MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.3934/mbe.2025088

Медицинская библиотека · Mathematical biosciences and engineering : MBE · 2025

Multivariable optimal control for hemodialysis: A physiologically-grounded simulation study.

Tjahjana Redemtus Heru, Herdiana Ratna, Hsm Zani Anjani Rafsanjani, Erlangga Yogi Ahmad

СтатьяПеревод в очереди

Аннотация

This study introduces a novel multivariable optimal control framework for hemodialysis, which uniquely integrates five physiological states (blood urea concentration, fluid volume, blood pressure, electrolytes, and hemoglobin) with three clinically adjustable inputs (ultrafiltration rate, blood flow, and dialysate composition). By employing the limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno-B (L-BFGS-B) algorithm with patient-specific box constraints, the model enforces patient-specific physiological safety limits while dynamically balancing clinical targets. Numerical simulations demonstrate the stabilization of key parameters within ±5% of clinical benchmarks (e.g., KDIGO guidelines), though deviations in the hemodynamic responses underscore the need for adaptive control in real-world scenarios. Urea clearance trajectories align with efficacy patterns observed in practice, while blood pressure fluctuations reveal systematic offsets that require protocol refinement. This work bridges control theory with hemodialysis dynamics, thus offering a simulation-driven foundation for future clinical validation and personalized treatment optimization.

Для цитирования: Tjahjana Redemtus Heru, Herdiana Ratna, Hsm Zani Anjani Rafsanjani, Erlangga Yogi Ahmad. Multivariable optimal control for hemodialysis: A physiologically-grounded simulation study.. Mathematical biosciences and engineering : MBE. 2025. DOI: 10.3934/mbe.2025088.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.