生体循環系モデルの診断・教育のための支援ツールの開発

开发生物循环系统模型诊断和教育支持工具

• 批准号: 14780296
• 负责人: 浅海 賢一
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780296/
• 关键词: 生体循環系モデル; 心臓血管系モデル; 診断支援; 学習理解支援; モデル構築支援; フィジオーム; 生理シミュレーション; 構造分析; 心臓拍動モデル; 因果分析

生体循環系モデルの診断・学習支援システムのための基本的機能の構築と心臓血管系モデルの作成とシミュレーション結果の評価を行った。診断・学習支援システムの6つの主な部分は、心臓血管系モデル、ユーザーインタフェース、シミュレータ、因果分析部、診断支援部、学習支援部である。システムの基本モデル、モデル編集機能、使い易さ等を洗練して、医学生理学を専門とする学生や研究者等のユーザーにとって実用に耐えうるレベルまでにシステム性能の向上を目指した。本研究でこれまでに達成したことは、生体全体に対する定常的なマクロ変化に加えて、心臓血管系に特徴的な拍動性のあるミクロ変化についてもモデルを記述して、これらを統合したシミュレーションツールを開発したことである。シミュレータ開発には2つのステップが必要であった。シミュレーションエンジン及びシミュレーションモデル編集用のソフトウェアの開発がその第一であり、生理学的な知識や条件をそのシミュレータにモデルとして組み込むことが第二に必要であった。本研究の学術的な貢献は次の2点に要約される。(1)モデル編集機能が強力であり、生理変数間の依存関係を見ながら、ユーザーが容易にシミュレーションモデルやパラメータを修正できる。(2)定常モデルと拍動モデルで変数を共有して統合したモデルを作成できる。さらに因果解析部では、モデル内変数とパラメータの因果関係を階層構造表示することができる。診断支援部では、変数・パラメータの入力変数から出力変数までのすべてのパスを探索して出力変数に強く影響している入力変数を同定することができる。学習支援部では、生理変数間の因果関係及び感度を理解支援するために用いる対話戦略と学習者モデルを設計した。心臓血管系を理解して、モデルの編集と洗練を行うための便利なシミュレーションツールが構築できた。

Diagnosis and learning of the circulatory system; construction of basic functions of the circulatory system; evaluation of the results of the circulatory system; The diagnosis and learning support system consists of six parts: cardiovascular system, diagnosis and learning support system, causal analysis system, diagnosis and learning support system. The basic functions of the system, such as editing, editing, etc., are developed and used by students and researchers in medical physiology. This study aims to achieve the goal of integrating the steady state of the entire organism with the characteristics of the cardiovascular system. During the development of Shimiurayata, it is necessary to visit the 2 restaurants. The first and second requirements for the development of software for compilation are physiological knowledge and conditions. The academic contribution of this research is two points. (1)The compilation function is powerful, and the dependency between physiological parameters is easy to see and correct. (2)The number of constant beats is shared and integrated. Causality analysis unit is a hierarchical representation of causal relationships. The diagnostic support unit is responsible for determining the number of inputs, the number of outputs, and the number of inputs. The learning support unit is designed to support the understanding of causal relationships and sensitivity between physiological factors. The cardiovascular system is understood, edited, and practiced to facilitate the construction of cardiovascular systems.

项目成果

Ken'ichi Asami, Tadashi Kitamura: "A Modeling Support Tool for a Global Human Model on the Internet"日本エム・イー学会雑誌BME. Vol.16 No.8. 60-66 (2002)

Kenichi Asami，Tadashi Kitamura：“互联网上全球人类模型的建模支持工具”日本 MEE 协会杂志 BME 第 16 卷第 60-66 期（2002 年）。

浅海賢一, 喜多村直: "生体循環系のマクロ・ミクロモデルを結合した生理シミュレーションシステムの開発"電子情報通信学会論文誌. Vol.J86-DII,No.11. 1686-1699 (2003)

Kenichi Asami、Nao Kitamura：“结合生物循环系统宏观和微观模型的生理模拟系统的开发”，电子、信息和通信工程师学会学报，第 J86-DII，第 11 期。 1699 (2003)

Ken'ichi Asami, Tadashi Kitamura: "An Integrated Simulation Tool for Modeling the Human Circulatory System"JSME International Journal, Series C. Vol.46,No.4. 1441-1448 (2003)

Kenichi Asami、Tadashi Kitamura：“人体循环系统建模的集成仿真工具”JSME 国际期刊，C 系列，第 46 卷，第 4 期。

Asami, Ken'ichi, Kitamura, Tadashi: "A Modeling Support Tool for a Global Human Model on the Internet"日本ME学会BME誌. Vol.16, No.8. 60-66 (2002)

Asami、Kenichi、Kitamura、Tadashi：“互联网上全球人体模型的建模支持工具”，日本 ME 协会 BME 杂志，第 16 卷，第 60-66 期（2002 年）。