Authors: Karel Roubík
Citation
Roubík K. Modelování Biologických Systémů Metodou Elektrických Analogií a její Aplikace na Respirační Soustavy. Lékař a Technika 2006; 36(1); 18-23
Fulltext in PDF & fulltext download
Abstract
Modelling of biological systems using electrical analogies. Different possibilities of a biological system analysis and corresponding techniques of a biological system modelling are discussed in the beginning. Then, analogous variables and relations are searched in different systems. It is shown that variables equivalent to the electrical resistance, capacitance, inductance and other components can be defined in any other subsystem, e.g. thermal, mechanical, diffusion, fluidic, etc. An algorithm of conversion of any particular system into its electrical analogy is described. Advantages of this procedure for system modelling and analysis are summarised. Finally, application during modelling of the respiratory system is described.
Abstrakt v českém jazyce
Nejprve jsou diskutovány různé možnosti přístupu ke studiu biologického systému a z nich vyplývající možnosti jeho modelování. Dále jsou hledány v jednotlivých systémech analogické veličiny a vztahy, které systémy popisují. Je ukázáno, že veličiny analogické elektrickému odporu, kapacitě, indukčnosti a dalším prvkům je možné najít v různých systémech, jako je systém mechanický, termodynamický, fluidický či difúzní. Je ukázán způsob převodu libovolného z těchto systémů na jeho elektrickou analogii a jsou diskutovány výhody tohoto postupu pro modelování a řešení problémů složitějších soustav. V závěru je ukázána aplikace metody při modelování respirační soustavy.
Keywords
model, biologický systém, elektrická analogie
References
[1] Blesser, W. B.: A Systems Approach to Biomedicine. McGraw-Hill, NewYork, 1969, 615 pp.
[2] Škvor, Z.: Akustika a elektroakustika. 1. vyd. Praha: Academia, 2001. 527 s. ISBN 80-200-0461-0.
[3] Rožánek, M.: Vliv pulmonální perfúze na umělou plicní ventilaci: diplomová práce. Praha: ČVUT Fakulta elektrotechnická, 2002. 66s.
[4] Roubík, K., Zábrodský, V., Krejzl, J.: Elektrická analogie respirační soustavy pro vysokofrekvenční umělou plicní ventilaci. Lékař a technika. 2002, roč. 33, č. 4, s. 105–111. ISSN 0301-5491.
[5] Gólczewski, T., Kozarski, M., Darowski, M.: The Respirator as a User of Virtual Lungs, Biocybernetics and Biomedical Engineering 2003, vol. 23, no. 2, 57–66.
[6] Pałko, K. J., Kozarski, M., Darowski, M.: Identification of Mechanical Parameters of the Respiratory System during Ventilatory Support of the Lungs, Biocybernetics and Biomedical Engineering 2005, vol. 25, no. 1, 73–88.