熵产生与肺的压力-体积曲线
生物物理
2016-02-29 v1 组织与器官
摘要
我们分析性地研究了健康肺与病变肺在一个呼吸周期内的熵产生。首先，在肺组织表现为熵弹簧类橡胶的假设下，通过将热力学定律应用于众所周知的跨肺压力-体积（）曲线，我们计算了健康肺中的熵产生。肺的体积模量 也由这些计算推导得出。其次，我们将该方法推广至肺弹性回缩障碍，如肺纤维化和肺气肿。这些疾病的特征在于 关系的特定改变。例如，在纤维化肺中， 随疾病进展单调增加，而在肺气肿中则相反。因此，只需对 曲线的参数进行适当调整，即可模拟这些疾病。利用 Clausius 形式，我们证明了熵产生 与呼吸周期内 曲线所包围的滞后面积 相关，即 ，其中 为体温。尽管 高度依赖于疾病，但该公式适用于健康肺以及病变肺，且与疾病阶段无关。最后，我们使用假设模型（ansatz）分析性地预测了纤维化肺与肺气肿肺所产生的熵。
引用
@article{arxiv.1509.08573,
title = {Entropy Production and the Pressure-Volume Curve of the Lung},
author = {Cláudio L. N. Oliveira and Ascânio D. Araújo and Jason H. T. Bates and José S. Andrade and Béla Suki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.08573},
year = {2016}
}