Virtual laboratory for simulation and learning of cardiovascular system function in BME studies

Abstract

RESUMEN: La aplicación de la ingeniería al análisis de sistemas es un campo muy importante en los estudios ingeniería Biomédica (BME, por sus siglas en inglés): modelado, simulación y control de los sistemas fisiológicos más importantes. En este documento se presenta un laboratorio virtual para el análisis y el estudio del sistema circulatorio humano. Este laboratorio se basa en la compilación de varios modelos matemáticos descritos en la literatura. Además, algunos parámetros del modelo han sido mejorados por medio de datos experimentales del estímulo de cafeína. Esta herramienta computacional se ha construido utilizando MATLAB / Simulink y EJS, por lo que combina buena capacidad de cálculo con interactividad. El laboratorio virtual ha sido diseñado con el fin de comprender el funcionamiento del sistema circulatorio en condiciones normales, y para predecir variables circulatorias en diferentes tipos y niveles de estímulos y condiciones.

ABSTRACT: The application of engineering system analysis is a very important field in biomedical engineering (BME) studies: modeling, simulation and control of the most important physiological systems. A virtual laboratory for the analysis and the study of human circulatory system is presented in this paper. This laboratory is based on the compilation of several mathematical models described in the literature. In addition, some model parameters have been tuned by means of experimental data under caffeine stimulus. The computational tool has been built using MATLAB/SIMULINK and EJS, so it combines good computation capabilities with interactivity. The virtual laboratory has been designed in order to understand the operation of the circulatory system under normal conditions, and to predict circulatory variables at different types and levels of stimuli and conditions.