:2.8" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:3" Value="#00FF0000"
ColorAnimationUsingKeyFrames
Сюжеттер тақтасы жанбайтын класстардың тәуелділік қасиеттерін жандандыру үшін қолданылуы мүмкін (класс анимациясын жасайтын неғұрлым толық ақпарат алу үшін Анимация шолу бөлімін қараңыз). Дегенмен, storyboarding негізі деңгейдегі мүмкіндік болғандықтан, нысан FrameworkElement немесе FrameworkContentElement бағдарламасының NameScope элементіне тиесілі болуы керек.
1.1.1 TimeLine класына шолу
Әр анимация бірқатар негізгі қасиеттерге негізделеді. Олардың кейбіріне тоқтала кетсек: Кімнен (бастапқы нүкте) және Кімге (соңғы нүкте) (интерполяция арқылы анимациялық класстарда ұсынылған), сондай-ақ Duration and FillBehavior (барлық анимациялық класстарда көрсетілген). Қозғалмас бұрын, жұмыс істеу керек қасиеттерге мұқият қарау керек.
Класс иерархиясы TimeLine дерексіз классынан мұраға алған үш негізгі саланы қамтиды (8-сурет). MediaTimeLine класы аудио және бейне файлдарын ойнатқанда қолданылады. AnimationTimeline сыныбы әлі күнге дейін қарастырылып отырған сипатқа негізделген анимациялық жүйе үшін қызмет етеді. Ақыр соңында, TimelineGroup уақыт шкалаларын синтездеуге және оларды ойнатуды басқаруға мүмкіндік береді.
BeginTime қасиеті. Анимация басталғанға дейін кешігуді орнатады (TimeSpan ретінде). Бұл кешіктіру жалпы уақытқа қосылады, сондықтан бес секундтық кідіріспен бес секундтық анимация жалпы алғанда он секундты
құрайды. BeginTime сипаты бір уақытта іске қосылатын түрлі анимацияларды үндестіруге ыңғайлы, бірақ олардың әрекеттерін дәйекті орындауы керек.
Duration қасиеті. Ұзақтық нысаны ретінде басынан аяғына дейін анимация орындау уақытының ұзақтығын орнатады.
8-сурет. TimeLine класының графикалық терезесі
Speedratio қасиеті. Анимация жылдамдығын көбейтеді немесе азайтады. Үнсіз келісім бойынша, SpeedRatio 1-ге тең болады. Егер оны көбейтсеңіз, анимация тезірек аяқталады (мысалы, SpeedRatio 5-ке тең болса, анимацияны бес есе жылдамырақ орындайды). Егер осы сипаттың мәнін азайтып жатсаңыз, анимация баяулатады (мысалы, SpeedRatio параметрін 0,5 есе нәтижені екі есе ұзындыққа созылатын анимацияда орнату). Сол нәтижені алу үшін анимацияның Ұзақтық сипатын өзгертуге болады. BeginTime кідірісі қолданылғанда, SpeedRatio сипаты ескерілмейді.
RepeatBehavior қасиеті. Анимацияны белгілі бір уақытты немесе көрсетілген уақыт аралығымен қайталауға мүмкіндік береді. Нақты мінез- құлықты осы сипатты орнату үшін пайдаланылатын RepeatBehavior нысаны анықтайды.
BeginTime, Duration, SpeedRatio және AutoReverse болса да, кейбір басқа қасиеттерге мұқият қарау қажет. Төмендегі бөлімдерде AccelerationRatio, DecelerationRatio және RepeatBehavior туралы толық мәліметтер беріледі
1.3 Expression Blend программасында анимация жасау
Microsoft корпорациясы жасап шығарған Expression Blend программалау ортасы өнеркәсіптік деңгейдегі WPF және Silverlight қосымшаларын жасауға арналған. Бұл құрал пайдаланушыға жұмыс үстелі бағдарламаларын (WPF API) және веб-қосымшаларды (Silverlight API) жасауға болатын жетілдірілген графикалық интерфейспен қамтамасыз етеді. Сонымен бірге барлық қажетті XAML түзету автоматты түрде жасалады.
9-сурет. Expression Blend программалау ортасының көрінісі
Expression Blend функциялары басқару элементтерін құру және реттеу, анимациялар тізбегін, арнайы стильдер мен үлгілерді жасау, жаңа пайдаланушы элементтерін құру және т.б. жасау үшін жетілдірілген құралдармен қамтамасыз етеді, сондықтан осы бағдарламаны оқу .NET платформасында программа жазумен айналысатын мамандардың графикалық жұмыстарға кететін уақытын үнемдейді.
Expression Blend интеграцияланған даму ортасында жұмыс жасаудың негізін қол жетімді мысалдардың біреуін жүктеу арқылы пайдалану құрайды (9- сурет). Бұл нақты жоба қалай жасалатындығын көруге болатындығын және WPF және Silverlight платформаларында жасалуы мүмкін қосымшалардың түрлерін толық бейнелеу жолын көрсетеді.
1.3.1 Expression Blend ортасында жобаны жүктеуге шолу
Expression Blend интеграцияланған даму ортасын зерттеуге кіріспес бұрын, біз жобада Expression Blend бағдарламасында қалай жүзеге асырылатынын түсіндіріп өткен жөн.
Expression Blend программасында F5 пернесін немесе Ctlr + F5 пернелер тіркесін басқан кезде ағымдағы жоба жасалады және орындалады. Егер сіз WPF программасын жасасаңыз, соңғы нәтиже әдетте компьютердің операциялық жүйесіндегі жұмыс үстелінде пайда болатын жаңа терезе болып табылады. Егер Silverlight платформасында жаңа программа жасасаңыз, әдепкі бойынша пайдаланылатын браузер терезесінде осы қолданбаны орналастыратын веб-бет жүктеліп, көрсетіледі.
ColorSwatchSL жобасын жасау кезінде тінтуір меңзерін түсті жолақтарға жылжытқанда, оларды арнайы анимация арқасында алғва қарай қоюға болады. Түсті жолақтардың біреуін басса, басқа да анимациялар тізбегіне байланысты
бөлшектер аймағы пайда болады.
Монтаждау үстелі. Монтаждау үстелі Expression Blend терезесінің ортасында орналасқан және ол бірден қолданылатын бұл интеграцияланған даму ортасының ең бірінші компоненті болып табылады. Өйткені бұл визуалды дизайнер кез-келген терезенің көрінісін WPF бағдарламасында немесе Silverlight қолданбасының пайдаланушы интерфейсінің элементінде жасау үшін пайдаланылады. Төменгі сол жақта, орнату үстелінде басқару элементтері бар, олар күткендегідей, құрастыру үстеліндегі басқару элементтері деп аталады. Олардың көмегімен осы визуалды дизайнердің бетінің жалпы көрінісін өзгертуге болады.
Монтаждау үстелінің басқару элементтері. Сол жақ төменгі шепте уақыт шкаласына арналған басқару элементтерінің аумағында визуалды дизайнердің бетін өлшеуге болатын масштабтау басқару элементі болып табылады. Бұл басқару элементін басқару арқылы, ол белгілі бір мәнді енгізе алатын, тізімнен алдын-ала анықталған мәнді таңдауға, шкалады тінтуірдің сол жақ батырмасын басу арқылы орнатуға және оны курсор қалағанша ұстап тұратын аралас басқару екендігін көресіз шкаланың шамасы, жүгірткі бойымен жүгірткіні жылжытқанда. Ағымдағы құрастыру кестесін өзгерту мүмкіндігі, басқалармен қатар, арнайы мазмұнмен, деректерді байланыстыру үлгілерімен және арнайы стильдермен басқару кезінде өте пайдалы.
Визуалды дизайнердегі пайдаланушы интерфейсі элементіне қолданылатын кез-келген визуалды әсерді қосу немесе өшіруге қызмет ететін математикалық функция белгісі (fx) арқылы бақыланады.
Expression Blend құрамында алдын ала анықталған визуалды әсерлер, соның ішінде көлеңкелі әсері бар. Ерекше пайдаланушы интерфейстерін құру
кезінде, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ақпараттық жүйелер кафедрасы
УДК 519.876.5 Қолжазба құқығы
МАГИСТРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ
Артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу
6М070300 - Ақпараттық жүйелер
Орындаған Алпысбай Г.Е. ақпан 2019 ж.
қолы
Норма бақылаушы Бурибаев Б.Б. ақпан 2019 ж.
қолы
Ғылыми жетекші
Доцент Бедельбаев А.А. ақпан 2019 ж.
қолы
Қорғауға жіберілді:
Кафедра меңгерушісі
PhD докторы Есенгалиева Ж.С. ақпан 2019 ж.
қолы
Алматы 2019
ТҮЙІНДЕМЕ
Магистрлік диссертация 60 беттен, 33 суреттен, 36 пайданылған әдебиеттен және қосымшадан тұрады.
Кілттік сөздер: артериялық қысым, тұз құрамы, тығыз дақ жасушалары, химиялық-биологиялық процестер, модельдеу, WPF.
Жұмыстың өзектілігі. Қазіргі таңда көп кездесетін бүйрек ауруларының шығу жолын қарастырып, WPF графикалық жүйесінің мүмкіндіктері мен артықшылықтарын пайдалана отырып, артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу.
Жұмыстың мақсаты. Артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу арқылы осы салада зерттеу жүргізуді бастаған адамдарға осы процестердің қалай жүзеге асатындығын визуалды түрде көрсету.
Зерттеу пәні ретінде артериалдық қысым мен қандағы тұз құрамының өзгерісін қалыпқа келтіруге қатысатын нефронның бөліктері мен Ренин- Ангиотензин-Альдостерон жүйесі қарастырылады.
Зерттеу объектісі - Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесінің жұмыс жасауына алғышарт болып табылатын тығыз дақ жасушалары.
Зерттеуді одан әрі дамыту. Ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің математикалық және компьютерлік моделін одан әрі дамыту арқасында адамның гормоналдық бүйректер жүйесін молекулалық деңгейде модельдеуге болады.
РЕФЕРАТ
Магистерская диссертация состоит из 60 страниц, 33 рисунков, 36 источников и приложения.
Ключевые слова: артериальное давление, солевой состав, клетки плотного пятна, химико-биологические процессы, моделирование, WPF.
Актуальность работы. В настоящее время часто встречающейся болезни почек связаны с артериальным давлением и солевым составом крови. Компьютерное моделирование химико-биологических процессов протекающих клетках плотного пятна нефрона при изменении артериального давления и солевого состава крови используя возможностей и преимуществ технологии WPF.
Цель работы. Демонстрация людям, которые начали свои исследования в этой области как эти процессы будут выполняться с помощью компьютерного моделирования химико-биологических процессов протекающих клетках плотного пятна нефрона при изменении артериального давления и солевого состава крови.
В качестве предмета исследования рассматриваются части нефрона, которые участвуют в нормализации изменений артериального давления и солевого состава крови, Ренин-Ангиотензин-Альдостероновая система.
Oбъектом исследования является клетки плотного пятна, которые являются предварительными условиями для функционирования системы Ренин-Ангиотензин-Альдостерон.
Дальнейшее развитие исследований. Дальнейшая разработка математической и компьютерной модели ренин-ангиотензин-альдостероновой системы позволит моделировать гормональную систему почек человека на молекулярном уровне.
ABSTRACT
The graduate work consists of 60 pages, 33 drawings, 36 sources and application.
Keywords: blood pressure, saline composition, dense spot cells, chemical and biological processes, modeling, WPF.
Relevance of the work. Currently, the most common kidney disease associated with blood pressure and saline composition of blood. Computer simulation of chemical and biological processes of the flowing cells of a dense nephron stain with a change in blood pressure and saline composition of blood using the capabilities and advantages of the WPF technology.
Objective. Demonstration to people who began their research in this area how these processes will be carried out using computer simulation of chemical and biological processes of flowing cells of a dense nephron spot with a change in blood pressure and saline blood composition.
As the subject of the research, the parts of the nephron that are involved in the normalization of changes in blood pressure and saline blood composition, Renin- Angiotensin-Aldosterone system.
Object of research are the dense spot cells, which are preconditions for the functioning of the Renin-Angiotensin-Aldosteron system.
Further development of the research. Further development of the mathematical and computer model of the renin-angiotensin-aldosterone system will allow modeling the hormonal system of the human kidneys at the molecular level.
БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
РААЖ - Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі WPF - Windows Presentation Foundation
R - Renin
Ang I - Angiotenzin I Ang II - Angiotenzin II
MAP - Main Arterial Pressure, орташа артериялық қысым
ACE - Angiotensin-Converting Enzyme, ангиотензин тудырушы фермент GDI - Graphics Device Interface
XAML - eXtensible Application Markup Language XML - eXtensible Markup Language
API - Application Programming Interface
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 7
1 ҚАН ҚҰРАМЫН РЕТТЕУ КЕЗІНДЕГІ НЕФРОННЫҢ ТЫҒЫЗ ДАҚ ЖАСУШАЛАРЫНЫҢ ҚЫЗМЕТІНЕ ШОЛУ 10
1.1 Нефрон және оның атқаратын қызметі 10
1.2 Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі 11
2 РЕНИН-АНГЕОТЕНЗИН-АЛЬДЕСТЕРОН ЖҮЙЕСІН СИПАТТАЙТЫН МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬ 14
2.1 Модельдердің түрлері 14
2.2 РААЖ-дың математикалық моделі 15
2.3 Математикалық модель бойынша алынған нәтижелер 18
3 WPF ОРТАСЫНДА ЖҰМЫС ЖАСАУ 19
3.1 WPF ортасының артықшылықтары 19
3. 2 WPF платформасының архитектурасы 21
3.3 Модельдеу кезінде қолданылған элементтер 22
3.3.1 Жол негізіндегі анимацияға (path-based animation) шолу 22
3.3.2 Storyboard негізіндегі анимацияға шолу 23
3.3.3 TimeLine класына шолу 24
3.4 Expression Blend программасында анимация жасау 26
3.4.1 Expression Blend ортасында жобаны жүктеуге шолу 27
3.4.3 Grid объектісімен жұмыс жасау 28
4 КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛЬ ЖАСАУ 32
4.1 Тығыз дақ жасушаларының компьютерлік моделін жасау бойынша жобалау 32
4.2 Программалық өнімге сипаттама 39
ҚОРЫТЫНДЫ 55
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 58
ҚОСЫМША 61
КІРІСПЕ
Денсаулық сақтау саласында ақпараттық технологияларды енгізу Қазақстан Республикасында денсаулық сақтауды дамытудың қабылданған жоспарлары мен бағдарламаларына негізделеді. Ең алдымен, Қазақстан-2050 стратегиясы, Ақпараттық Қазақстан-2020 мемлекеттік бағдарламасы,
Саламатты Қазақстан стратегиялық даму жоспары [1], Қазақстанның Біртұтас ұлттық денсаулық сақтау жүйесі туралы [2], ұлт денсаулығын қорғау саласындағы конфигурация және негізгі саясат анықталды.
Қазіргі таңда әртүрлі салаларда, соның ішінде медициналық қызметіне ақпараттық техологияларды қолданудың маңыздылығы артып келеді. Бұл әртүрлі ақпараттық жүйелер мен технологияларды дамыту мен іске асыруды анықтайтын ғылым дамуының қозғаушы факторы болып табылады.
Еліміздегі медициналық мекемелерде компьютерді қолдану аясын талдағанда, компьютерді кеңінен пайдалану мәтіндік құжаттамаларды өңдеу, деректер қорын өңдеу және сақтау, статистика және қаржылық есеп дайындау бойынша ғана қолданылатынын байқауға болады [3].
Пәнаралық зерттеулер кез келген саладағы әдістер мен құралдарды біріктіру арқылы ғылыми прогресті жақсартуы мүмін. Бұл көбіне молекулалық биологияға тән. Қайта қосу, тербелістер, қалпына келтіру сияқты әр түрлі биологиялық жүйелерді жақсы түсіну үшін олардың математикалық моделдері жасалған. Сигналдарды жіберу арқылы динамикалық модельдеу және имитациялау жүйелік биологияның басты тақырыбы болып табылады және тәжірибелік немесе теориялық базасы бар зерттеушілердің назарын өзіне аудартуда. Жүрек-қантамыр-бүйрек физиологиясы модуляторлары ішінде РАЖ артериялық қысымды, ұлпа перфузиясы мен жасушадан тыс көлемді гомеостатикалық бақылауда басты рөл атқарады. Сондықтан ол қазірдің өзінде ауруды емдеу үшін сәтті дәрілік нысана болып отыр [4].
Ренин-Ангиотензин жүйесінің адам ағзасындағы реакцияларын сипаттайтын математикалық моделі келтірілген. Бұл модель дифференциалдық теңдеулер жиынынан тұрады. Бұл теңдеулер гипертониялық ауруы бар емделушілер мен нормотензивті емделушілерді және оларды емдеудің фармокотерапевттік тәсілін модельдеуге мүмкіндік береді. Мұнда артериялық қысымның эффект мөлшері мен Ренин-Ангиотензин жүйесінің биохимиялық компоненттері арасындағы тәуелділік келтірілген. Ренин-Ангиотензин жүйесін математикалық модельдеу артериялық қысым мен фармакотерапияны гомеостатикалық бақылаудың қиындықтары туралы ақпарат алуда ең ұтымды әдіс болып табылады.
Жұмыстың өзектілігі. Бүкіләлемдік денсаулық сақтау ұйымының мәліметі бойынша, әлемдегі әрбір бесінші ересек адам қан қысымы жоғары
немесе артериялық гипертензиядан зардап шегеді. Жүректің шабуылына және инсультқа жағдай жасау үшін гипертония мезгілсіз өлімнің маңызды биологиялық факторы болып табылады. Гипертониядан болатын өлім әлемде жылына 9 миллион адамнан асады. Статистика комитетінің мәліметі бойынша, Қазақстанда жыл сайын қан айналымы жүйесі ауруларына байланысты 30 мыңға жуық адам қайтыс болады. Жүрек-тамыр ауруларының құрылымында гипертония Қазақстандағы науқастардың жартысына жуығын құрайды. Гипертонияның басталуындағы факторлардың бірі ренин-ангиотензин- альдостерон жүйесінің жұмыс істеу деңгейінің артуы болып табылады, бұл қанның жоғары қысымына әкеледі.
Жұмыстың мақсаты. Артериалдық қысым және қандағы тұз құрамының өзгерісі кезінде нефронның тығыз дақтарындағы жасушаларда болатын химиялық-биологиялық процестерді компьютерлік модельдеу арқылы осы салада зерттеу жүргізуді бастаған адамдарға осы процестердің қалай жүзеге асатындығын визуалды түрде көрсету.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы. Симуляция препараты молекулаларының эффектілерін компьютерлік тестілеуді адам гормонының биохимиялық параметрлеріне оңтайландыруға мүмкіндік береді. Ренин- ангиотензин-альдостерон жүйесінің шамадан тыс жұмыс жасауы денсаулыққа қауіпті фактор болып табылады. Ангиотензиногенді трансформациялаудың компьютерлік моделінің мәні әртүрлі физиологиялық параметрлерді есепке ала отырып қан қысымын төмендетуге арналған препараттардың әсері туралы виртуалды зерттеулер мен эксперименттер жүргізу мүмкіндігінен тұрады. Диссертация тақырыбы пәнаралық болып табылады және биоинформатика, химоинформатика және молекулалық модельдеу саласында зерттеу ретінде жіктеледі.
Жұмысты орындау кезіндегі негізгі тапсырмалар:
1. Зерттелген мәселе бойынша әдебиеттерді аналитикалық шолу.
2. Ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің теңдестірілген математика- лық моделін құру.
3. Архитектураны құру үшін кластар ретінде өзара әрекеттесетін молекула- ларды алу.
4. Ренин мен ангиотензиногеннің өзара әрекеттесуі үшін белгілі бір клас- тарды пайдаланатын псевдокодты жазу.
5. Көмірсутекті онтогенез деңгейінде биохимиялық процестің мәнін сурет- тейтін анимацияны жасау.
6. Простогландиннің ренин гармонының бөлінуіне алып келетінін көрсету- ге арналған компьютерлік модельді жасау.
Зерттеу кезінде қолданылатын әдістер. Зерттеу тақырыбы бойынша ғылыми әдебиеттерді теориялық талдау, блок-схема диаграммалары, псевдо-
код, WPF графикалық платформасын қолдану арқылы молекулалардың биохимиялық өзара әрекеттесуін анимациялау, C# және XAML тілдерін қолдану арқылы программалау.
Жұмыстың күтілетін нәтижелері.
1. Биохимия бойынша әдебиеттерді талдау арқасында бүйректердегі ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесіндегі өзара қарым-катынасатын молекулалар анықтап талдау.
2. Адам ағзасындағы биологиялық белсенді заттардың белгілі концентрациялар негізінде ренин-ангиотензин-альдостерон бүйректер жүйесінің бірегей теңгерімді математикалық модель құру.
3. Сызбалардағы, диаграммалардағы класс архитектурасы құрастыру. Кластар архитектурасы келесі топтардан негізделген: ренин, ангиотензиноген, серин, аспартат, тирозин, аргинин, лейцин, валин, бірінші түрдегі ангиотензин, серпинді қалдық, су.
4. Жоғарыда анықталған кластарды пайдалана отырып, ренин мен ангиотензиногеннің өзара әрекеттесу процессінің жалған коды жазу.
5. Талданған әдебиеттер негізінде WPF графикалық платформасында биохимиялық реакцияны суреттейтін анимациясын жасау.
Жұмысты одан әрі дамыту арқылы мынадай нәтижеге қол жеткізуге болады: ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің математикалық және компьютерлік моделін одан әрі дамыту арқасында адамның гормоналдық бүйректер жүйесін молекулалық деңгейде модельдеуге болады.
Заманауи медицинаға жаңа компьютерлік технологияларды енгізу технологиялар емдік көмектің сапасын арттыруға әкелді. Әдіс компьютерлік томография (КТ) (әсіресе спиральды және мультиспиральды CT) бүгінгі күні операцияға дейінгі ең маңызды әдістерінің бірі болып табылады зерттеу. Мультиспиральді компьютерлік томографияның пайда болуымен (МСКТ), КТ технологиясының жаңа стандарты орнатылған, ол сөзсіз, оның қазіргі және болашақта дамуының магистральдық жолы бар. Алайда бағдарламалық қамтамасыз етудің көптеген модификацияларының негізгі кемшілігі компьютерлік томографтар-бұл төрт бүйрек визуализациясының фазалары. Автоматтандырылған компьютерлік қамтамасыз ету ең заманауи томографтар нақты үйлесімді және дәл бір интегралды бүйректі зерттеудің барлық төрт фазасын туралау топографо егжей-тегжейі туралы шынайы ақпарат бермейді бүйрек ішіндегі және вайындағы анатомиялық қарым-қатынас. Соңғы жылдары медициналық практика виртуалды әдістемелер кеңінен енгізіле бастады, олардың арқасында диагностикалық мүмкіндіктері мен нәтижелері жақсарды аурулары бар.
1 ҚАН ҚҰРАМЫН РЕТТЕУ КЕЗІНДЕГІ НЕФРОННЫҢ ТЫҒЫЗ ДАҚ ЖАСУШАЛАРЫНЫҢ ҚЫЗМЕТІНЕ ШОЛУ
1.1 Нефрон және оның атқаратын қызметі
Бүйрек - адам мен омыртқалы жануарлар организмінде несеп түзетін және оны шығаратын жұп орган. Ересек адамда әрбір бүйректің салмағы 120 - 200 г- дай, ұзындығы 10 - 12 см, ені 5 - 6 см, қалыңдығы 3 - 4 см-дей болады. Бүйрек іш қуысында, омыртқа бағанасының екі жағында - соңғы кеуде омыртқасы және жоғарғы бел омыртқа тұсында орналасады.
Бүйректің атқаратын қызметі:
* Су және бейорганикалық иондар балансын реттеу;
* Зат айналымының соңғы өнімдерін қаннан шығару;
* Бөгде химиялық қоспаларды қаннан шығару;
* Глюкогенез;
* Гормондарды бөлу.
Бүйректің негізгі морфологиялық және функционалдық бірлігі нефрон болып табылады. Әрбір бүйректе 1 млн. нефрон болады және олар бір - бірінен тәуелсіз түрде қанды фильтерден өткізіп отырады. Нефронның құрымымын 1- суреттен көруге болады.
1-сурет. Нефронның құрылысы
Нефронның негізгі функционалдық бөлігі Боумен капсуласы болып табылады. Боумен капсуласының өзі 2-суретте келтірілгендей өте күрделі құрылымнан тұрады [4, 5, 6].
2-сурет. Боумен капсуласының көрінісі
1.2 Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі
Дистальді шиыршық каналында орналасқан тығыз дақтардың жасушалары (Macula densa) қан құрамындағы иондық құрамға сезімтал болып келеді. Нефрондағы қан тамырларынан ағып жатқан қанның құрамында натрий деңгейінің төмендеуі, артериалық қысымның төмендеуі және симпатикалық стимуляция кезінде тығыз дақ жасушалары юкстогломерулярлы жасушаларға простогландин деп аталатын липидті физилогиялық белсенді заттар тобын жібереді. Бұл жағдайда юкстогломерулярлы жасушалар ренин гормонын бөліп шығарады. Осы кезде бауырдан ангиотензиноген деп аталатын биологиялық белсенді емес гликопротеин бөлінеді. Ренин мен ангиотензиноген өзара әрекеттесіп ангиотензин-I деп аталатын биологиялық белсенді емес декапептидке айналады. Ал өкпеден ангиотензин тудырушы фермент (ACE) бөлінунің нәтижесінде ангиотензин-II гормонына айналады. Ангиотензин-II- биологиялық белсенді октапептид.
Ренин-Ангиотензин жүйесі артериялық қысымның өздігінен реттеліп отыруы мен бүйректің жүрек-қан айналым жүйесі ауруларының туындауында маңызды рөл атқаратын жүйе. Ренин-Ангиотензин жүйесі тым белсенді болса, артериалық қысым өте жоғары болады. Барлық гипотензивті препараттар(қан қысымын төмендететін препараттар) бұл жүйені шектеуге бағытталған.
РАЖ каскадты түрде жұмыс жасайды: дистальді шиыршық каналында орналасқан тығыз дақтардың жасушалары (Macula densa) қан құрамындағы иондық құрамға сезімтал болып келеді.
3- сурет. Ренин-ангиотензин-альдостерон жүйесінің жұмыс жасау схемасы
Нефрондағы қан тамырларынан ағып жатқан қанның құрамында натрий деңгейінің төмендеуі, артериалық қысымның төмендеуі және симпатикалық стимуляция кезінде тығыз дақ жасушалары юкстогломерулярлы жасушаларға простогландин деп аталатын липидті физилогиялық белсенді заттар тобын жібереді. Бұл жағдайда юкстогломерулярлы жасушалар ренин (R) гормонын бөліп шығарады. Осы кезде бауырдан ангиотензиноген деп аталатын биологиялық белсенді емес гликопротеин бөлінеді. Ренин мен ангиотензиноген өзара әрекеттесіп ангиотензин-I (Ang I) деп аталатын биологиялық белсенді емес декапептидке айналады. Ал өкпеден ангиотензин тудырушы фермент (ACE) бөлінунің нәтижесінде ангиотензин-II гормонына айналады. Ангиотензин-II (Ang II) - биологиялық белсенді октапептид. Ол мынадай қызметтер атқарады:
* Симпатикалық белсенділікті жоғарылату;
* Қан құрамындағы натрий мен хлорды реабсорбция жасайды, калийді сыртқа шығарады және суды ұстап қалу;
* Оның әсерінен бүйрек үсті безінен қан құрамындағы натрий мен хлорды реабсорбция жасайды, калийді сыртқа шығару және суды ұстап қалатын альдостеронның бөлінуі;
* Артериолалардың диамерті кішірейеді және артериалық қысымның жоғарылауы;
* Оның әсерінен гипофизден суды абсорбция жасайтын АДГ (антидиуретикалық гормон) бөлінуі.
Рениннің тікелеу баяулауы РАЖ фармокологиялық қарсы тұруының логикалық нысанасы болып табылады, себебі рениннің ангиотензин І гор-
монымен қоса ангиотензиногенге жанама түрде ыдырауы РАЖ жылдамдығын шектеуші бірінші қадам болып табылады. Бұл іс-әрекет гипертониялық ауруы бар науқастарда РАЖ-ды баяулататын фармакологиялық агенттің (алискирен, aliskiren) рөліне сипаттама беру үшін келтірілген.
Сонымен, РАЖ схемасы 3-суретте келтірілген және мынадай болады:
* Қан қысымының төмендеуіне жауап ретінде, бүйрек ренинді бөліп шығарады;
* Қандағы ренин бауырда пайда болатын ангиотензиноген, бірінші түрдегі ангиотензиннің пайда болуына әкеледі;
* Ангиотензинді түрлендіретін фермент алынған субстанцияны екінші типтегі ангиотензинге түрлендіреді;
* Нәтижесінде қан тамырлары тарылып, алдостерон гормонын бөлінуі жүзеге асады;
* Нәтижесінде қан қысымының жоғарылауы және натрий мен калий балансы қалыпқа келтіріледі [8, 9, 10, 11].
Ренин-Ангиотензин-Альдостерон жүйесі артериялық қысымның өздігінен реттеліп отыруы мен бүйректің жүрек-қан айналым жүйесі ауруларының туындауында маңызды рөл атқаратын жүйе. Ренин-Ангиотензин жүйесі тым белсенді болса, артериалық қысым өте жоғары болады. Барлық гипотензивті препараттар (қан қысымын төмендететін препараттар) бұл жүйені шектеуге бағытталған болып келеді. Ал бұл препараттарды тағайындау үшін Ренин- Ангиотензин жүйесін толығымен зерттеу өте маңызды болып табылады.
2 РЕНИН-АНГЕОТЕНЗИН-АЛЬДЕСТЕРОН ЖҮЙЕСІНІҢ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛІ
Модель - нақты құрылғының не ондағы болып жатқан процестің қарапайым, ықшамдалған көрінісі.
Техникада модель - нақты объектінің не ондағы болып жатқан процестің қарапайым, жеңілдетілген көрінісі.
Ғылымда моделге мынадай анықтама беріледі: модель - нақты зерттеу зерттеу мақсатында құрылған және объектінің не жүйенің кейбір маңызды қасиеттерін ғана сақтайтын ойша қарапайым әрі ықшамдалған объект.
Жоғарыда келтірілген анықтамалар бойынша модельдің әр түрлі білім саласында сан түрлі қолданысқа ие екенін кқруге болады. Алайда "өз-өзімен" модель не болатыны, жоғарыда аталып өткен "ықшамдау" процесі қалай жүзеге асатыны және қалайша модель зерттеу үшін "өте ыңғайлы" болатыны түсініксіз. Моделмен жұмыс жасау мүмкін болатын модель түсінігін қалыптастыру үшін ең алдымен мынадай екі негізгі қағиданы айқындаймыз:
1. Объектінің моделі (О1) өз кезегінде объект (О2) болып табылады, басқаша айтқанда, материалдық немесе таңбалық (знаковый) объект.
2. Тәуелсіз объект (О2) оның кейбір қасиеттерін (A', B', C') бастапқы Объектінің кей қасиеттеріне (A, B, C) теңестіргенде ғана модель болады.
3- cурет. Объектінің (О1) моделі (О2)
A, B, C, ... , D, E - Объектінің бақыланып отырған қасиеттері, A', B', C', ... , F, G - моделдің бақыланып отырған қасиеттері. Объектінің қасиеттері A, B, C мен модельдің қасиеттері A', B', C' арасында сәйкестік орнатылған.
3.1 Модельдердің түрлері
Модельдер материалдық (физикалық) және таңбалық (математикалық) болып екі топқа жіктеледі.
Физикалық модель - басқа объектінің моделі болатын физикалық объект. Мысал үшін, пластмассаның бір түйірінің детальдары мен автомобиль
детальдарының өлшемдерінің қатынастары сәкес келсе, бұл пластмасса автомобильдің моделін көрсетеді.
Математикалық модельдер ұқсас қасиеттерге ие немесе изоморфты болып келетін процестер мен құбылыстардың бүтіндей класын сипаттайды.
ЭЕМ дамуына байланысты компьютердің көмегімен айтарлықтай күрделі жүйелерді қайталайтын, олардың кейбір қасиеттерін сызба түрінде көрсететін моделдер құру жақсы дамыды. Компьютерлік моделдер математикалық моделдердің прототипі болады және математикалық формула, кесте, график, деректер қоры түрінде объект туралы білімдерден (ақпараттардан) тұрады. Мұндай моделдер жүйенің ішкі характерситикасы мен сыртқы шарттарының өзгерісі кезінде де оптимизация мәселелерін шеше отырып, жүйе беталысын зерттеуге мүмкіндік береді [10, 11].
3.2 РААЖ-дың математикалық моделі
Ренин-Ангиотензин жүйесінің адам ағзасындағы реакцияларын сипаттайтын математикалық моделі төменде келтірілген. Бұл модель дифференциалдық теңдеулер жиынынан тұрады. Бұл теңдеулер гипертониялық ауруы бар емделушілер мен нормотензивті емделушілерді және оларды емдеудің фармокотерапевттік тәсілін модельдеуге мүмкіндік береді. Мұнда артериялық қысымның эффект мөлшері мен Ренин-Ангиотензин жүйесінің биохимиялық компоненттері арасындағы тәуелділік келтірілген. Ренин- Ангиотензин жүйесін математикалық модельдеу артериялық қысым мен фармакотерапияны гомеостатикалық бақылаудың қиындықтары туралы ақпарат алуда ең ұтымды әдіс болып табылады.
РАЖ биохимиялық моделі. РАЖ математикалық моделін құру үшін жасалатын алғашқы болжам артериялық қысымды гомеостатикалық бақылау ангиотензин ІІ-нің вазоконстрикторлық әсерінен болатынынан тұрады. Барлық уақыт бойынша өзгеріп отыратын өзара әрекеттесетін түрлерді (ренин, ангиотензин І, ангиотензин ІІ және орташа артериялық қысым) сипаттайтын сызықты емес дифференциалдық теңдеулер жиынында молекулярлық өзара әрекеттесу жүйесін аудару жолымен РАЖ моделі алынған. Бұл жүйе биохимиялық кинетиканың стандартты қағидалары бойынша кинетикалық теңдеулер жиынына түрленген және динамикалық айнымалылар кеңістігінде қарастырылған [12, 13, 14].
Алискирен - гипертонияны емдеу үшін қолданылатын ренин жұмысын баяулатқыш (ингибитор), моделде алискиреннің бәсекелестік тежелу әсерін ескеру үшін ренинге арналған динамикалық теңдеу (1) формулада келтірілген [15]. Ренин [R], ангиотензин I [AngI], ангиотензин II [Ang II] және орташа
арифметикалық қысым (MAP, Mean Arterial Pressure) концентрациясы үшін динамикалық теңдеу:
Параметрлер 1-кестеде берілген. Теңдеудегі барлық параметрлер РАЖ моделін құрайтын берілген тәжірибелік мәліметтер бойынша есептелінген. Есептеулер тұрақты жағдай бойынша жасалған [16, 17]. Теңдеу моделін санмен шешу және жүзеге асыру MATLAB(R) - та жасалды.
1- кесте. РАЖ моделі параметрлері
Сипаттама
Мәні
Бірлік
Дерек көзі
Рениннің бөліну жылдамдығы
х [ ][ ][12]
1 1
[21]
Алискирен үшін
ренинді баяулату тұрақтысы
х [ ][ ]
M
BRENDA [24]
1
Кері байланыс
тұрақтысы
170
Mm Hg
Алдын ала
есептеу
1
Ренинді төмендету
жылдамдығы
х [ ][ ]
[ ][1]
[25]
синтездеу
жылдамдығы
80
[ ][1]
[26]
І синтездеу
жылдамдығы
х [ ][ ]
[ ][1]
Алдын ала
есептеу
1
І- бірігу
жылдамдығы
2,3
[ ][1]
Алдын ала
есептеу
МАР тұрақтысы
х [1 ]
[ ][1]
Алдын ала
есептеу
2
МАР ыдырау
жылдамдығы
х [ ][ ]
[ ][1] [ ][ ][1]
[14]
5-сурет. Классикалық РАЖ блоктық схемасы
Бауырдан бөлінген рениннің (R) әсерінен бүйректен ангиотензин І (Ang I) бөлінгенге дейін ангиотензиноген (А) бөлінетіні (2) формулада көрсетілген. Ангиотензин түрлендіруші фермент (АСЕ) әсерінен өкпе эпителиінен бөлінген ангиотензин І (Ang I) ангиотензин ІІ гормонына (Ang IІ) айналады, бұл процесс
(3) формулада келтірілген. Бұл пептид негізінен АТ рецепторымен әрекеттеседі, осылайша жүрек-қантамыр органдары тамырлардың тарылуына және қан айналымының реттелуіне әсер етуі (4) формулада сипатталады [19, 20].
6-сурет. Алынған тәжірибелік нәтижелердің графиктері
Ренин (А), ангиотензин І (В), ангиотензин ІІ (С) және МАР (Mean Arterial Pressure, орташа артериалық қысым, D) алискиреннің (0,1 нМ-6 нМ) әр түрлі дозасына гипертензив жүйенің РАЖ реакциясын модельдеу арқылы жасалған графиктері төменде келтірілген.
3.1 Математикалық модель бойынша алынған нәтижелер
РАЖ математикалық моделі рениннің баяулату механизмін есепке алады.
[R] = 0, [Ang I] = 0, [Ang II] = 0 и MAP = 0 параметрлері мен бастапқы шарттары жиыны 1 кестеде келтірілген. Тәжірибелік мәліметтер мен тұрақты жағдайдағы әрбір химиялық заттар мен артериялық қысым үшін сандық есептеулерінің нәтижелері 2 кестеде келтірілген.
1- кесте. РАЖ химиялық заттардың тәжірибелік және сандық көрсеткіштері
Химиялық заттар
Тәжірибелік мәліметтер
Модельдеу нәтижесі
Ренин (pM)
0.725 [15]
0.72
Ангиотензин І (nM)
22.62 [16]
22
Ангиотензин ІІ (pM)
25.3[17]
25
Орташа артериялық
қысым (mm Hg)
85.3 [17]
84
РАЖ математикалық моделі артериялық қысымды гемеостатикалық бақылау мен оны модельдеудегі фармокологиялық тәсілдің күрделілігі жайлы ақпарат алу үшін пайдалы. Бұл моделді РАЖ туралы спецификалық патофизиология мен фармокологияда толық ақпаратқа ие бола отырып дамыта аламыз.
Ренин-Ангиотензин жүйесінің адам ағзасындағы реакцияларын сипаттайтын математикалық моделі жасалды. Бұл модель дифференциалдық теңдеулер жиынынан тұрып гипертониялық ауруы бар емделушілер мен нормотензивті емделушілерді және оларды емдеудің фармокотерапевттік тәсілін модельдеуге мүмкіндік береді. Мұнда артериялық қысымның эффект мөлшері мен Ренин-Ангиотензин жүйесінің биохимиялық компоненттері арасындағы тәуелділік келтірілген. Ренин-Ангиотензин жүйесін математикалық модельдеу артериялық қысым мен фармакотерапияны гомеостатикалық бақылаудың қиындықтары туралы ақпарат алуда ең ұтымды әдіс болып табылады.
1 WPF ОРТАСЫНДА ЖҰМЫС ЖАСАУ
Windows Presentation Foundation (WPF) - Windows ортасына арналған графикалық жүйе. WPF аппараттық жылдамдатуды қолданатын, HTML Flash cияқты бейнелеудің заманауи технологияларының ықпалымен .NET үшін жобаланған орта.
WinForms негізінде жасалатын дәстүрлі қосымшаларда басқару элементтері мен графикаға User32 және GDI+ сияқты Windows операциялық жүйесінің бөліктері жауап берсе, WPF негізіндегі қосымшалар DirectX-ке негізделген. WPF-те графиканы жүзеге асырудың негізгі ерекшелігі: WPF-ті қолдануда қарапайым батырмалар, күрделі 3D моделдер сияқты графикаларды жасау кезіндегі негізгі жұмыстар графиканың аппараттық жылдамдатуында қолданылатын видеокартадағы графикалық процессорда жасалады. Ең басты ерекшелігі интерфейсті жасауда декларативті XAML тілінің қолданылуы болып табылады [32].
3.1 WPF ортасының артықшылықтары
* Қосымша логикасын құру кезінде .NET платформасындағы C# және VB.NET сияқты дәстүрлі программалау тілдерінің қолданылуы.
* XML тіліне негізделген және графиканы құрудың программалық альтернативасын көрсететін XAML тілін қолданып графикалық интерфейсті декларативті анықтау мүмкіндігі. Сонымен қатар, XAML мен C#VB.NET программалау тілдерін қосу мүмкіндігі.
* Экран өлшемдерінен тәуелсіздігі: WPF ортасындағы барлық элементтер құрылғыдан тәуелсіз бірліктермен өлшенгендіктен, мұнда жасалған қосымшалар әр түрлі өлшемдегі әр түрлі экрандар үшін оңай масштабталады.
* WinForms қосымшаларына жету қиын болған жаңа мүмкіндіктері, мысалы, үш өлшемді модельдерді құру, деректер байланысы, стильдер, үлгілер, тақырыптар және т.б. сияқты элементтерді пайдалану.
* WinForms-мен жақсы байланыс жасауы, мысалы, WPF-те дәстүрлі WinForms қосымшаларындағы басқару элементтерін қолдануға болады.
* Әртүрлі қосымшаларды жасаудың бай мүмкіндіктері: мультимедиалық, екі өлшемді және үш өлшемді графикасы және кіріктірілген басқару элементтерінің бай жиынтығы, сондай-ақ анимацияларды, деректерді байланыстыруды, стильдерді, үлгілерді, тақырыптарды және тағы басқаларды жасаудың жаңа элементтерін жасау мүмкіндігі.
* Аппараттық графиканы жылдамдату - 2D немесе 3D, графика немесе мәтінмен жұмыс істесеңіз де, программаның барлық компоненттері Direct3D арқылы түсінікті объектілерге аударылады, содан кейін өнімділікті
жақсартатын, графиканы жақсартатын видеокартадағы процессор арқылы визуалдандырылады.
* Көптеген Windows операциялық жүйелері үшін қосымшаларды жасау - Windows XP-ден Windows 10 операциялық жүйелеріне дейін.
Сонымен қатар, WPF ортасында белгілі шектеулер бар. Үш өлшемді визуализацияны қолдауына қарамастан, үш өлшемді бейнелерді, әсіресе ойындарды көп мөлшерде қажет ететін қосымшаларды жасау үшін DirectX объектісінің басқа өнімдерін немесе Monogame, Unity сияқты арнайы құралдарды қолдану керек. Сондай-ақ, Windows Forms қосымшалармен салыстырғанда, WPF программаларының саны және оларды жадыны орташа есеппен пайдалану көрсеткіші шамалы жоғары екенін атап өткен жөн. Бірақ бұл сызбалық графика кезінде кеңірек графикалық мүмкіндіктер мен жоғары өнімділікпен өтеледі.
XAML - Microsoft корпорациясының WPF нұсқасының бірінші нұсқа- сымен бірге келген белгілеу тілі. Енді ол Silverlight және Windows Phone 7 (негізінен сол Silverlight) үшін пайдаланылады. Осылайша, қазіргі таңда ХАМЛ-ны белсенді пайдаланатын адамдар аз. Дегенмен, тиімді жұмыс жасау үшін, менің тілімде тұрған тұжырымдамаларды түсіну пайдалы болады, сол себепті жеке құрылыстар еліктірмейді. Жоғарғы деңгейлі программалау тілдері C, C ++, C #, Pascal, Basic және басқа да көптеген танымал программалау тілдері болып табылады. Негізгі идея - императивті тілде не істеу керектігін айтады. Бұл XAML белгілеу кеңейтіліміне түрлі деректерді (басқару элементтерінің сипаттарынан Entity Framework арқылы дерекқор өрістерін жүзеге асыратын жалпы сипаттарға) байланыстыруға мүмкіндік беретін икемді механизм. Деректерді байланыстыру Binding классы арқылы ұсынылады, ол, өз кезегінде, MarkupExtension класынан мұраланған, бұл кодты ғана емес, байланыстыруды пайдалануға мүмкіндік береді. Ресурс жүйесі сізге үлгілерді, стильдерді, қылқаламдарды, анимацияны және олармен жұмыс істеуді айтарлықтай жеңілдететін басқа да интерактивті элементтерді біріктіруге мүмкіндік береді. Ресурстар FrameworkElement сыныбының Ресурстар сипатында орнатылады, оның үстіне барлық басқару элементтері, орналасулар және тіпті Бағдарлама сыныбы мұраға алады. Бұл көп деңгейлі ресурс жүйесін жасауға мүмкіндік береді. WPF векторларын пайдаланып, тіктөртбұрыштар мен эллиптер, сондай-ақ графикалық жолдар сияқты таралған жалпы екі өлшемді пішіндермен қамтамасыз етеді. Және олардың функционалдығы, нысандар қарапайым басқару элементтеріне қол жетімді көптеген мүмкіндіктерді іске асырады.WPF ортасындағы екі өлшемді графика градиенттер, нүктелік кескіндер, сызбалар, бейне кескіндері, айналу, масштабтау және қиғаштау сияқты визуалды әсерлерді қамтиды.
1. 2 WPF платформасының архитектурасы
WPF архитектурасын схема түрінде былай көрсетуге болады:
7-сурет. WPF технологиясының архитектурасы
Схемадан көріп отырғанымыздай, WPF екі деңгейге бөлінеді: Managed(басқарылатын) API және Unmanaged(басқарылмайтын) API (DirectX арқылы интеграция деңгейі). Басқарылатын API (басқарылатын API) Common Language Runtime астында іске қосылатын кодты қамтиды. Бұл API WPF платформасының негізгі функцияларын сипаттайды және келесі құрамдастардан тұрады:
* PresentationFramework.dll: графикалық интерфейсті құру үшін қолданылатын компоненттер мен басқару элементтерінің барлық негізгі нұсқаларын қамтиды
* PresentationCore.dll: құрамында PresentationFramework.dll көптеген кластары үшін барлық негізгі типтерден тұрады.
* WindowsBase.dll: WPF ортасын пайдаланылатын платформаның сыртында да пайдалануға болатын бірнеше көмекші кластардан құралған.
* Басқарылмайтын API жоғарыда көрсетілген қабатты DirectX арқылы біріктіру үшін пайдаланылады:
* milcore.dll: WPF компоненттері мен DirectX объектісін біріктіруді қамтамасыз етеді. Бұл компонент DirectX арқылы өзара әрекеттесу үшін басқарылмайтын кодпен (C C ++) жазылған.
* WindowsCodecs.dll: WPF платформасында суреттер үшін төмен деңгейлі қолдауды қамтамасыз ететін кітапхана [33].
1.3 Модельдеу кезінде қолданылған элементтер
1.3.1 Жол негізіндегі анимацияға (path-based animation) шолу
Жол негізіндегі анимация PathGeometry объектісіне сипаттама беру үшін пайдаланады. Мұндай анимация, негізінен, кез-келген қасиетті дұрыс деректер түрімен өзгерту үшін пайдаланылуы мүмкін, дегенмен, позицияны сипаттайтын сипаттарды анимациялауға ыңғайлы. Шын мәнінде, анимацияның негізделген класстары негізінен белгілі бір траектория бойынша визуалды әсерлерді қозғауға көмектесетін.
PathGeometry объектісі тікелей сызықтарды, доғаларды және қисықтарды қамтуы мүмкін пішінді сипаттайды. Төменде PathGeometry объектісі мысал болып табылады, ол екі аркадан және соңғы нүктені бастапқы нүктемен байланыстыратын тікелей желі сегментінен тұрады. Бұл шағын векторлық кескін біркелкі жүретін жабық жолды құрайды.
Мұндай мысал жасау өте оңай. Бірінші қадам - сіз пайдаланғыңыз келетін жолды белгілеу. Бұл мысалда ол ресурс ретінде сипатталады. Талап етілмесе де, осы мысалда жол көрсетіледі. Осылайша, сурет белгілі бір бағытта жүретініне көз жеткізуге болады. Бағытты көрсету үшін жолдың элементін көрсетілген геометрияны қолдану жеткілікті.
Жол элементі кенепте осы жолда жылжытқыңыз келетін сурет элементімен бірге орналастырылады. Соңғы қадам - суретті қозғайтын анимацияны жасау. Кескінді жылжыту үшін Canvas.Left және Canvas.Tor сипаттарын өзгертуіңіз керек. Бұл трюк DoubleAnimationUsingPath анимациясы арқылы орындалады, бірақ олар Canvas.Left сипатымен және екіншісі Canvas.Tor сипаттамасынмен бірге жұмыс істейді.
Көріп отырғаныңыздай, жолға негізделген анимацияны жасау кезінде басталу және аяқталу мәндері көрсетілмейді. Оның орнына PathGeometry геометриясы көрсетіледі, ол PathGeometry сипатында қолданылуы керек. PointAnimationUsingPath сияқты кейбір анимациялық класстар, екі компонентті мақсатты қасиетке, X және Y координаталарына теңестіреді. DoubleAnimationUsingPath класы бұл мүмкіндікті айырады, себебі ол бір қос мәнді орнатады. Осы себепті, сіз сондай-ақ жолдың X координатасын
пайдаланған кезде және Y пайдаланған кезде көрсету үшін, Сілтеме сипатын X және Y мәндеріне орнатуыңыз керек.
PathGeometry объектісі. PathGeometry барлық геометрияның қуатын қамтиды. Бұл объект басқа геометриялық объектілерді, сонымен қатар әлдеқайда көп нәрсені шығара алады. Осыған байланысты жалғыз кемшілігі ұзақ (кейде күрделі) синтаксис. Әрбір PathGeometry объектісі бір немесе бірнеше PathFigure нысандарының негізінде жасалады (PathGeometry.Figures жинағында сақталады). Әрбір PathFigure фигурасы жабық немесе ашық болуы мүмкін жалғанған және қисық сызық сегменттерінің үздіксіз жиынтығы болып табылады. Суреттің соңғы сызығының соңы бірінші жолдың басына қосылған болса, сурет жабылады.
PathFigure класы төменде сипатталған төрт басты қасиетке ие:
StartPoint қасиеті. Суреттің бірінші сызығының бастау нүктесі
Segments қасиеті. Пішін салу үшін пайдаланылатын PathSegment нысандарының жиынтығы.
IsClosed қасиеті. Егер ақиқат болса, WPF бастапқы және аяқталу нүктелерін байланыстыратын сызықтық сегментті қосады (олар сәйкес келмесе).
IsFill қасиеті. Егер ақиқат болса, пішіндегі аумақ Path.Fill арқылы толтырылады.
PathFigure - сегменттер сериясынан тұратын үздіксіз сызықта жазылған пішін. Дегенмен, трюк сегменттердің бірнеше түрі бар және олардың барлығы PathSegment класын мұраға алады.
Олардың кейбіреулері желілік сегментті сызатын LineSegment сияқты қарапайым. Басқалар, мысалы BezierSegment, қисық сызықтары бар, сондықтан олар күрделі. Фигураны құрастырғанда, әр түрлі сегменттерді араластыра аласыз.
1.3.2 Storyboard негізіндегі анимацияға шолу
Анимация - уақыт кестесінің жалғыз пайдалы түрі емес. Басқа уақыт шкаласы класстары уақыт кестелерінің жиынтығын ұйымдастыруға көмектеседі және сипаттарға уақытты қолдану. Контейнердің уақыт кестесі TimelineGroup сыныбынан алынып, ParallelTimeline және Storyboard қосу.
Storyboard - контейнерлік уақыт кестесінің түрі, ол қамтылған уақыт туралы ақпаратты қамтамасыз етеді. Сюжеттер тақтасы кез-келген уақыт кестесін, соның ішінде басқа контейнерлік уақытты және анимацияларды қамтуы мүмкін. Стереотип объектілері түрлі нысандар мен сипаттарға әсер ететін уақыт кестелерін бірыңғай уақыт шкаласы ағашына біріктіруге
мүмкіндік береді, бұл күрделі уақыттық әрекеттерді ұйымдастыруды және басқаруды жеңілдетеді. Оның мысалы төмендегі листингте келтірілген:
1- листинг. Storyboard негізінде анимация құру мысалы
Storyboard x:Key="Storyboard1" RepeatBehavior="Forever"
ColorAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetProperty="(Shape.F ill).(SolidColorBrush.Color)" Storyboard.TargetName="ellipse7"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0" Value="#00FF0000"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1" Value="Red"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1.3" Value="#00FF0000"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1.6" Value="#00FF0000"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:1.9" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:2.2" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:2.5" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:2.8" Value="sc#0, 1, 0, 0"
EasingColorKeyFrame KeyTime="0:0:3" Value="#00FF0000"
ColorAnimationUsingKeyFrames
Сюжеттер тақтасы жанбайтын класстардың тәуелділік қасиеттерін жандандыру үшін қолданылуы мүмкін (класс анимациясын жасайтын неғұрлым толық ақпарат алу үшін Анимация шолу бөлімін қараңыз). Дегенмен, storyboarding негізі деңгейдегі мүмкіндік болғандықтан, нысан FrameworkElement немесе FrameworkContentElement бағдарламасының NameScope элементіне тиесілі болуы керек.
1.1.1 TimeLine класына шолу
Әр анимация бірқатар негізгі қасиеттерге негізделеді. Олардың кейбіріне тоқтала кетсек: Кімнен (бастапқы нүкте) және Кімге (соңғы нүкте) (интерполяция арқылы анимациялық класстарда ұсынылған), сондай-ақ Duration and FillBehavior (барлық анимациялық класстарда көрсетілген). Қозғалмас бұрын, жұмыс істеу керек қасиеттерге мұқият қарау керек.
Класс иерархиясы TimeLine дерексіз классынан мұраға алған үш негізгі саланы қамтиды (8-сурет). MediaTimeLine класы аудио және бейне файлдарын ойнатқанда қолданылады. AnimationTimeline сыныбы әлі күнге дейін қарастырылып отырған сипатқа негізделген анимациялық жүйе үшін қызмет етеді. Ақыр соңында, TimelineGroup уақыт шкалаларын синтездеуге және оларды ойнатуды басқаруға мүмкіндік береді.
BeginTime қасиеті. Анимация басталғанға дейін кешігуді орнатады (TimeSpan ретінде). Бұл кешіктіру жалпы уақытқа қосылады, сондықтан бес секундтық кідіріспен бес секундтық анимация жалпы алғанда он секундты
құрайды. BeginTime сипаты бір уақытта іске қосылатын түрлі анимацияларды үндестіруге ыңғайлы, бірақ олардың әрекеттерін дәйекті орындауы керек.
Duration қасиеті. Ұзақтық нысаны ретінде басынан аяғына дейін анимация орындау уақытының ұзақтығын орнатады.
8-сурет. TimeLine класының графикалық терезесі
Speedratio қасиеті. Анимация жылдамдығын көбейтеді немесе азайтады. Үнсіз келісім бойынша, SpeedRatio 1-ге тең болады. Егер оны көбейтсеңіз, анимация тезірек аяқталады (мысалы, SpeedRatio 5-ке тең болса, анимацияны бес есе жылдамырақ орындайды). Егер осы сипаттың мәнін азайтып жатсаңыз, анимация баяулатады (мысалы, SpeedRatio параметрін 0,5 есе нәтижені екі есе ұзындыққа созылатын анимацияда орнату). Сол нәтижені алу үшін анимацияның Ұзақтық сипатын өзгертуге болады. BeginTime кідірісі қолданылғанда, SpeedRatio сипаты ескерілмейді.
RepeatBehavior қасиеті. Анимацияны белгілі бір уақытты немесе көрсетілген уақыт аралығымен қайталауға мүмкіндік береді. Нақты мінез- құлықты осы сипатты орнату үшін пайдаланылатын RepeatBehavior нысаны анықтайды.
BeginTime, Duration, SpeedRatio және AutoReverse болса да, кейбір басқа қасиеттерге мұқият қарау қажет. Төмендегі бөлімдерде AccelerationRatio, DecelerationRatio және RepeatBehavior туралы толық мәліметтер беріледі
1.3 Expression Blend программасында анимация жасау
Microsoft корпорациясы жасап шығарған Expression Blend программалау ортасы өнеркәсіптік деңгейдегі WPF және Silverlight қосымшаларын жасауға арналған. Бұл құрал пайдаланушыға жұмыс үстелі бағдарламаларын (WPF API) және веб-қосымшаларды (Silverlight API) жасауға болатын жетілдірілген графикалық интерфейспен қамтамасыз етеді. Сонымен бірге барлық қажетті XAML түзету автоматты түрде жасалады.
9-сурет. Expression Blend программалау ортасының көрінісі
Expression Blend функциялары басқару элементтерін құру және реттеу, анимациялар тізбегін, арнайы стильдер мен үлгілерді жасау, жаңа пайдаланушы элементтерін құру және т.б. жасау үшін жетілдірілген құралдармен қамтамасыз етеді, сондықтан осы бағдарламаны оқу .NET платформасында программа жазумен айналысатын мамандардың графикалық жұмыстарға кететін уақытын үнемдейді.
Expression Blend интеграцияланған даму ортасында жұмыс жасаудың негізін қол жетімді мысалдардың біреуін жүктеу арқылы пайдалану құрайды (9- сурет). Бұл нақты жоба қалай жасалатындығын көруге болатындығын және WPF және Silverlight платформаларында жасалуы мүмкін қосымшалардың түрлерін толық бейнелеу жолын көрсетеді.
1.3.1 Expression Blend ортасында жобаны жүктеуге шолу
Expression Blend интеграцияланған даму ортасын зерттеуге кіріспес бұрын, біз жобада Expression Blend бағдарламасында қалай жүзеге асырылатынын түсіндіріп өткен жөн.
Expression Blend программасында F5 пернесін немесе Ctlr + F5 пернелер тіркесін басқан кезде ағымдағы жоба жасалады және орындалады. Егер сіз WPF программасын жасасаңыз, соңғы нәтиже әдетте компьютердің операциялық жүйесіндегі жұмыс үстелінде пайда болатын жаңа терезе болып табылады. Егер Silverlight платформасында жаңа программа жасасаңыз, әдепкі бойынша пайдаланылатын браузер терезесінде осы қолданбаны орналастыратын веб-бет жүктеліп, көрсетіледі.
ColorSwatchSL жобасын жасау кезінде тінтуір меңзерін түсті жолақтарға жылжытқанда, оларды арнайы анимация арқасында алғва қарай қоюға болады. Түсті жолақтардың біреуін басса, басқа да анимациялар тізбегіне байланысты
бөлшектер аймағы пайда болады.
Монтаждау үстелі. Монтаждау үстелі Expression Blend терезесінің ортасында орналасқан және ол бірден қолданылатын бұл интеграцияланған даму ортасының ең бірінші компоненті болып табылады. Өйткені бұл визуалды дизайнер кез-келген терезенің көрінісін WPF бағдарламасында немесе Silverlight қолданбасының пайдаланушы интерфейсінің элементінде жасау үшін пайдаланылады. Төменгі сол жақта, орнату үстелінде басқару элементтері бар, олар күткендегідей, құрастыру үстеліндегі басқару элементтері деп аталады. Олардың көмегімен осы визуалды дизайнердің бетінің жалпы көрінісін өзгертуге болады.
Монтаждау үстелінің басқару элементтері. Сол жақ төменгі шепте уақыт шкаласына арналған басқару элементтерінің аумағында визуалды дизайнердің бетін өлшеуге болатын масштабтау басқару элементі болып табылады. Бұл басқару элементін басқару арқылы, ол белгілі бір мәнді енгізе алатын, тізімнен алдын-ала анықталған мәнді таңдауға, шкалады тінтуірдің сол жақ батырмасын басу арқылы орнатуға және оны курсор қалағанша ұстап тұратын аралас басқару екендігін көресіз шкаланың шамасы, жүгірткі бойымен жүгірткіні жылжытқанда. Ағымдағы құрастыру кестесін өзгерту мүмкіндігі, басқалармен қатар, арнайы мазмұнмен, деректерді байланыстыру үлгілерімен және арнайы стильдермен басқару кезінде өте пайдалы.
Визуалды дизайнердегі пайдаланушы интерфейсі элементіне қолданылатын кез-келген визуалды әсерді қосу немесе өшіруге қызмет ететін математикалық функция белгісі (fx) арқылы бақыланады.
Expression Blend құрамында алдын ала анықталған визуалды әсерлер, соның ішінде көлеңкелі әсері бар. Ерекше пайдаланушы интерфейстерін құру
кезінде, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz