Zur regeltheoretischen Analyse des Blutkreislaufes

Summary

The effect of sinusoidal pressure changes in an isolated carotis sinus on the frequency response curve of the total peripheral resistance was investigated in dogs. The arterial system was perfused artificially with a constant volume/time ratio and the pressure changes of the perfusion pressure were recorded simultaneously with the endosinual pressures. The phase-angle between the stimulation and the response curve was positive in frequencies between 10 and 20 mcycles/sec, reached 0 at 20 mcycles/sec and increased up to 200° at 200 mcycles/sec. The gain reached a maximal value at about 20 mcycles/sec. Using a Nyquist diagram, the stability index of the feedback loop and its natural frequency were determined graphically. Furthermore, the effectiveness of the control system was calculated. The control system is stable and has a natural frequency of about 140 mcycles/sec. At 20 mcycles/sec its effectiveness has an optimal value. It can be calculated that the blood pressure can be controlled much quicker by altering the cardiac output than by altering the vascular tonus.

Zusammenfassung

An Hunden wurde der Einfluß sinusförmiger, endosinualer Druckänderungen auf das Phasen- und Amplitudenverhalten des peripheren Widerstandes untersucht. Dazu wurde am künstlich perfundierten großen Kreislauf die Durchströmung konstant gehalten und die Änderungen des Durchströmungsdruckes synchron mit dem endosinualen Druck geschrieben. Es zeigte sich, daß der Phasenwinkel von negativen Werten bei Reizung mit 10 mHz, über 0 bei etwa 20 mHz auf Werte bis 200° bei 200 mHz anstieg. Die Antwortamplitude zeigte gewöhnlich ein Maximum bei 20 mHz. Anhand der Ortskurve wurden die Eigenfrequenz des Regelkreises sowie die Stabilitätskriterien zeichnerisch mit Hilfe des kritischen Punktes ermittelt sowie der dynamische Regelfaktor bestimmt. Es zeigte sich, daß der Regelkreis stabil ist und eine Eigenfrequenz von etwa 140 mHz (Periodendauer etwa 7 sec) hat. Die Effektivität der Regelung ist am größten im Bereich von 20 mHz. Aus den Untersuchungen kann man schließen, daß die Regelung über den arteriellen Zufluß viel schneller als über den Abfluß aus dem arteriellen System erfolgt.