Modellierung und Parameterschätzung eines erweiterten Kompartmentmodells des Herzkreislaufsystems unter Berücksichtigung blutdruckregulatorischer Mechanismen

Abstract

Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Modellierung des Herzkreislaufsystems durch ein Kompartmentmodell. In dem Modell werden zwei Blutdruckregulationsmechanismen eingebaut - die Regelung über die Barorezeptoren und jene durch die Niere.<br />Zu Beginn der Arbeit wird ein Überblick über die Entdeckung des Herzkreislaufsystems und die Geschichte der cardiovasculären Modellbildung gegeben.<br />Nach einer Betrachtung der physiologischen Grundlagen wird ein unreguliertes 11 Kompartment-Modell erstellt, das in seiner mathematischen Beschreibung an das PHYSBE-Modell angelehnt ist. Bei diesem Basismodell liegt der Schwerpunkt auf einer bestmöglichen Schätzung der Parameter, um vor allem die Druckwerte in den Kompartments an Daten aus der Literatur anzugleichen. Dafür wird in einem ersten Schritt das gesamte Blutvolumen und dessen Verteilung auf die Teile des Modells neu bestimmt.<br />Im Anschluss an eine kurze Darstellung der wichtigsten Regelungsmechanismen, die dem Körper zur Aufrechterhaltung eines Normaldrucks zur Verfügung stehen, werden die beiden erwähnten Mechanismen in das Grundmodell eingebaut.<br />In einem weiteren Modell soll versucht werden, die Dehnbarkeit der Gefäße vom herrschenden Druck abhängig zu machen.<br />Nach der Diskussion der Ergebnisse, wird ein zum PHYSBE-Modell alternativer Ansatz angedacht, bei dem die Kompartments "in Serie" geschaltet werden.<br />Der Ausblick bietet Vorschläge zu möglichen Weiterentwicklungen der Modelle.<br />