多房室模型系统中参数估算“结合法”以及“构型”的概念

线性代数法已成功地应用于多房室系统,尤其是线性系统的分析中,但它无法以直观、清晰的方式预报房室数非常大情况下的参数值。近来针对肝消除动力学,我们建立一种新“结合模型系统”,采用算术的方法解决参数估算问题,这种算法不同于传统解方程组法或线性代数法,它是根据模型结构,沿系统的输入至输出路径,利用概率计算法则,直接进行参数估算。

基于随机共振的视网膜神经节细胞信号检测与传输的增强

目的为了把随机共振(stochastic resonance,SR)应用到视网膜上假体刺激中,研究了噪声对视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGC)电刺激响应及其信息传输的影响。方法 RGC用多房室模型模拟,运用附加Ornstein-Uhlenbeck(OU)过程或高斯白噪声的阈下信号输入到模型。观察RGC模型响应,功率模和互信息率来描述SR的特性。结果当一定的噪声附加到阈下信号时,RGC能够产生动作电位。随着2种噪声强度的增加,功率模和互信息率的变化曲线都呈现倒U型。与高斯白噪声相比,OU过程能够用较小的噪声强度产生更大的功率模和互信息率值。结论 RGC中存在SR现象;SR能够增加RGC对阈下信号的检测能力和信息传输能力;OU过程更容易产生SR,并且产生的SR效果更好。研究对降低视网膜上假体刺激阈值具有重要意义。

基于遗传算法的视网膜假体电刺激波形优化

目的利用多房室模型模拟神经节细胞电刺激响应,运用遗传算法优化刺激波形,探索视网膜上假体的最优电刺激波形。方法用多房室模型来模拟视网膜神经节细胞,膜特性采用Fohlmeister-ColmanMiller(FCM)模型。运用遗传算法(genetic algorithm,GA)对波形刺激相进行优化,比较GA优化波形(单独考虑能耗的能量最优波形,单独考虑电荷安全的电荷最优波形,两者均考虑的GA最优波形)与传统矩形波在使神经节细胞产生动作电位时的能耗和电荷量。结果在相同脉宽下,能量最优波形的能耗减少24.319pJ,电荷最优波形的电荷减少1335pC,GA波形的能耗和电荷则分别减少24.0295pJ和854pC,GA波形与尾部截断的高斯波形相似。结论对于视网膜的胞外电刺激,通过遗传算法优化的波形比传统矩形波具有更高的能量和电荷效率。

基于SIMULINK仿真的生理药动学模型研究

目的:动态描述药物浓度在人体内各组织器官的经时变化,了解药物在人体内的分布情况,为药物作用机制的研究奠定基础。方法:以全氟辛酸和全氟辛烷磺酸为例,使用MATLAB SIMULINK软件,分别建立生理药动学仿真模型,模拟已知的口服给药情况下药物在人体内血液和组织器官的浓度变化,并将模拟结果与实际测得的药物浓度进行分析对照来验证模型的有效性。结果:SIMULINK仿真模型的模拟结果与实测值基本吻合。结论:SIMULINK仿真模型能够正确反映该药物在人体内的变化,对药物的临床研究具有现实意义。