modelling and simulation; thermoregulation; water bath; evaporation; date of death; bats; blood circulation; resistance vessels; compliance vessels
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Abstract:
Die mathematische Modellbildung beschäftigt sich mit dem Abbilden eines realen Systems in ein mathematisches Modell, welches man verwenden kann, um das Verhalten des realen Systems vorherzusagen. Diese Diplomarbeit handelt von Modellen im Bereich der Physiologie, speziell zum Thema der Temperaturregulation und des Blutkreislaufs.<br />Das erste Kapitel behandelt die Thematik der Thermoregulation bei gleichwarmen Lebewesen und zeigt infolgedessen verschiedene Möglichkeiten zum Halten der Körpertemperatur in einem bestimmten Soll-Bereich auf. Dazu zählt unter anderem die Evaporation, die bei hohen Außentemperaturen durch die entstehende Verdunstungskälte einen wichtigen Beitrag zur Regulation leistet. Um detaillierter Informationen über die Wärmeverteilung im Körper zu erhalten, ist es möglich, den Körper in mehrere Bereiche zu unterteilen. Des Weiteren habe ich mich noch mit der erhöhten Wärmeabgabe bei körperlicher Belastung und dem Berechnen des Todeszeitpunkts anhand der Körpertemperatur beschäftigt.<br />Am Schluss dieses Kapitels wird ein Phänomen zur Temperaturregulation in der Tierwelt, nämlich der Winterschlaf, erläutert.<br />Das zweite und letzte Kapitel beschäftigt sich mit dem Blutkreislauf im menschlichen Körper. Nach einer kurzen Einführung in die Grundlagen wird ein Modell der Aorta beschrieben, welches dazu dient, den Blutdruckverlauf in der Aorta während der Systole und Diastole zu berechnen. Im nächsten Teil wird ein Modell der Blutzirkulation durch den gesamten Körper mit Hilfe von sechs Kompartments zusammengesetzt.<br />Mit diesem Modell können unter anderem auch Veränderungen des Herzens, wie zum Beispiel der Alterungsprozess oder die Verengung einer Herzklappe, simuliert werden können.
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Mathematical modelling deals with the depiction of a real system into a mathematical model, whose solution can be used for predicting the behaviour of the real system. This thesis discusses models in the field of physiology, especially on the subject of temperature regulation and blood circulation. The first chapter deals with thermoregulation and shows several ways how to keep the body temperature in a given target area. These include, amongst others, sweating, which makes an important contribution to the regulation at high temperatures by the resulting evaporative cooling.<br />For detailed information on heat distribution in the body, it is possible, to divide the body in several areas. Furthermore, I discuss increased heat loss during physical stress and calculation of the date of death based on body temperature. At the end of this chapter a phenomenon of temperature regulation in the animal world is explained, namely hibernation. The second chapter deals with blood circulation in the human body. After a brief explanation of the basics, a model of the aorta is described.<br />This model is capable of calculating the gradient of blood pressure during systole and diastole. Subsequently a model of blood circulation in the entire body is generated. It is a six-compartment model and can be used to simulate changes of the heart, such as a heart valve stenosis.<br />
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Additional information:
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
