Construction of nonlinear dynamical model for artificial respiration and optimal decision of ventilation conditions

人工呼吸非线性动力学模型构建及通气条件优化决策

• 批准号: 22560408
• 负责人: KANAE Shunshoku
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Fukui University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560408/
• 关键词: バイオシステム工学; 医工学; 人工呼吸; 呼吸モデル; ファジィ; 関数型SIRMs; アントコロニー最適化; エラスタンス; ファジィ推論; 換気条件; 非線形; 非線形モデル

The purpose of this project is to establish modeling methods of respiratory systems and to develop decision methods of optimal ventilation conditions for intelligent monitoring of artificial respiration. In this project, nonlinear dynamical models of respiratory systems are proposed and its parameter estimation methods are given, furthermore developments of applications to artificial respiration are performed for this purpose. Taking features of respiratory systems and usages of the models into consideration, respiratory model with hysteresis elastance and its parameter estimation algorithm, respiratory model considering breath perturbation and measurement noise and its periodical parameter estimation algorithm, respiratory model structure decision method by using GA, fuzzy model of respiratory systems and its parameter estimation algorithm, ant colony optimization method of fuzzy membership functions for fuzzy respiratory model, etc. are developed. These developments construct a framework of modeling respiratory systems and give a bright prospect of intelligent monitoring of artificial respiration.

本研究旨在建立呼吸系统的建模方法，并发展人工呼吸智能监控中最佳通气条件的决策方法。本课题提出了呼吸系统的非线性动力学模型，给出了其参数估计方法，并在此基础上进行了人工呼吸应用的研究。针对呼吸系统的特点和模型的用途，提出了具有迟滞弹性的呼吸模型及其参数估计算法，考虑呼吸扰动和测量噪声的呼吸模型及其周期性参数估计算法，基于遗传算法的呼吸模型结构决策方法，呼吸系统模糊模型及其参数估计算法，提出了模糊呼吸模型的模糊隶属度函数的蚁群优化方法等。这些进展为呼吸系统的建模提供了一个框架，并为人工呼吸智能监测提供了广阔的前景。

项目成果

Estimation of Pulmonary Elas- tance Fuzzy Model by Data Combinationof Two Respiration Phases

两个呼吸阶段数据组合的肺弹性模糊模型估计

• 发表时间: 2012
• 作者: M. Nakamichi;S. Kanae;Z.-J. Yang and K. Wada
• 通讯作者: Z.-J. Yang and K. Wada

A Unified Framework for Bias Compensation Based Methods in Correlated Noise Case

• DOI: 10.1109/tac.2010.2093250
• 发表时间: 2011-03
• 期刊: IEEE Transactions on Automatic Control
• 影响因子: 6.8
• 作者: L. Jia;R. Tao;S. Kanae;Zi‐Jiang Yang;K. Wada

拡大最小二乗法による多変数ARMAXシステムの同定につ いて

使用扩展最小二乘法辨识多变量 ARMAX 系统

• 发表时间: 2012
• 作者: 鈴木;遠藤;目黒;田中;黒川;杉野隆三郎，福田耕治，小林美緒，森住昇，守岡佐保，鎌田信一郎;中島和也，和田清，川邊武俊
• 通讯作者: 中島和也，和田清，川邊武俊

ファジィロジックを用いたエラスタンスの推定について

关于使用模糊逻辑的弹性估计

• 发表时间: 2011
• 作者: D. Meguro;Y. Tanaka;T. Kurokawa;中道正紀・金江春植
• 通讯作者: 中道正紀・金江春植

ファジィ推論法を用いた肺エラスタンスと静的P-V曲線の推定

使用模糊推理法估计肺弹性和静态 P-V 曲线

• 发表时间: 2011
• 期刊: 福井工業大学研究紀要
• 作者: 中道正紀;金江春植;中道正紀・金江春植
• 通讯作者: 中道正紀・金江春植