×

心血管系统基本调节过程的数学模型。 (英语) Zbl 0799.92002号

作者提出了一个心血管系统(CVS)基本控制机制的模型,假设控制相对于二次准则是最优的。该模型基于F.S.格罗丁房室模型[控制理论和生物系统,哥伦比亚大学/纽约大学(1963)],其中心率随时间的变化被选择为控制变量。作者假设基本反馈回路是一个压力感受器回路,并且只观察到动脉室中的压力。他们建议使用动态观测器重构状态变量。
对于所得到的非线性控制问题,作者证明了解的一些性质及其与LQ问题的关系。发现LQ问题反馈律可使非线性控制系统局部稳定,并用于逼近非线性解。数值实验基于Grodins的模型参数以及识别得到的参数,并已在多个计算机系统上进行。仿真结果表明,与相应的数据相一致,并表明可以通过单个控制变量实现对活动测试的整体调节。

MSC公司:

92C30型 生理学(一般)
49号70 差异化游戏和控制
49N75号 追逃游戏
92 C50 医疗应用(通用)
93立方厘米 控制理论中的非线性系统
93立方厘米 控制理论中的应用模型
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Altman,P.L.E.,Dittmer,D.S.(编辑):生物手册,呼吸和循环。医学博士贝塞斯达:1971年美国实验生物学学会联合会
[2] Brown,K.M.,Dennis,J.E.,Jr.:非线性最小二乘近似的Levenberg-Marquardt和Gauss算法的无导数类似物。数字。数学。18, 289-297 (1972) ·Zbl 0235.65043号 ·doi:10.1007/BF01404679
[3] Doubek,E.D.,Jr.:动脉系统的最小能量调节。牛市。数学。生物学40,79-93(1978)
[4] Grimby,G.,Nilsson,N.J.,Saltin,B.:活跃中年运动员次最大和最大运动时的心输出量。J.应用。生理学。21 (4), 1150-1156 (1960)
[5] Grodins,F.S.:综合心血管生理学:心脏和血管血液动力学的数学综合Q.Rev.Biol。34 (2), 93-116 (1959) ·doi:10.1086/402631
[6] Grodins,F.S.:控制理论与生物系统。纽约-伦敦:哥伦比亚大学出版社,1963年
[7] Keidel,W.D.(编辑)Kurzgefa?tes Lehrbuch der生理学。斯图加特纽约:Thieme 1985
[8] Kenner,T.:心血管系统的物理和数学建模。摘自:Hwang,N.H.C.,Gross,D.R.,Patel,D.J.(编辑)《工程原理的临床和研究应用》,第41-109页。巴尔的摩:大学公园出版社1979
[9] Kenner,T.、Pfeiffer,K.P.:心脏和动脉系统最佳匹配的研究。收录:Baan,J.、Artnezenius,A.C.、Yellin,T.、Nijhoff,M.(编辑)《心血管动力学》。海牙1980
[10] Kwakernaak,H.,Sivan,R.:线性最优控制系统。纽约伦敦悉尼多伦多:Wiley-Interscience 1972·Zbl 0276.93001号
[11] Magrini,A.,Guerrisi,M.,Arabia,M.、Staderini,E.M.、Franconi,C.:心脏控制。收录:Alberi,G.,Bajzer,Z.,Baxa,P.(编辑)《国际物理在医学和生物应用会议论文集》。意大利的里雅斯特,30.3-3.4.1982,第247-276页,新加坡:1983年世界科学
[12] Mö1ler,D.:Ein geschlossenes nichtlineares Modell zur Simulation des Kurzzeitverhaltens des Kreislaufsystems und seine Anwendung zur Identifikation。(《医学信息统计》,第30卷)柏林-海德堡,纽约:施普林格出版社,1981年
[13] 更多,J.J.:Levenberg-Marquardt算法:实现和理论。摘自:Watson,G.A.(编辑)《数值分析》(Lee.Notes Math.,第630卷)第105-116页。柏林-海德堡纽约:Springer 1977
[14] Noldus,E.J.:左心室射血动力学的最佳控制方面。J.西奥。《生物学》63,275-309(1976)·doi:10.1016/0022-5193(76)90035-7
[15] Ono,K.,Uozumi,T.,Yoshimoto,C.,Kenner,T.:动脉血压的最佳心血管调节。收录:Kenner,T.、Busse,R.、Hinghofer-Szalkay,H.(编辑),第119-131页。伦敦-纽约:Plenum Press 1982
[16] Pavel,N.H.:微分方程,流动不变性及其应用。(皮特曼高级出版计划)波士顿伦敦墨尔本:朗曼1984·Zbl 0593.34003号
[17] Peer,R.O.:Herzkreislauf-System的Matematische Modellierung von grundlegende Regelungsvorgängen。格拉茨理工大学技术报告(1989年)
[18] Peskin,C.S.:生理学数学方面的讲座。(《法学应用数学》,第19卷,第1-107页)。普罗维登斯,RI:美国数学。Soc.1981年·Zbl 0461.92004号
[19] Pessenhofer,H.:KFU-Graz法国生理研究所个人沟通
[20] Pfeiffer,K.P.,Kenner,T.:关于心脏射血的最佳策略。收录于:Kenner,T.、Busse,R.、Hinghofer-Szalkay,H.(编辑)《心血管系统动力学:模型和测量》,第133-136页。伦敦-纽约:Plenum Press 1981
[21] Powell,M.J.D.:非线性方程的混合方法。收录于:Rabinowitz,P.(ed.)《非线性代数方程的数值方法》,第115-161页。波士顿:Gordon and Breach 1970
[22] 美国兰夫特:Zur Mechanik und Regelung des Herzkreislaufsystems。(《医学信息统计》第6卷)柏林,海德堡,纽约:施普林格1978
[23] Russell,D.L.:有限维控制系统的数学?理论与设计。纽约巴塞尔:Marcel Dekker 1979·Zbl 0408.93002号
[24] Swan,G.W.:最优控制理论在生物医学中的应用。纽约巴塞尔:Marcel Dekker 1984·Zbl 0554.92002号
[25] Wesseling,K.H.,Settels,J.J.,Walstra,H.G.,van Esch,H.J.,Donders,J.J.H.:气压调节是短期血压变异的原因?收录人:Alberti,G.,Bajzer,Z.,Baxa,P.,(编辑)Proc。I.《物理在医学和生物学中的应用国际会议》,第247-276页。新加坡:1983年世界科学
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。