Abstrakt

Wykorzystanie modelu sieciowego do symulowania przepływów krwi umożliwiło zastosowanie metod analizy i syntezy obwodów elektrycznych do rozważań nad układem krwionośnym nerki. W rozprawie przedstawiono dwie metody identyfikacji parametrów tego modelu. W pierwszej metodzie wykorzystano widma amplitudowe prądów, którym odpowiadają przebiegi przepływu krwi w tętnicy i żyle nerkowej. W drugiej metodzie wykorzystano widma amplitudowe napięcia i prądu, którym odpowiada przebieg ciśnienia tętniczego i przebieg przepływu krwi rejestrowany w tętnicy nerkowej. Przebieg napięcia interpolowano funkcją sklejaną w warunkach niedoboru danych o jego kształcie. Eksperymentalnie zweryfikowano drugą metodę identyfikacji. Przez analizę estymowanych parametrów analogu elektrycznego możliwe jest zlokalizowanie obszarów układu krwionośnego nerki, w których zachodzące zmiany są najintensywniejsze. W rozprawie dokonano również analizy przebiegów ciśnienia i prędkości przepływu krwi w celu możliwości wykorzystania ich w identyfikacji parametrów obranego modelu. Zastosowano metody optymalizacji, które charakteryzują się sprawnością, wiarygodnością i stabilnością obliczeń w warunkach występowania ekstremów lokalnych dla ograniczonych zbiorów danych. Na podstawie okresu oraz wartości maksymalnej i minimalnej przebiegu napięcia zastosowano metodę interpolacji jego kształtu funkcją sklejaną. Zaproponowana metoda interpolacji napięcia umożliwia standaryzację tego przebiegu oraz otrzymywanie funkcji widma amplitudowego charakteryzującej się brakiem zafalowań w szerokim paśmie. Wprowadzenie do metody identyfikacji interpolowanego napięcia, uprościło procedurę pomiarową przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości estymacji parametrów analogu elektrycznego. Analizując wartości estymowanych parametrów dla danych pochodzących z doświadczeń medycznych zauważono, że zmiany wartości konkretnych parametrów w analogu elektrycznym nerki są między sobą powiązane. Wyższą intensywnością charakteryzowały się zmiany wartości tych parametrów, które odwzorowują naczynia krwionośne miąższu nerki. Uchwycenie pozostałych zmian wymaga przeprowadzenia dodatkowych badań medycznych dla osób z różnymi stanami klinicznymi nerek. Opracowany analog elektryczny oraz metody identyfikacji jego parametrów mogą znaleźć zastosowanie w diagnostyce stanu klinicznego nerki, a w szczególności przyczynić się do szybszego rozpoznawania potencjalnych powikłań po przeszczepie. Metodę identyfikacji można też wykorzystać do obliczania wybranych wielkości związanych z przepływem krwi przez układy krwionośne innych organów.

Autor (1)