Nakeya D.威廉姆斯。;杰斯珀·梅尔森;Tran、Hien T。;Mette S.奥卢夫森。 头向上倾斜期间血压调节的最佳控制方法。 （英语） Zbl 1411.92075号 生物、网络。 113，编号1-2149-159（2019）. 小结：本文提出了一种模拟头高位倾斜（HUT）期间心血管调节效应的最优控制方法。许多头晕或头昏眼花的患者接受了抬头倾斜试验，以探索自主控制系统内的潜在缺陷，该系统可维持心血管系统的内环境稳定。该系统复杂且难以在体内研究，因此我们建议使用数学建模来更好地理解HUT期间的心血管调节。特别是，我们证明了使用最优控制理论计算生理控制变量、血管阻力和心脏收缩力的可行性，这些量无法直接测量，但有助于评估心血管系统的状态。非脉冲集总参数模型以及伪数据和临床数据被用于最优控制问题的制定。结果表明，最优控制方法可以预测心血管控制系统调节的时变量。我们的结果与我们之前使用分段线性样条方法的研究相比是有利的先验的需要知识，并且以显著降低的计算成本获得结果。 引用于2文件 MSC公司： 92立方35 生理流量 49N90型 最优控制和微分对策的应用 关键词：心血管动力学建模;直立倾斜试验;非脉冲模型;直立不耐受;最优控制 软件：GPOPS公司;NPSOL公司;SNOPT公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{N.D.Williams}等人，《生物》。赛博。113，编号1--2，149-159（2019；Zbl 1411.92075） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] Batzel JJ，Kappel F，Timischl-Teschl S（2005）一种包含状态延迟的心血管呼吸控制系统模型，用于人类充血性心力衰竭。数学生物学杂志50:293-335·Zbl 1080.92035号 ·doi:10.1007/s00285-004-0293-3 [2] Batzel JJ、Kappel F、Schneditz D、Tran HT（2007）《心血管和呼吸系统：建模、分析和控制》。费城SIAM·Zbl 1182.92017年 ·数字对象标识代码：10.1137/1.9780898717457 [3] Betts JT（1998）轨迹优化数值方法综述。制导控制动力学杂志21:93-207·Zbl 1158.49303号 ·doi:10.2514/2.4231 [4] Burton AC（1972）《循环生理学和生物物理学》，第2版。芝加哥年鉴医学出版社 [5] David JA（2007）最优控制、估计和形状设计：分析和应用。北卡罗来纳州立大学博士论文 [6] De Pillis LG，Radunskaya A（2003）最佳控制肿瘤模型的动力学：案例研究。数学计算模型37:1221-1244·Zbl 1043.92018年 ·doi:10.1016/S0895-7177（03）00133-X [7] Grodins FS（1959）《综合心血管生理学：心脏和血管血流动力学的数学综合》。Q生物评论34:93-116·doi:10.1086/402631 [8] Ellwein LM（2008）心血管和呼吸建模。北卡罗来纳州罗利市北卡罗来纳州立大学博士论文 [9] Engelsone A（2006）最优控制中的直接转录方法：理论与实践。北卡罗来纳州立大学博士论文 [10] Fink M，Batzel JJ，Kappel F（2004）《模拟心血管呼吸系统的最佳控制方法：直立应激的应用》。心血管工程4:27-38·doi:10.1023/B:CARE.000025120.30148.7a [11] Lanier JB，Mote MB，Clay EC（2011），直立性低血压的评估和管理。美国家庭物理84:527-536 [12] Levick JR（2010）《心血管生理学导论》，第5版。Hodder Arnold Publishers，伦敦 [13] Matzuka B、Mehlsen J、Tran HT、Olufsen MS（2015）使用卡尔曼滤波预测模型中的时变参数，预测俯仰期间的压力反射调节。IEEE Trans生物医学工程62:1992-2000·doi:10.1109/TBME.015.2409211 [14] Miller TH，Kruse JE（2005）晕厥评估。美国家庭物理72:1492-1500 [15] Murray W，Gill PE，Saunders MA（2002）SNOPT:大规模约束优化的SQP算法。SIAM J Optim公司12:979-1006·Zbl 1027.90111号 ·doi:10.1137/S1052623499350013 [16] Mutsaers M、Bachar M、Batzel JJ、Kappel F、Volkwein S（2007），心血管系统模型中压力感受器回路的衰减地平线控制器。心血管工程206:14-22 [17] Nagaiah C、Kunisch K、Plank G（2013），心脏电生理中终止重返波的最佳控制方法。数学生物学杂志67:359-388·Zbl 1319.92021号 ·doi:10.1007/s00285-012-0557-2 [18] Neilan RM，Lenhart S（2010）《疾病建模中应用的最优控制简介》。DIMACS Ser离散数学理论或计算科学75:67-81·兹比尔1352.92164 ·doi:10.1090/dimacs/075/03 [19] Parklikar TA，Heldt T，Ranade GV，Verghese GC（2007），基于模型的心输出量和总外周阻力估计。计算机心电34:379-382 [20] Rao AV、Benson DA、Darby CL、Patterson MA、Francolin C、Sanders I、Huntington GT（2010）Algorithm 902:GPOPS，一种使用高斯伪谱方法解决多相最优控制问题的MATLAB软件。ASM Trans数学软件22:1-39·Zbl 1364.65131号 [21] Rao AV，Benson DA，Huntington GT（2011）GPOPS 5.0版用户手册：一种MATLAB软件，用于使用hp自适应伪谱方法解决多相最优控制问题。http://www.gpops.org [22] Robertson DW，Low PA，Polinsky RJ（2004），《自主神经系统入门》，第2版。圣地亚哥学术出版社 [23] Kappel F，Fink M，Batzel JJ（2007），下半身负压诱导直立应激期间心血管-呼吸系统控制方面。数学生物科学206:273-308·兹比尔1114.92040 ·doi:10.1016/j.mbs.2006.03.003 [24] Rowell LB（2004）《关于控制骨骼肌和心肌血流的想法》（1876-2003）：修订周期和新视力。应用物理学杂志97:384-392·doi:10.1152/japplphysicol.01202003 [25] Saunders MA、Gill PE、Murray W、Wright MH（1986）NPSOL用户指南（4.0版）：非线性编程的FORTRAN包。斯坦福大学技术代表运营研究部 [26] Shoucri RM（1991）心脏泵功能作为最优控制问题。生物工程杂志13:384-390·doi:10.1016/0141-5425（91）90019-4 [27] Smith JJ，Kampine JP（1990）《循环生理学——本质》。巴尔的摩Williams&Wilkins公司 [28] Stryk O，von和Burlirsch R（1992）轨迹优化的直接和间接方法。《运营研究年鉴》37:357-373·Zbl 0784.49023号 ·doi:10.1007/BF02071065 [29] Wesseling KH，Jansen JRC，Settels JJ，Screuder JJ（1993）使用非线性三元模型计算人体压力产生的主动脉流量。应用物理学杂志74:2566-2573·doi:10.1152/jappl.1993.74.5.2566 [30] Williams ND、Tran HT、Olufsen MS（2013），通过脉动和非脉动模型评估头高位倾斜期间的心血管动力学。第三届模拟和建模方法、技术和应用国际会议，科技出版社，科技出版社·Zbl 1419.92006年9月 [31] Williams ND、Wind-Willassen O、Mehlsen J、Ottesen JT、Olufsen MS（2014）REU计划。数学医学生物学31:365-392·Zbl 1307.92140号 ·doi:10.1093/imammb/dqt004 [32] Zaidi A，Benitez D，Gaydecki PA，Vohra A，Fitzpatrick AP（2000）增加抬头倾斜角度的血液动力学效应。心脏83:181-184·doi:10.1136/心.83.2.181 [33] Zarei H，Kamyad AV，Effati S（2010），艾滋病毒动力学的多目标优化控制。数学Prob Eng 568315:29。https://doi.org/10.1155/2010/568315 ·Zbl 1213.49048号 [34] Zhang J，Critchley LAH，Lee DCW，Shaw KS，Lee SWY（2016），使用胸骨上经皮多普勒作为健康年轻人的对照，研究头部向上倾斜对生物反应性心输出量和中风量读数的影响。临床Monit计算杂志30:519-526·doi:10.1007/s10877-016-9835-7 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。