生体循環系のマクロ・ミクロモデルを結合したシミュレーションシステムの開発

开发结合生物循环系统宏观和微观模型的模拟系统

• 批准号: 16700363
• 负责人: 浅海 賢一
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16700363/
• 关键词: 循環系モデル; 心臓血管系モデル; 生体シミュレーション; フィジオームツール; 生体情報工学; 生命情報科学; 生理シミュレーション

本研究の目的は,循環生理学知識の編集,共有,蓄積を効率的に達成することを可能にするシミュレーションシステムの構築を行い,生理学を専門とする利用者にとって実用に耐えうるレベルまでにツールの基本モデル,編集機能,使いやすさなどを洗練して提供することである.さらに本研究では,体内の包括的な生理機能を含むマクロモデルと,心臓の拍動による血行動態の詳細な変化を解析するミクロモデルを結合して基本モデルとして提供する.基本マクロモデルは,Colemanのモデルを利用し,HEART(心拍出量と主要器官への血流量),CARDFUNC(心筋強度),REFLEX-1と2(交感神経と迷走神経の活動)等の25個の生理モジュールから構成される.基本ミクロモデルは,心室筋肉全体の機械的特性を時変弾性率の概念をモデル化し,体内主要血管部位を含む閉塞回路を電気回路に置き換えて記述する.プロジェクトに参加する複数の科学者,開発者,研究者が共同でモデルの構築と改良,さらにシミュレーションを実行することが出来るように,オープンなインターネット技術に基づいたインターフェースとモデル実行エンジンを構築した.モデル記述はXMLを利用し,シミュレーションインタフェースはJavaクラスライブラリを利用し,モデルサーバーはJava Servletを利用しシミュレーション環境を構築した.従来のWindowsプラットフォーム上でC言語を利用して構築したシステムと違ってWebブラウザによりアクセスすることが可能となった.循環系モデルの活用例として,フィットネス支援への応用を想定し,運動時循環動態のシミュレーションを行った.構築したシミュレーションシステムでモデルの改良を行い,運動強度100W,200W,300Wまでの負荷を与えた際の心拍出量,筋肉中酸素消費,乳酸量を正しく計算できた.

The purpose of this study is to compile, share and accumulate knowledge on circulatory physiology and to achieve it efficiently.とをpossible construction を行い,physiology 専门とするUser にとって実用にresistant えうるレベルまでにツールのBasic モデル, editing machine It can be used in this study, and it can be used in this study in vivo. The physiological functions included in it include: heart beat and blood flow dynamics. Fine analysis and analysis of the basic materials combined with the basic materials provide the basis.本マクロモデルは,Colemanのモデルをutilizationし,HEART(cardiac output and blood flow of major organs),CARDFUNC(cardiac muscle strength),REFLEX- 1 and 2 (sympathetic spirit and vagus spirit activity) and other 25 physiological functions are composed ofされる.Basic ミクロモデルは, the mechanical characteristics of the entire ventricular muscle and the generalization of the time-varying rate To read "をモデル化し", the main blood vessel parts in the body contain blocked circuits and electrical circuits are replaced by replacement. Descriptionする.プロジェクトにParticipationするpluralのscientist, developer, researcherが同でモデルのconstruct and improvement,さらにシミュレーションを実行することが出るように,オープンなインターネットtechnical baseづいたインターフェースとモデル実行エンジンをConstructionした.モデルnarrationはXMLをutilizationし,シミュレーションインJava, Java Servlet is constructed using C language environment. Architectural web page Web pageとがpossible となった. Circulation system モデルの live use example として, フィットネスSupports the use of への応をscenarios and loops dynamic のシミュレーションを during exercise OK. CONSTRUCTIONい, exercise intensity of 100W, 200W, 300W, the load and the amount of exercise, the consumption of acid in muscles, the amount of lactic acid, the amount of lactic acid is calculated.

项目成果

Design of a Human Circulation Modeling System for Fitness Support

健身支持人体循环建模系统的设计

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.17, No.6
• 作者: 佐藤哲大;佐藤哲大;佐藤哲大;佐藤哲大;M.Kawashita;M.Kawashita;川下将一;川下将一;M.Kawashita;M.Kawashita;川下将一;M.Kawashita;M.Kawashita;M.Kawashita;Kenichi Asami
• 通讯作者: Kenichi Asami

Physiological Modeling and Simulation for Aerobic Circulation with Beat-by-Beat Hemodynamics

通过逐次心跳血流动力学进行有氧循环的生理建模和模拟

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information and Engineering Systems 2005 (発表予定)
• 作者: Kenichi Asami;Tadashi Kitamura;Kenichi Asami;Kenichi Asami;Kenichi Asami
• 通讯作者: Kenichi Asami

A Web-Based Modeling System for Human Circulation in Adaptive Fitness Support

自适应健身支持中基于网络的人体循环建模系统

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics 2005
• 作者: 佐藤哲大;佐藤哲大;佐藤哲大;佐藤哲大;M.Kawashita;M.Kawashita;川下将一;川下将一;M.Kawashita;M.Kawashita;川下将一;M.Kawashita;M.Kawashita;M.Kawashita;Kenichi Asami;Kenichi Asami
• 通讯作者: Kenichi Asami

Physiological Modeling and Simulation for Aerobic Circulation with Beat-by-Beat Heraodynamics

通过逐次心跳血动力学进行有氧循环的生理建模和模拟

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information and Engineering Systems 2005 Part III
• 作者: 佐藤哲大;佐藤哲大;佐藤哲大;佐藤哲大;M.Kawashita;M.Kawashita;川下将一;川下将一;M.Kawashita;M.Kawashita;川下将一;M.Kawashita;M.Kawashita;M.Kawashita;Kenichi Asami;Kenichi Asami;Kenichi Asami
• 通讯作者: Kenichi Asami

The Development of a Physiological Simulation System for the Human Circulatory System Coupling Macro and Micro Models

宏微观耦合的人体循环系统生理模拟系统的研制

• 发表时间: 2005
• 期刊: Systems and Computers in Japan Vol.36, No.3
• 作者: Kenichi Asami;Tadashi Kitamura
• 通讯作者: Tadashi Kitamura