STATISTICKÉ VYHODNOCOVÁNÍ DAT TRANSPORTU ČÁSTIC AEROSOLU PŘI CYKLICKÝCH PODMÍNKÁCH

STATISTICAL APPROACH TO AEROSOL TRANSPORT EVALUATION UNDER CYCLIC CONDITIONS

journal article - other

cs

Pro lepší porozumění transportu a depozice aerosolu v plicích jsme přistoupili k měření rychlosti částic systémem P/DPA (Phase Doppler Particle Anemometry). K experimentu cyklického dýchání byl použit realistický model plic a kapalný aerosol. V rámci experimentu byly zvoleny různé průměry částic aerosolu, dýchací frekvence, objemy dechu a způsoby dodávky vzduchu. Byl vytvořen statistický přístup, který vyjadřuje míru rozdílu jednotlivých případů. Aerosol měřený pomocí systému P/DPA je zaznamenáván v neekvidistantní datové formě s různým datovým rozsahem. Rychlost a turbulence částic není při cyklickém průběhu konstantní, což problém komplikuje. Použití běžných statistických metod v tomto případě není vhodné. Statistický přístup je v tomto článku založen na lineárních regresních modelech. Test shodnosti regresních přímek zahrnuje heteroskedasticitu naměřených dat. Naše metoda byla implementována v programu MATLAB. Matematický popis, výsledky a zhodnocení jsou představeny v závěru článku.

Pro lepší porozumění transportu a depozice aerosolu v plicích jsme přistoupili k měření rychlosti částic systémem P/DPA (Phase Doppler Particle Anemometry). K experimentu cyklického dýchání byl použit realistický model plic a kapalný aerosol. V rámci experimentu byly zvoleny různé průměry částic aerosolu, dýchací frekvence, objemy dechu a způsoby dodávky vzduchu. Byl vytvořen statistický přístup, který vyjadřuje míru rozdílu jednotlivých případů. Aerosol měřený pomocí systému P/DPA je zaznamenáván v neekvidistantní datové formě s různým datovým rozsahem. Rychlost a turbulence částic není při cyklickém průběhu konstantní, což problém komplikuje. Použití běžných statistických metod v tomto případě není vhodné. Statistický přístup je v tomto článku založen na lineárních regresních modelech. Test shodnosti regresních přímek zahrnuje heteroskedasticitu naměřených dat. Naše metoda byla implementována v programu MATLAB. Matematický popis, výsledky a zhodnocení jsou představeny v závěru článku.

The effort to understand how aerosols transport and deposit in lungs drove us to application of particle velocity measurement with P/DPA (Phase Doppler Particle Anemometry). We have used optically transparent realistic human airway model and liquid aerosol for experiments under cyclic breathing conditions. The aerosol diameter, breathing frequency, tidal volume and way of the air supply was varied during experiments. We have employed statistical methods to distinguish and quantify differences in character of the aerosol transport for particular cases. Aerosol measurement using P/DPA gives results with non-equidistant sampling and unlike data rates in particular cases. Particle velocity and turbulence are variable with the cycle phase which makes the situation more complicated. Common statistical methods are not appropriate in this case. Statistical approach proposed in the paper is based on linear regression models of data fits. A test for the equality of two linear regression curves includes a heteroskedasticity effect. Our methods were implemented in MATLAB software. Mathematical background, results and discussions are presented in the paper.

lineární regrese, váhová funkce, heteroskedasticita

linear regression, weight function, heteroskedasticity

2011

01.06.2011

1210-8022

Informacní Bulletin Ceské Statistické spolecnosti

22

2/2011

156–162

7