In this study, we develop a methodology for model reduction and selection informed by global sensitivity analysis (GSA) methods. We apply these techniques to a control model that takes systolic blood pressure and thoracic tissue pressure data as inputs and predicts heart rate in response to the Valsalva maneuver (VM). The study compares four GSA methods based on Sobol' indices (SIs) quantifying the parameter influence on the difference between the model output and the heart rate data. The GSA methods include standard scalar SIs determining the average parameter influence over the time interval studied and three time-varying methods analyzing how parameter influence changes over time. The time-varying methods include a new technique, termed limited-memory SIs, predicting parameter influence using a moving window approach. Using the limited-memory SIs, we perform model reduction and selection to analyze the necessity of modeling both the aortic and carotid baroreceptor regions in response to the VM. We compare the original model to three systematically reduced models including (i) the aortic and carotid regions, (ii) the aortic region only, and (iii) the carotid region only. Model selection is done quantitatively using the Akaike and Bayesian Information Criteria and qualitatively by comparing the neurological predictions. Results show that it is necessary to incorporate both the aortic and carotid regions to model the VM.


翻译:在本研究中,我们根据全球敏感度分析(GSA)方法,为模型的减少和选择制定了一种方法。我们将这些技术应用到一种控制模型,该模型将血压和胸腔组织压力数据作为投入,并预测响应Valsalva 操作(VM)的心跳率。根据Sobol' 指数(SIs),将参数对模型输出和心率数据之间差异的影响进行量化,对四种GSA方法进行了比较。GSA方法包括确定所研究时间间隔中平均参数影响的标准标度SI,以及三个分析参数如何影响时间变化的有时间变化的方法。时间变化方法包括一种新的技术,称为有限的模拟SIS,使用移动窗口法预测参数影响。我们使用有限的模拟SIS,进行模型的减少和选择,以分析对模型输出输出输出输出和偏移偏移的Barotbor 接受器区域进行建模的必要性。我们将原模型与三个系统缩小的模型进行了比较,包括(i) 亚科和卡罗特区域,(ii) 只能用模型和卡洛特区域进行对比。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月2日
Efficient and Effective $L_0$ Feature Selection
Arxiv
5+阅读 · 2018年8月7日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
迁移学习简明教程,11页ppt
专知会员服务
107+阅读 · 2020年8月4日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员