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首页> 美国卫生研究院文献>Computational and Mathematical Methods in Medicine >Optimal Determination of Respiratory Airflow Patterns Using a Nonlinear Multicompartment Model for a Lung Mechanics System
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Optimal Determination of Respiratory Airflow Patterns Using a Nonlinear Multicompartment Model for a Lung Mechanics System

机译：基于非线性多室模型的肺力学系统的最佳呼吸模式研究

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We develop optimal respiratory airflow patterns using a nonlinear multicompartment model for a lung mechanics system. Specifically, we use classical calculus of variations minimization techniques to derive an optimal airflow pattern for inspiratory and expiratory breathing cycles. The physiological interpretation of the optimality criteria used involves the minimization of work of breathing and lung volume acceleration for the inspiratory phase, and the minimization of the elastic potential energy and rapid airflow rate changes for the expiratory phase. Finally, we numerically integrate the resulting nonlinear two-point boundary value problems to determine the optimal airflow patterns over the inspiratory and expiratory breathing cycles.
机译：我们使用针对肺力学系统的非线性多室模型开发最佳的呼吸气流模式。具体而言，我们使用经典的变化最小化演算来得出吸气和呼气呼吸周期的最佳气流模式。所用最佳标准的生理学解释涉及吸气阶段的呼吸功和肺体积加速的最小化，以及呼气阶段的弹性势能和快速气流速率的最小化。最后，我们对所得的非线性两点边值问题进行数值积分，以确定吸气和呼气呼吸周期内的最佳气流模式。

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