血管衰老中的动脉合规性的分数顺序建模:用于研究心血管动力学的计算生物力学方法
Mohamed A Bahloul1, Yasser Aboelkassem2,3, Zehor Belkhatir4
1Electrical Engineering Department, College of EngineeringAlfaisal University Riyadh 11533 Saudi Arabia.
IEEE open journal of engineering in medicine and biology
|August 26, 2024
概括
分数式微积分计算模型老年人的动脉合规性. 一种新的分数级电容模型准确地捕捉了血管动力学,有助于理解衰老对动脉的影响.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 数学建模的数学建模
- 心血管生理学心血管生理学
背景情况:
- 动脉顺应对心血管健康至关重要,并且随着人类血管衰老而显著变化.
- 传统模型往往无法捕捉动脉机制的复杂性和频率依赖性.
- 了解这些变化对于诊断和治疗与年龄有关的心血管疾病至关重要.
研究的目的:
- 在人类血管衰老的背景下,应用分数式微积分来建模动脉合规性.
- 引入一个新的分数顺序修改动脉Windkessel模型.
- 评估模型在捕捉动脉动态方面的有效性.
主要方法:
- 开发一个分数顺序修改的动脉Windkessel模型,其中包含一个分数顺序电容器 (FOC) 元素.
- 模型的验证使用来自三个人类受试者的大动脉压力和流量数据.
- 对动脉顺应的频率依赖性属性的分析.
主要成果:
- 分数级电容模型准确地代表了动脉合规的动态.
- 该模型提供了一种灵活的方法来估计中心血压分布.
- 它有效地描述了动脉硬及其随着年龄的变化.
结论:
- 分数式微积分提供了一种强大的工具,用于推进在衰老血管系统中的动脉合规性的建模.
- 拟议的FOC模型增强了对与年龄相关的动脉特性生理变化的理解.
- 这种方法可以帮助确定与衰老有关的心血管疾病的干预措施.
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