Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

An integrated, dynamic model for cardiovascular and pulmonary systems

Kardiyovasküler ve solunum sistemlerinin dinamik bütüleşik modeli

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 180877 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

ABSTRACTAN INTEGRATED, DYNAMIC MODEL FORCARDIOVASCULAR AND PULMONARY SYSTEMSYILMAZ, Neval A.M.S., Department of Electrical and Electronics EngineeringSupervisor: Prof. Dr. B. Murat EYÜBOĞLUSeptember 2006, 192 pagesIn this thesis an integrated, dynamic model for cardiovascular and respiratory systems hasbeen developed. Models of cardiopulmonary system, airway mechanics and gas exchange thatpreexisted in literature have been reviewed, modified and combined. Combined modelcomposes the systemic and pulmonary circulations, left/right ventricles, tissue/lungcompartments, airway/lung mechanics and gas transportation. Airway resistance is partitionedinto three parts (upper, middle, small airways). A collapsible airways segment and aviscoelastic element describing lung tissue dynamics and a static chest wall compliance areincluded. Frank-Starling Law, Bowditch effect and variable cerebral flow are also employedin the model.The combined model predictions have been validated by laboratory data collected from twohealthy, young, male subjects, by performing dynamic bicycle exercise tests, using ?Vmax229 Sensormedics, Cardiopulmonary Exercise Testing Instrument?. The transition from restto exercise under a constant ergometric workload is simulated. The initial anaerobic energysupply, autoregulation and the dilatation of pulmonary vessels are considered. Mean arterialblood pressure and the blood gas concentrations are assumed to be regulated by thecontrollers of the central nervous system namely, the heart rate and alveolar ventilation.Cardiovascular and respiratory regulation is modeled by a linear feedback control whichminimizes a quadratic cost functional.Keywords: Cardiopulmonary Modeling, Airway Mechanics, Gas Exchange, Optimal Control,Exercise Testing

Summary:

ÖZKARD YOVASKÜLER VE SOLUNUM S STEMLER N ND NAM K BÜTÜLEŞ K MODELYILMAZ, Neval A.Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği BölümüTez Yöneticisi: Prof. Dr. B. Murat EYÜBOĞLUEylül 2006, 192 SayfaBu tezde kardiyovasküler ve solunum sistemleri için bütünleşik bir dinamik modeloluşturulmuştur. Literatürde var olan kardiyopulmoner, hava yolları dinamiği ve gaz alışverişimodelleri incelenmiş, değiştirilmiş ve bu modellerin birleştirilmesi ile yeni bir bütünleşikmodel geliştirilmiştir. Tümleşik model, sistemik ve pulmoner dolaşımları, sol ve sağkarıncıkları, doku ve akciğer bölmelerini, havayolu ve akciğer mekaniklerini ve gazalışverişini içermektedir. Havayolu direnci üst, orta ve küçük havayolları için ayrı ayrımodellenmiştir. Katlanabilir havayolları ve akciğer dokusu dinamiklerini açıklayanviskoelastik bir eleman ve statik göğüs kafesi kompliyansı modele dahildir. Frank-StarlingYasası, Bowditch etkisi ve beyin kan dolaşımı modele katılmıştır.Bütünleşik modelin öngördükleri iki sağlıklı, genç erkek denekten, ?Vmax 229 Sensormedics,Kardiyopulmoner Egzersiz Test Aleti? ile dinamik bisiklet egzersiz testleri yapılarak toplananlaboratuar verileri ile doğrulanmıştır. Egzersiz başlangıcında kullanılan anaerobik enerjikaynakları, otoregülasyon (lokal kan akımı regülasyonu) ve akciğer damarlarının ihtiyacagöre genişleyebilirliği modelde kapsanmaktadır. Ortalama atardamar kan basıncı ve kan gazıyoğunluklarının, merkezi sinir sistemi tarafından kalp atım hızı ve solunum hızı ile kontroledildiği varsayılmıştır. Sabit ergometrik yük altında dinlenme durumundan egzersize geçişdurumunun simülasyonu yapılmıştır. Kardiyovasküler sistem ve solunumun kontrolü ikincidereceden bir değer fonksiyonunu en az (minimum) değerine getiren bir doğrusal geribesleme ile modellenmiştir.Anahtar Kelimeler: Kardiyopulmoner Modelleme, Solunum Yolları Mekaniği, Gaz Alışverişi,Optimal Kontrol, Egzersiz Testi