Contribución de acoplamiento cardiorrespiratorio a la dinámica irregular del sistema cardiovascular humano
Autores: Ishbulatov, Yurii M.; Bibicheva, Tatiana S.; Gridnev, Vladimir I.; Prokhorov, Mikhail D.; Ogneva, Marina V.; Kiselev, Anton R.; Karavaev, Anatoly S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Contribución de acoplamiento cardiorrespiratorio a la dinámica irregular del sistema cardiovascular humano
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Aspecto importante
Dinámica del sistema cardiovascular
Irregularidad
Mayor exponente de Lyapunov
Dimensión de correlación
Acoplamiento no lineal bidireccional
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La irregularidad es un aspecto importante de la dinámica del sistema cardiovascular. Los índices numéricos de irregularidad, como el exponente de Lyapunov más grande y la dimensión de correlación estimada a partir de series temporales de intervalos entre latidos, son marcadores tempranos de enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, no hay consenso sobre el origen de la irregularidad en el sistema cardiovascular. Una hipótesis común sugiere la importancia del acoplamiento no lineal bidireccional entre el sistema cardiovascular y el sistema respiratorio para la irregularidad. Las investigaciones experimentales de esta teoría están severamente limitadas por las capacidades de los equipos médicos modernos y la no estacionariedad de los sistemas biológicos reales. Por lo tanto, estudiamos este problema utilizando un modelo matemático del sistema cardiovascular acoplado y el sistema respiratorio. Estimamos y comparamos los índices numéricos de complejidad para un modelo que simula la dinámica cardiovascular en sujetos sanos y un modelo con regulación bloqueada de la frecuencia y amplitud respiratoria, lo que perturba el acoplamiento entre los sistemas estudiados.
Descripción
La irregularidad es un aspecto importante de la dinámica del sistema cardiovascular. Los índices numéricos de irregularidad, como el exponente de Lyapunov más grande y la dimensión de correlación estimada a partir de series temporales de intervalos entre latidos, son marcadores tempranos de enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, no hay consenso sobre el origen de la irregularidad en el sistema cardiovascular. Una hipótesis común sugiere la importancia del acoplamiento no lineal bidireccional entre el sistema cardiovascular y el sistema respiratorio para la irregularidad. Las investigaciones experimentales de esta teoría están severamente limitadas por las capacidades de los equipos médicos modernos y la no estacionariedad de los sistemas biológicos reales. Por lo tanto, estudiamos este problema utilizando un modelo matemático del sistema cardiovascular acoplado y el sistema respiratorio. Estimamos y comparamos los índices numéricos de complejidad para un modelo que simula la dinámica cardiovascular en sujetos sanos y un modelo con regulación bloqueada de la frecuencia y amplitud respiratoria, lo que perturba el acoplamiento entre los sistemas estudiados.