Initial Concepts for Modeling

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1 Initial Concepts for Modeling

2 System / Model / Analog biological system 실제 시스템과 모델 element 사이의
연관성 표현 기능면에서 동일한 시스템 구현

3 System / Model / Analog (Human Forearm)
- W의 무게를 받고 있을 때 - 복합적인 문제 (근육, 신경, 시각, 청각, 촉각 등의 영향) - Assumption : vertical muscle force, static weight load 만을 고려 Model - 실제 시스템과 가장 유사한 기능을 갖는 모델 - physical : 해부생리 - graphical : direct measurement를 통해 구함 - mathematical : physical/graphical model 혹은 실제 시스템으로부터 구함 - block diagram : signal flow diagram - computer simulation을 위한 개념 제공 Analog - 실제 시스템과 dimension 측면에서는 동일하지 않음 - 실제 시스템돠 기능면에서는 동일해야 함 ㆍ Mechanical (Mass, Damper, Spring) Electrical (Inductance, Resistance, Capacitance)

4 Block Diagram and Signals
Stimulus (input) Response (output) Unknown System ㆍSignals : time record of measured phenomena ㆍCause and Effect relationship with single input and single output

5 Flow through the Trachea
Signal acquisition for trachea studies 문제점 trachea로 전달되는 air와 trachea 내부의 온도가 다르다 (전달되는 air를 preheat to BTSC, body temperature standard condition) 실제 측정은 mouth를 통해 이루어지므로 trachea에서의 air flow와 다르다 assumption : tracheal flow와 flow through through mouth는 같다고 가정 측정 압력 범위에서의 air는 incompressible 하다고 가정 - 최종 결과는 perfect 하다기 보다는 trend를 나타낸다

6 Respiratory Sound from Trachea
Preamplifier & Prefilter trachea Filter A/D Converter Display strap Microphone Tracheal Sound

7 Pressure Flow Characteristics from Experimentation
vs. Time Flow vs. Time Pressure vs. Time

8 Mathematical Expression
ㆍGraphical model로부터 Mathematical model의 유도 - not exact, neither wrong - simple, rapid, approximation : 비례상수 (slope of the line) ㆍMathematical model은 Graphical model 보다 적은 정보를 제공

9 Graphical Model의 세분화 ㆍ문제는…… 어떻게 measurement를 하는가?
ㆍ원시적이지만 옳은 방법은 trial & error 증명 : Assumption Sum of bronchial flow is, Since , assumed value of is incorrect

10 Physical Model and Electrical Analog of the Trachea
ㆍGraph를 straight line으로부터 approximation 하여 를 찾음 혹은 를 parameter로 활용 가능