Modeling the dynamics of blood pressure under the sleep apnea effect
Uyku apnesi etkisi altında kan basıncı dinamiklerinin modellenmesi
- Tez No: 603284
- Danışmanlar: PROF. DR. YAMAN BARLAS, DOÇ. DR. HAKAN YAŞARCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Bu çalışmada uyku apnesi altında ortaya çıkan kan basıncı sorunlarını araştırmak için dinamik sistem modellemesi uygulanmıştır. İlk adım olarak, kan basıncı sisteminde bulunan temel değişkenler ve bu değişkenler arasındaki ilişkiler geçmiş bilimsel yayınların yardımıyla belirlenmiştir. Modelleme aşamalarında ise bu ilişkiler matematiksel denklemler halinde simülasyon ortamına aktarılmıştır. Model denklemlerinin belirlenmesi ve modelin kurulumu bittikten sonra, ilk olarak sağlıklı durumdaki bir insan için kan basıncı sistemindeki temel değişkenlerin dinamikleri çıkarılmaya çalışılmıştır. Model, sağlıklı bir insan vücudundaki kan basıncının temel değişkenlerinin dinamiğini ilgili literatürde önerildiği şekilde göstermiş ve. bu temel tutarlılık testini geçmiştir. Böylece model, insana ihtiyaç duymadan uyku apnesi gibi hastalık senaryolarının incelenmesine ışık tutabilecektir. Uyku apnesinin sebep olduğu bilinen kan basıncı yükselmesi problemi (hipertansiyon durumu) simülasyon deneylerinde elde edilmiştir. Hipertansiyonun nedeni ise, uyku apnesinin dokularda oksijen yetersizliğine yol açarak, duyu epiteli hücrelerinin işleyişinde bazı yapısal değişimlere yol açmasıdır. Bu değişimler ilgili literatürde önerildiği gibi simülasyon sonuçlarında da gözlenmiştir. Sonrasında, senaryo analizleriyle, uyku apnesinin şiddeti, sıklığı veya dağılımının farklılığına göre oluşan kan basıncı sistemindeki temel değişkenlerin dinamikleri incelenmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre uyku apnesindeki şiddet veya sıklık artışı hipertansiyonun daha ciddi boyutlara ulaşmasına yol açmıştır. Son olarak, hipertansiyonun tıbbi tedavisinde tipik olarak kullanılan alfa 1 ve beta 1 blokerleri gibi reseptör bloker ilaçları modellenmiş ve deneyler yapılmıştır. Bu ilaçların kullanım zamanlarının farklılığının, hastalığın tedavisine olan etkisi simüle edilmiştir. Simülasyon sonuçları göstermiştir ki; doğru bir ilaç kullanım zamanlaması, uyku apnesine bağlı oluşan hipertansiyonu etkili bir biçimde kontrol altına alabilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, a dynamic system modeling to analyze blood pressure disorders under the sleep apnea effect is carried out.As a first step, the basic variables of the blood pressure system and the causal relationship between these variables are determined with the help of previous scientific literature. Through modeling steps, these relationships are presented in a simulation environment by writing the related mathematical equations. After the equations are determined and the model is constructed, we first try to deduce the dynamics of the basic variables of blood pressure system for a healthy human. The model should generate the dynamics of the basic variables of the blood pressure system for a healthy human body, as suggested in corresponding literature. The model indeed passes this basic test of model validity. Thereby, the model can provide insights to investigate the medical disorder scenarios such as sleep apnea, without experimenting on human beings. Increased blood pressure, hypertension, a known problem of the blood pressure system caused by sleep apnea, is obtained by simulation runs.The reason of this particular hypertension is that the sleep apnea causes oxygen deficiency in the tissues during and after apnea periods, leading to structural changes in the function of sensory cells. These changes are obtained in the simulation results. Next, by the scenario analysis, the dynamics of the fundamental variables in the blood pressure system under different intensity, frequency or distribution of the sleep apnea have been analyzed. Simulation results show that the increase in the intensity or frequency of apnea leads to more severe hypertension. Finally, receptor blocker drugs, like alpha 1 and beta 1 blockers typically used as a treatment of hypertension are also modeled and experimented with. The effect of different usage times of these drugs on the treatment of the disease has been simulated. Simulation results show that the timing of medication is important for effective control the of the hypertension associated with the sleep apnea, if drug usage time is optimal.
Benzer Tezler
- İnsan burun boşluğundaki hava akışının sayısal olarak incelenmesi ve sanal septoplasti
Numerical investigation of airflow in the human nasal cavity and virtual septoplasty
CEM TURUTOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- Aort kapağı kan akımının katı-sıvı etkileşim yöntemiyle sayısal incelenmesi
Numerical investigation of the aortic valve blood flow using fluid-structure approach
ARMİN AMİNDARİ
Doktora
Türkçe
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- Hemodynamic characterization of heart and venous valves based on multi-phase blood flow and FSI modelling
Çok fazlı kan akışı ve FSI modellemesine dayalı kalp ve venöz kapakçıkların hemodinamik karakterizasyonu
REZA DARYANI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ
- Dynamics of long-term essential hypertension and pharmacotherapy options
Primer hipertansiyonun uzun dönem dinamikleri ve farmakoterapi seçeneklerinin değerlendirilmesi
ZEYNEP HASGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖNENÇ YÜCEL
- Rupture status investigation of patient specific cerebral aneurysms by analysing hemodynamic factors using computational fluid dynamics
Hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanarak hemodinamik faktörlerin analizi ile hastaya özgü beyin anevrizmalarının yırtılma durumu incelemesi
GÜLBAHAR MERVE NARİNSES
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ