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Aspects du contrôle du système cardiovasculaire-respiratoire humain sous une charge de travail non constante☆

By admin on mars 2, 2021

Le système cardiovasculaire humain (CVS) et le système respiratoire (RS) travaillent ensemble afin de fournir de l’oxygène (O2) et d’autres substrats nécessaires au métabolisme et d’éliminer le dioxyde de carbone (CO2). Des mécanismes de contrôle globaux et locaux agissent sur le CVS afin d’ajuster le flux sanguin vers les différentes parties du corps. Ceci, à son tour, affecte le RS puisque la quantité d’O2 et de CO2 transportée, respectivement vers et depuis les tissus, dépend du débit cardiaque et du flux sanguin dans les circuits systémique et pulmonaire du SVC. Le contrôle métabolique local est influencé par les concentrations locales de gaz sanguins qui affectent la résistance systémique, entraînant une vasoconstriction/vasodilatation. Ainsi, l’échange de gaz du sang exige une coordination étroite entre le flux sanguin et la ventilation des poumons. Dans ce travail, un modèle du système cardiovasculaire et respiratoire (CVRS) est considéré pour obtenir un contrôle optimal pour les charges de travail ergométriques dépendant du temps en utilisant la formulation Euler-Lagrange du problème de contrôle optimal. Les contrôles essentiels du modèle CVRS sont les variations de la fréquence cardiaque et de la ventilation alvéolaire par lesquelles le système nerveux central limite la pression partielle artérielle de CO2 (Pa,CO2) à 40 mmHg. De plus, des termes de pénalisation dans la fonctionnelle de coût sont inclus pour faire correspondre le besoin métabolique en O2 et la production métabolique de CO2 avec le transport de l’O2 et du CO2 par le sang.

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