4.12
呼吸は周期的なプロセスで、各完全な呼吸サイクルは約5秒間続きます。
目的は、この サイクル中の任意の 時刻tにおける肺に吸入された空気の量を求めることです。
気流の速度は時間とともに変化し、正弦関数を用いてモデル化できます。この研究では、吸気中に空気のピークが現れ、呼気時に逆転し、最大流量は約0.5 L/sであることが示されています。
微小体積 dV は、 短時間dt で空気流量を0から tに積分することで総吸気体積に蓄積されます。
置換法は変数 u を2πx ×5として設定することで積分を簡素化します。微分 dx は新しい変数に合わせるために du で表されます。積分の極限も新しい変数に合わせて変化し、5に対して0から2πt の範囲で変化します。
積分は標準的な正弦形式となり、積分は負の余弦となり、積分の極限を用いて評価されます。
これにより、呼吸サイクル中の時間の関数として吸気された空気の体積(リットル単位)が示され、吸気時に最大になります。
このモデルは気流の方向と速度の両方を含み、時間経過による呼吸量を明確に示します。
呼吸のプロセスには、呼吸サイクルと呼ばれる周期的な空気の吸入と排出が含まれており、通常約5 s続きます。肺に吸入される空気の量を時間の関数としてモデル化することで、肺換気のダイナミクスと効率の両方について理解を深めることができます。この量は、肺に入る空気の累積的な影響を捉えるため、空気流量を時間に関…
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