心血管系統(tǒng)鍵合圖模型仿真研究.pdf

1、本研究致力于應(yīng)用數(shù)學(xué)模型方法建立一個包含各分支循環(huán)和神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制且便于擴(kuò)展的心血管系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)上仿真了正常生理和常見病理狀態(tài)的心血管系統(tǒng)血流動力學(xué)特性，并仿真研究了神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制在高血壓發(fā)生過程中的重要作用。主要工作包括：針對目前心血管系統(tǒng)宏觀模型研究中存在的問題，提出了由心臟，頭部、頸部循環(huán)，左上肢循環(huán)，右上肢循環(huán)，肺循環(huán)，冠脈循環(huán)，腹部循環(huán)，左下肢循環(huán)和右下肢循環(huán)組成心血管系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。為了便于模型擴(kuò)展，采用鍵合圖方法建立心臟和

2、血管網(wǎng)絡(luò)模型，共由54個微分方程組成，并且通過心臟和血管網(wǎng)絡(luò)的耦合約束進(jìn)行求解。模型的輸入是心臟和血管網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)如：心動周期、心肌彈性度、血管順應(yīng)性、血管阻力等，模型的輸出是各血管段的壓力、流量波以及反應(yīng)心血管系統(tǒng)功能狀況的生理參數(shù)如每搏輸出量、心輸出量、射血分?jǐn)?shù)、每搏耗能和耗氧量等。 為了驗證模型的正確性，仿真了正常生理情況下血流動力學(xué)狀態(tài)，仿真得到的生理波形和參數(shù)符合人體正常生理時的特性，說明模型是有效的。此外，通過調(diào)整模型

3、的輸入?yún)?shù)，仿真了常見疾病，如動脈粥樣硬化、阻力血管狹窄、高血壓、左鎖骨下動脈狹窄發(fā)生時的心血管功能狀況及動脈粥樣硬化、阻力血管狹窄疾病發(fā)展過程中動脈血壓的的變化情況，仿真結(jié)果與臨床表現(xiàn)一致。 在心血管系統(tǒng)基本模型的基礎(chǔ)上加入了神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制，建立了壓力反射的數(shù)學(xué)模型，和心血管系統(tǒng)模型耦合并仿真了神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制下高血壓的發(fā)生情況。建立了高血患者心室肥大的數(shù)學(xué)模型，仿真了有神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制和無神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制下高血壓對左心室壁厚度的影響。仿真