Modelado de la autorregulación del flujo sanguíneo cerebral utilizando teoría matemática de control
Autores: Golubev, Alexey; Kovtanyuk, Andrey; Lampe, Renée
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado de la autorregulación del flujo sanguíneo cerebral utilizando teoría matemática de control
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo matemático
Flujo sanguíneo cerebral
Autorregulación
Teoría de control no lineal
Modelo hemodinámico
Rendimiento de la autorregulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Un modelo matemático del flujo sanguíneo cerebral en forma de un sistema dinámico es estudiado. El problema de modelado de la autorregulación del flujo sanguíneo cerebral se trata como un problema de control no lineal y se analiza el potencial y aplicabilidad de las técnicas de teoría de control no lineal en este sentido. Se muestra que el modelo de hemodinámica cerebral en cuestión es diferencialmente plano. Luego, se aplica el enfoque de retroceso de integrador combinado con funciones de barrera de Lyapunov para construir las leyes de control que recuperan el rendimiento de la autorregulación cerebral de un humano sano. Los resultados de la simulación confirman el buen rendimiento y flexibilidad del diseño de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral sugerido. La investigación realizada debería enriquecer nuestra comprensión de las matemáticas detrás de los mecanismos de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral y los tratamientos médicos para compensar la autorregulación cerebral deteriorada, por ejemplo, en bebés prematuros.
Descripción
Un modelo matemático del flujo sanguíneo cerebral en forma de un sistema dinámico es estudiado. El problema de modelado de la autorregulación del flujo sanguíneo cerebral se trata como un problema de control no lineal y se analiza el potencial y aplicabilidad de las técnicas de teoría de control no lineal en este sentido. Se muestra que el modelo de hemodinámica cerebral en cuestión es diferencialmente plano. Luego, se aplica el enfoque de retroceso de integrador combinado con funciones de barrera de Lyapunov para construir las leyes de control que recuperan el rendimiento de la autorregulación cerebral de un humano sano. Los resultados de la simulación confirman el buen rendimiento y flexibilidad del diseño de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral sugerido. La investigación realizada debería enriquecer nuestra comprensión de las matemáticas detrás de los mecanismos de autorregulación del flujo sanguíneo cerebral y los tratamientos médicos para compensar la autorregulación cerebral deteriorada, por ejemplo, en bebés prematuros.