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A LIFE COM.(ア ライフ カム)では、循環系の回路モデルのコンプライアンスの問題について考えています。

循環系(心臓-血管系)の回路モデルのコンプライアンスの問題について考えています。

循環系(心臓-血管系)の回路モデルのコンプライアンスの問題について考えています。


循環系(心臓-血管系)の回路モデルのコンプライアンスの問題について考えています。

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研究報告循環系に関する研究報告 情報処理と環境に関する研究報告

電気の回路のページ 電位の簡単な入門2007

第一回:静電気的ポテンシャルエネルギーのお話1 第二回:静電気的ポテンシャルエネルギーのお話2
第三回:電位の定義のお話し
           第四回:電位差のお話し
第五回:電気の回路で使用する電圧のお話し    Option:本書の電位の定義および他書の電位の定義の解釈についての著者の意見

特殊相対性理論のページ

全一回:特殊相対性理論の速度の変換
全一回:特殊相対性理論のエネルギーの変換と質量の変換

波の理論のページ 理論物理学での波の関数

第一回:正円で説明をする正弦波 第二回:基礎物理学での正弦波の定義 第三回:言葉の心のモデルと基礎物理学の時間での正弦波
第四回:距離および時間の仮定できない領域ならびに基礎物理学での距離および時間について
第五回:相で解釈する理論物理学の正円の時間並びに基礎物理学での弧度を記述する方法
第六回:ひとつの質点に説明できる波の性質

ストア:本サイトの著者が研究で使用した本(専門書)についてのページです。

A LIFE COM.(ア ライフ カム)について

本サイトの運営について
 本サイトでは循環系の回路モデルの情報提供を主な目的として運営しています。ここで提供する主な情報は、本研究室の研究成果についてです。2007年現在の本研究室で扱う循環系は、ヒトの心臓-血管系です。この心臓-血管系のコンプライアンスと流れの抵抗についての工学研究をしています。現在、このサイトで掲載している循環系の回路モデルは工学での電気の線形回路網にヒトの循環系の回路モデルを対応させたものです。循環系のコンプライアンスは生理学でも紹介しています。
しかし、本サイトで紹介したいコンプライアンスは、本研究室で定義した循環系の回路モデルのコンプライアンスです。循環系の抵抗も生理学で紹介しています。本サイトで紹介したい抵抗は、本研究室で定義した循環系の回路モデルの流れの抵抗です。
また、情報処理と環境に関する情報も提供します。情報処理と環境に関する情報は循環系の回路モデルの情報よりも情報提供の優先順位は低くなります。

 循環系の回路モデルの情報提供は、研究報告書と循環系の回路モデル分野の理解のための文献の二つに分けて行います。現在は、どちらも無償で提供しています。2007年現在の主な内容は、本研究室で独自に構築した理論と一般の循環系の回路モデル理論との比較で生じる整合性の問題です。特に、本研究室の循環系の回路モデル理論ではヒトの左心室の容積と内圧の測定値と完全に一致しています。このことを前提にして、次の循環系のコンプライアンスについて説明しています。
一つは、コンプライアンスとコンデンサを対応させる際に生じる問題です。電気量で電界を生じさせることはできますが、血液量には電界に対応するものがないことから生じる問題があります。一般に、コンデンサに電気量を与えると電界を生じます。しかし、コンプライアンスに対応する心臓や血管に血液量を与えるだけでは、内圧がその臓器に作用して血液循環が生じる訳ではありません。
もう一つは、コンプライアンスの定義区間についての問題です。ここでの説明では日本の一般的な環境を前提としています。
循環系の回路モデルのコンプライアンスを心臓周期全体に使用すると内圧の極値のある点でその内圧の関数の微分係数が零になります。この微分係数が零になる場合には、一般の循環系の回路モデルのコンプライアンスとされている定義式の分母が零になってしまう場合があります。この分母が零になってしまう場合に、一般の循環系の回路モデル理論ではそのコンプライアンスを使用しているものがあります。
また、本研究室で定義したコンプライアンスに類似の数学的記述をしたコンプライアンスがあります。その類似のコンプライアンスには、定義域内で分母をゼロにとってしまうことを否定できないものがあります。
一方、本研究室のコンプライアンスは分母を零にとることは定義上、否定できます。

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循環系の回路モデルの簡単な初級講座2007(全三回) PDF⇒第一回 第二回 第三回
 本講座は『AL_COM.CVSyst.1_on_Dec_27_2006』に掲載した本研究室の成果を使用した循環系の回路モデルについての簡単な初級講座です.本講座の循環系の回路モデル理論の回路要素とその数学的モデルは著者が独自に定義したものです.これらの回路要素を使用して,循環系の回路モデルの数学的モデルとなる線形時変システムを記述しました.この心臓-血管系の線形時変システムの左心室の解はヒトの左心室の容積と内圧の測定値と完全に一致しています.

 本初級講座では,著者が約10年間で構築した循環系の回路モデル理論と2007年現在の一般的な循環系の回路モデル理論を比較しています.この比較の中で,2007年現在の一般的な循環系の回路モデル理論では,数学理論や物理学理論と整合していない部分があることを説明しています.本講座で数学理論や物理学理論と整合しない部分は,コンプライアンスについて説明しました.使用したコンプライアンスは次の三つです.一つは生理学のコンプライアンスから導出したε-近傍で保証している第一階導関数となるものです.後の二つは,著者が独自に定義したコンプライアンスとそれに類似のコンプライアンスです.

本初級講座で紹介するコンプライアンスと数学および物理学との整合性について
第一回:コンプライアンスの分母が零になる場合について(改訂発行:2009年01月09日)
第二回:コンプライアンスと電場との関係について(改訂発行:2009年01月09日)
第三回:コンプライアンスの定義区間について(改訂発行:2009年01月09日)

 本講座は本文はPDF文書で各回の本文としてダウンロードしたものを使用します.メールマガジンのメールはこれらの本文を理解するための付録になるように作成しました.
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研究活動のページ 本研究室の研究報告書を発表するページです。
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循環系に関する研究報告 (循環系の回路モデルの論文)top
 心臓-血管系が数学的な近似モデルで,線形時変システムであり,その解が安定な周期解になり構造安定であることの導出に成功した.物理的な近似モデルでは,線形回路網で表現できることに成功した.

 数学的モデルの線形時変システムは,行列表示では非斉次方程式と血液量の行列の出力で記述できた.非斉次方程式の強制項には心臓あるいは血管の内圧が成分となる.この線形時変システムの数値解析の計算結果は左心室の内圧と容積の測定値と完全に一致した.この数値解析の結果を示す線形時変システムの出力を任意のn個の成分表示となるまで拡張して,心臓部のみでなく血管部にも時変型コンプライアンスを導入した線形時変システムを記述した.この線形時変システムで使用したコンプライアンスと流れの抵抗は著者自身の独自の定義である.

 本論文の循環系の回路モデルの物理的モデルを電子工学の線形回路網と看做してキルヒホッフの法則を使用して線形微分方程式系を導出することに成功した.物理的モデルには上述の流れの抵抗とコンプライアンスが回路要素として使われている.このほかに,上述の非斉次方程式の強制項に対応する線形回路を設計した.この線形回路は,電子回路のボルテージホロワに対応する循環系の演算増幅器,と時変型コンプライアンスを接続したものである.この循環系の線形回路モデルは,電子回路の電圧制御電圧源に対応関係をもつ.

上述は『AL_COM.CVSyst.1_on_Dec_27_2006』の著者抄録から引用


報告書:AL_COM.CVSyst.1_on_Dec_27_2006   PDF version

 

著者が独自に構築した循環系の回路モデル理論に与えた血流量の定義を,本論文では改定した.その改定した血流量の定義を与える際に,正味の血液量と呼ぶ量を導入した.

血流量および正味の血液量を使用して,生体内で流れている血液の運動およびエネルギーを考察する.その考察では,ニュートンの運動方程式,系のエネルギー保存則および熱力学の第1法則を使用する.そして,循環系の回路モデル理論のコンプライアンス,流れの抵抗およびインダクタンスについての血液の運動およびエネルギーを考察する.インダクタンスは本論文で著者が独自に定義したものである.そのインダクタンスでは,基礎的な回路素子としての特性について考察した.力学的な考察では,インダクタンスで血流路の直交断面積および血液の加速度の影響を記述できることを示した.

 著者が独自に定義した血流量を使用して,血流量-断面率と呼ぶ量を定義した.その血流量-断面率の考察では,仕事率について簡単な考察を与えた.

上述は『AL_COM.CVsyst.2_on_dec_25_2008』の著者抄録から引用

報告書:AL_COM.CVsyst.2_on_dec_25_2008     PDF version

情報処理と環境に関する研究報告 top
 本研究室では、生体情報処理と環境に関する研究をしています。この研究では地球環境と生体との関係を考えていきます。また、生体を制御する技術としてのモデルを考えています。特に、数学的モデルを解析することで生体を制御する技術について考えます。生体については生体システムとして扱う場合を主体とした研究です。生体システムを制御する方法として、地球環境の保護に関連する意見を提案をすることもあります。
 報告書:AL_COM.IER1 March 1,2002 HTML version  PDF version
 

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