基于離子通道的短QT病理仿真研究與實現(xiàn).pdf

1、心臟是人體循環(huán)系統(tǒng)的動力源，是人體的重要器官之一。目前心臟疾病已經(jīng)成為影響人類生命健康的常見疾病，而與心臟相關(guān)的科學(xué)研究實驗開銷大，操作困難，且存在道德上的壓力。為了更好地診斷和治療各種心臟病，更好、更安全地開發(fā)治療心臟病藥物，通過計算機對心臟的結(jié)構(gòu)與電生理活動進行模擬，可以為經(jīng)濟、安全地研發(fā)心臟病治療藥物提供保障。目前，通過心肌細(xì)胞微觀離子通道級的變化來仿真整個心臟功能的變化，已成為對心臟病發(fā)病機制與治療依據(jù)的主要研究對象，它已經(jīng)具備

2、了穩(wěn)定的模型方法。短QT綜合征是基因變異引起心肌細(xì)胞離子通道改變，使發(fā)病率和死亡率增加，但心臟不僅是一種電生理器官，也是一種力學(xué)機械器官。以往的研究主要用電生理模型，而沒考慮力學(xué)屬性。本文采用國際上最新公布的人心室心肌細(xì)胞電學(xué)-力學(xué)耦合模型初步探討短QT綜合征病理對[Ca2+]i的影響，從而便于研究心臟力學(xué)功能的潛在變化。
　　本文采用TNNP(Tusscher Noble Noble Panfilov，TNNP)人心室細(xì)胞模型，

3、首先對單個心室肌細(xì)胞的動作電位和1D心肌纖維電興奮傳導(dǎo)進行研究，獲取體表測定得到的心電圖心室成分。然后將仿真結(jié)果與最新公布的ORD(O'Hara-Rudy Dynamic，ORD)人心室細(xì)胞模型獲取的結(jié)果對比分析，驗證TNNP模型為目前最適合仿真研究的模型。最后將TNNP模型計算的屬性結(jié)果與臨床結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)心中間細(xì)胞計算的動作電位持續(xù)時間與臨床結(jié)果不一致，本文基于此提出了一種改進的一維人心室肌細(xì)胞模型。
　　在短QT病理方面，本

4、文主要研究與快速延遲整流鉀電流IKr有關(guān)的短QT變異1（SQT1）和與內(nèi)向整流鉀電流IKI有關(guān)的短QT變異3（SQT3）兩種短QT情況，分別采用Markov-chain IKr離子通道模型和Hodgkin-Huxley IKI離子通道模型耦合到改進的模型方法進行仿真研究，獲取SQT1和SQT3病理情況下的動作電位、QT間隔、[Ca2+]i等仿真結(jié)果，并與正常生理條件下比較分析，驗證短QT病理使心室復(fù)極化提前，有可能減少心室的力學(xué)功能。<