Um modelo integrado dos sistemas respiratorio e termico do corpo humano.

• Processo: 07/01161-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2007
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Jurandir Itizo Yanagihara
• Beneficiário: Cyro Albuquerque Neto
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioengenharia | Modelo Sistema Respiratório | Modelo Sistema Térmico | Transferência de calor e massa em sistemas biológicos

Resumo

O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de um modelo matemático com bases fisiológicas da integração entre o sistema respiratório e o sistema térmico do corpo humano. Esses sistemas costumam ser modelados isoladamente, sem considerar as influências que um tem sobre o outro. Cada membro do corpo humano será representado por um cilindro, formado por camadas representando cada tipo de tecido. Pelos tecidos há difusão de calor e dos gases oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2). O sangue transporta O2 e CO2, dissolvidos e reagidos quimicamente, do pulmão até os tecidos. O sangue também transporta calor. Com o ambiente, o corpo humano troca calor por convecção, radiação, evaporação e respiração. No pulmão ocorre troca dos gases O2 e CO2 entre o sangue e o espaço alveolar por difusão através da membrana respiratória. Com o objetivo de manter a temperatura interna constante, abastecer os tecidos de O2 e retirar o CO2 gerado, o corpo humano tem elaborados sistemas de controle. Os principais são a ventilação pulmonar, o débito cardíaco, o mecanismo vasomotor, a sudorese e a geração de calor por calafrios. Como os controladores têm funcionamento complexo, a modelagem é realizada a partir de dados experimentais. Os processos descritos serão modelados matematicamente por equações diferenciais ordinárias e parciais. Para solucioná-las, será implementado um programa orientado a objetos usando métodos numéricos para regime permanente e transitório. Serão obtidos resultados para validar o modelo, comparando-os com dados experimentais. Posteriormente, o modelo será aplicado em casos reais onde existe intensa interação entre os dois sistemas. O desenvolvimento será baseado em trabalhos realizados previamente no mesmo laboratório. São esses o modelo do sistema respiratório de ALBUQUERQUE (2005), dissertação de mestrado do autor do presente projeto, o modelo do sistema térmico de FERREIRA (2001) e o modelo do transporte de oxigênio e dióxido de carbono de TURRI (2006).

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ALBUQUERQUE, C.; YANAGIHARA, J. I.. An integrated model of the thermoregulatory and respiratory systems of the human body. INTERNATIONAL COMMUNICATIONS IN HEAT AND MASS TRANSFER, v. 116, JUL 2020. (07/01161-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ALBUQUERQUE NETO, Cyro. Modelo integrado dos sistemas térmico e respiratório do corpo humano.. 2010. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.