Reconstruction of aging appeard on finger plethymograph on cardiovascular system models

心血管系统模型手指体积描记仪的衰老重建

• 批准号: 11680838
• 负责人: TODA Naohiro
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Aichi Prifectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11680838/
• 关键词: cardiovascular system; mathmatical model; simulation; plethymograph; aging; arteriosclerosis; gain of pressure sensor; nonlinear model; パラボリックフライト

The aim of this study is to verificate hypothesises that arteriosclerosis causes changes of finger plethymograph with aging by comparing between clinical data and simulation results. In order to simulate such dynamics, we have made efforts to construct mathmatical models of human cardiovascular system. However, fine adjustments of model parameters or detailed structures are not sufficient.In the first year of this project, we refine the model parameters and found that stiffening arteries causes similar changes on simulation results with clinical data.In the second year, adding the above result, we verificate that the loss of gain of pressure sensors located in blood vessels also a cause of changes in plethymograph on our model. Furthermore, in order to make models adapted to each patient in the future, we have started basic investigation about identification method of general nonlinear dynamical systems.In the next age, the computer simulations of each patient will be a populer method for clinic. We believe our approach and results of this project will be a base of the future medical treatments.

本研究的目的是通过比较临床数据和模拟结果来验证动脉硬化导致手指血流量随年龄变化的假说。为了模拟这一动力学过程，我们努力建立了人体心血管系统的数学模型。在本项目的第一年，我们对模型参数进行了改进，发现动脉硬化引起的模拟结果与临床数据相似；第二年，加上上述结果，我们验证了位于血管中的压力传感器的增益损失也是导致模型体积图变化的原因之一。此外，为了建立适合每个患者的模型，我们已经开始了对一般非线性动力系统辨识方法的基础性研究，在下一个时代，对每个患者的计算机模拟将是更普及的临床方法。我们相信，我们的方法和这个项目的结果将为未来的医疗治疗奠定基础。

项目成果

神沼健彦,戸田尚宏,臼井支朗: "心臓血管系モデルを用いた加齢に伴う加速度脈波変化の再現"電子情報通信学会技術研究報告. 98,672. 107-114 (1999)

Takehiko Kaminuma、Naohiro Toda、Shiro Usui：“使用心血管系统模型再现与年龄相关的加速脉搏波变化”IEICE 技术报告 98,672 (1999)。

臼井支朗: "ニューロインフォマティクスの動向と展望"第15回生体・生理工学シンポジウム論文集. BPES2000. 1-4 (2000)

Shiro Usui：“神经信息学的趋势和前景”第 15 届生物与生理工程研讨会论文集 BPES2000（2000 年）。

西口善朋,戸田尚宏,臼井支朗: "座標変換を用いたテンソル積展開による高次スペクトルのパラメトリック推定"電子情報通信学会技術研究報告. 99巻685号. 239-246 (2000)

Yoshitomo Nishiguchi、Naohiro Toda、Shiro Usui：“使用坐标变换通过张量积展开进行高阶光谱的参数估计”IEICE 技术报告，第 99 卷，第 685 期。239-246 (2000)

平田,吉村,中富,戸田,臼井,長岡: "心臓血管系モデルを用いたパラボリックフライト中の循環動態解析"宇宙航空環境医学. 36. 57-66 (1999)

Hirata、Yoshimura、Nakatomi、Toda、Usui、Nagaoka：“使用心血管系统模型进行抛物线飞行期间的血流动力学分析”航空航天环境医学。 36. 57-66 (1999)

Hirata, Y., Yoshimura, K., Nakatomi, T.Toda, N., Usui, S., Nagaoka, S.: "Sensitivity Analyses of Heart Rate Variability Variables by An Incremental, Passive Head-Up Tilt"Japanese Journal of Aerospace and Environmental Medicine. Vol.36, No.2. 57-66 (1999)

Hirata, Y.、Yoshimura, K.、Nakatomi, T.Toda, N.、Usui, S.、Nagaoka, S.：“通过增量、被动平视倾斜对心率变异性变量进行敏感性分析”日本杂志