دانلود کتاب سیستم های پیچیده در زیست پزشکی بعد از پرداخت مقدور خواهد بود
توضیحات کتاب در بخش جزئیات آمده است و می توانید موارد را مشاهده فرمایید
نام کتاب : Complex Systems in Biomedicine
ویرایش : 1
عنوان ترجمه شده به فارسی : سیستم های پیچیده در زیست پزشکی
سری :
نویسندگان : M. Bertero, M. Piana (auth.), Alfio Quarteroni, Luca Formaggia, Alessandro Veneziani (eds.)
ناشر : Springer-Verlag Mailand
سال نشر : 2006
تعداد صفحات : 298
ISBN (شابک) : 9788847003941 , 9788847003965
زبان کتاب : English
فرمت کتاب : pdf
حجم کتاب : 7 مگابایت
بعد از تکمیل فرایند پرداخت لینک دانلود کتاب ارائه خواهد شد. درصورت ثبت نام و ورود به حساب کاربری خود قادر خواهید بود لیست کتاب های خریداری شده را مشاهده فرمایید.
مدلسازی ریاضی فیزیوپاتولوژی انسان یک کار بسیار بلندپروازانه است. این شامل مدلسازی بیشتر بخشهای مختلف مانند سیستمهای قلبی عروقی، تنفسی، اسکلتی و عصبی، و همچنین تعامل مکانیکی و بیوشیمیایی بین جریان خون و دیوارههای شریانی، یا فرآیندهای الکتروکاردیاک و هدایت الکتریکی به بافتهای بیولوژیکی است. مدلهای ریاضی را میتوان برای شبیهسازی واسکولوژنز (تجمع و سازماندهی سلولهای اندوتلیال پراکنده در یک محیط معین) و رگزایی (تشکیل عروق جدید که از یک رگ موجود جوانه میزند) که مربوط به تشکیل شبکههای عروقی هستند، تنظیم کرد. به ویژه برای توصیف رشد تومور. ادغام مدل هایی با هدف شبیه سازی همکاری و ارتباط متقابل سیستم های مختلف کار دشوارتری است. برای مثال، نیاز به تنظیم مدلهای تعاملی برای سیستم قلبی عروقی یکپارچه و تعامل بین گردش خون مرکزی و کمپارتمانهای محیطی، مدلهایی برای تنظیمهای قلبی عروقی در محدوده متوسط برای شرایط پاتولوژیک (مانند مداخلات جراحی، ناهنجاری های مادرزادی یا رشد تومور)، مدل هایی برای ادغام بین گردش خون، پرفیوژن بافتی، تنظیم بیوشیمیایی و حرارتی، مدل هایی برای شناسایی پارامترها و تجزیه و تحلیل حساسیت به تغییرات پارامتر یا عدم قطعیت داده ها - و بسیاری دیگر. قلب به خودی خود یک سیستم پیچیده است که در آن پدیده های الکتریکی از نظر عملکردی با تغییر شکل دیوار مرتبط هستند. به نوبه خود، فعالیت الکتریکی با فیزیولوژی قلب مرتبط است. این شامل فرآیندهای غیرخطی واکنش- انتشار است و محرک فعال سازی دینامیک قلب و در نهایت جریان بطنی خون را فراهم می کند که همودینامیک کل سیستم گردش خون را هدایت می کند. در واقع، تأثیر متقابل است، زیرا سیستم گردش خون به نوبه خود بر پویایی قلب تأثیر می گذارد و ممکن است بسته به فیزیوپاتولوژی های فردی (به عنوان مثال وجود یک شریان تنگی یا یک پروتز عروقی) بار اضافی ایجاد کند. عملاً همه رشته های ریاضی در این زمینه نقش دارند. هندسه و تئوری تقریب ابزارهایی را برای مدیریت داده های بالینی به دست آمده توسط توموگرافی یا رزونانس مغناطیسی، شناسایی الگوهای هندسی معنی دار و تولید مدل های هندسی سه بعدی برگرفته از داده های اولیه بیماران فراهم می کند. تحلیل ریاضی، دینامیک جریان و جامدات، تحلیل تصادفی برای تنظیم مدلهای دیفرانسیل و پیشبینی عدم قطعیت استفاده میشود. تجزیه و تحلیل عددی و محاسبات با کارایی بالا برای حل عددی مدلهای دیفرانسیل پیچیده مورد نیاز است. در نهایت، روشهای تحلیل آماری و تصادفی برای مدلسازی و تفسیر الگوهای فضا-زمان مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. در واقع، پیچیدگی مسائل در دست اغلب استفاده از تکنیکهای ریاضی نوآورانه را تحریک میکند که برای مثال قادر به تشخیص دقیق آن فرآیندها هستند. که در مقیاسهای چندگانه در زمان و مکان (مانند اثرات سلولی و سیستمیک) رخ میدهند و قوانین فیزیکی ناهمگنی بر آنها حاکم است. در این کتاب ما مشارکت چندین گروه تحقیقاتی ایتالیایی را که با موفقیت در این زمینه جذاب و چالش برانگیز کار می کنند، جمع آوری کرده ایم. هر فصل به یک زیر زمینه خاص می پردازد، با هدف ارائه یک نمای کلی از موضوع و گزارشی از جدیدترین نتایج تحقیق.
Mathematical modeling of human physiopathology is a tremendously ambitious task. It encompasses the modeling of most diverse compartments such as the cardiovascular, respiratory, skeletal and nervous systems, as well as the mechanical and biochemical interaction between blood flow and arterial walls, or electrocardiac processes and the electric conduction into biological tissues. Mathematical models can be set up to simulate both vasculogenesis (the aggregation and organisation of endothelial cells dispersed in a given environment) and angiogenesis (the formation of new vessels sprouting from an existing vessel) that are relevant to the formation of vascular networks, and in particular to the description of tumor growth. The integration of models aimed at simulating the cooperation and interrelation of different systems is an even more difficult task. It calls for the set up of, for instance, interaction models for the integrated cardio-vascular system and the interplay between central circulation and peripheral compartments, models for the mid-long range cardiovascular adjustments to pathological conditions (e.g. to account for surgical interventions, congenital malformations, or tumor growth), models for the integration among circulation, tissue perfusion, biochemical and thermal regulation, models for parameter identification and sensitivity analysis to parameter changes or data uncertainty – and many others. The heart is a complex system in itself, where electrical phenomena are functionally related with the wall deformation. In its turn, electrical activity is related with heart physiology. It involves nonlinear reaction-diffusion processes and provides the activation stimulus to the heart dynamics and eventually the blood ventricular flow that drives the haemodynamics of the whole circulatory system. In fact, the influence is reciprocal, since the circulatory system in turns affects the heart dynamics and may induce an overload depending upon the individual physiopathologies ( for instance the presence of a stenotic artery or a vascular prosthesis). Virtually, all the fields of mathematics have a role to play in this context. Geometry and approximation theory provide the tools for handling clinical data acquired by tomography or magnetic resonance, identifying meaningful geometrical patterns and producing three-dimensional geometrical models stemming from the original patients data. Mathematical analysis, flow and solid dynamics, stochastic analysis are used to set up the differential models and predict uncertainty. Numerical analysis and high performance computing are needed to numerically solve the complex differential models. Finally, methods from stochastic and statistical analysis are exploited for the modeling and interpretation of space-time patterns.Indeed, the complexity of the problems at hand often stimulates the use of innovative mathematical techniques that are able, for instance, to accurately catch those processes that occur at multiple scales in time and space (like cellular and systemic effects), and that are governed by heterogeneous physical laws. In this book we have collected the contribution from several Italian research groups that are successfully working on this fascinating and challenging field. Every chapter will deal with a specific subfield, with the aim of providing an overview of the subject and an account of the most recent research results.