Modellbildung und Simulation der Herzfrequenz Unter Belastung

Zusammenfassung

Physische Belastung führt zu einer Erhöhung des Energieumsatzes, der mit einem erhöhtem Sauerstoffbedarf verbunden ist. Diesem erhöhten Bedarf muß das Blutkreislaufsystem durch schnelleren Sauerstofftransport gerecht werden. Unter den Kenngrößen des Blutkreislaufsystems ist das Herzminutenvolumen (Produkt aus Puls und Schlagvolumen) jene, die den aktuellen Energiebedarf am besten charakterisiert. Bei Belastung in liegender Körperposition bedingt größtenteils die Pulsbeschleunigung die Erhöhung des Herzminutenvolumens, Belastung in aufrechter Körperlage führt zu gleichzeitiger Erhöhung von Puls und Schlagvolumen und damit zur Erhöhung des Herzminutenvolumens (/NEIL76/).

Der Beitrag stellt ein reelungsmathematisches Modell vor, das sie Erhöhung der Herzfrequenz bei physischer Belastung beschreibt. Das modell wurde mit Hilfe der (hybriden) Simultionssprache HVBSYS simuliert und identifiziert, wobei 98 ergometrische Meßreihen zur Verfügung standen. Interesante Korrelationen zwischen Modellparameter (Zeitkonstante, Verstärkungsfaktoren ) und physiologischen Parametern/ Alter, Gewicht. Größe, Erwartungswerte für maximale Leistung ung maximlen Puls) werten aufgezeigt.

A mathematical model based on a control theory-approach describes the behavior of heart rate during physical load. The model was simulated and identified using the (hybrid) simulation language HYBSYS, where 98 measured ergometric time series were available. Interesting correlations between model parameters (time constants, gain factors) and Physiological parameters (age, weight, expectation for maximal load and maximal heart rate) are shown.