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雪崩和在肺部膨胀中的权力规律行为
B Suki1, A L Barabási, Z Hantos
1Department of Biomedical Engineering, Boston University, Massachusetts 02215.
Nature
|April 14, 1994
概括
外围气道可以在呼气时关闭,在肺部疾病中可能无法正常重新开放,阻碍气体交换. 这项研究表明,呼吸道重新开放遵循权力规律的分布,这表明一个自我组织的关键系统控制着肺部膨胀.
科学领域:
- 肺部生理学 肺部生理学
- 复杂系统科学 复杂系统科学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 呼气时外围气道关闭是肺部疾病的一个重要问题,损害了气体交换.
- 了解气道重新开放的机制对于开发有效的通风策略至关重要.
研究的目的:
- 为了研究控制崩的外围呼吸道再膨胀的物理机制.
- 描述肺膨胀期间终端气道开放的动态.
主要方法:
- 在隔离的狗肺的膨胀过程中进行了终端气道阻力 (Rt) 的测量.
- 分析通货膨胀期间跳跃大小和时间间隔的概率分布.
主要成果:
- 终端气道阻力 (Rt) 在肺部在恒定的流量下被膨胀时,在离散的跳跃中减少.
- 跳跃大小和时间间隔的概率分布在二十年内表现出功率定律行为.
- 一种包含"雪崩"的气道膨胀模型的试验结果量化匹配了试验结果.
结论:
- 气道重新开放的动态,以权力法分配为特征,表明一种自我组织的关键现象.
- 由分支结构中的值动态驱动的气道开口的雪崩,决定了终端空域的招募.
- 这些发现提供了对肺机械和呼吸系统疾病的潜在治疗点的见解.