基于心脏模型的心肌梗死病变仿真研究

根据心肌纤维结构和复合材料理论建立了人体左心室的三维有限元力学模型,进行了心肌梗死的病变仿真研究.结果表明兴奋延迟使得左心室功能异常,心壁运动不协调,病变区应力集中.仿真结果与加标记的核磁共振成像结果及其他模型进行了对比分析,结果表明该模型可用于探讨心脏的病理机制.该研究将心脏电生理模型和力学模型进行了有机结合,为建立具有电生理和力学特性的虚拟心脏打下了良好基础.     

体循环系统建模与仿真

根据流体网络与电气网络的等效关系,用电流表示血液的流动,用电阻表示血液流动的黏滞阻力,用电容表示血管的顺应性,用电感表示血流的惯性.采用1个时变电容和1个心肌电阻模拟左心室,建立了改进型五阶集总参数体循环系统电路模型.根据人体实际生理状况和临床数据制定模型参数,仿真健康心脏、不同部位病变导致的衰竭心脏的血流动力学特性,探讨了衰竭心脏的仿生控制机理,验证了所建模型的可行性.根据基础电路法列写状态方程,应用MATLAB软件进行仿真.结果表明:改进的左心室模型能全面地反映心脏的工作机理和功能,可以模拟健康状态血液动力学特性,通过改变参数又可以模拟因左心室弹性变化、外周阻力变化、心肌阻抗特性变化分别导致心衰的血流动力学特性.     

冠状动脉粥样硬化性心脏病冠脉循环建模与仿真

冠状动脉粥样硬化性心脏病发病率和死亡率都很高,对其进行建模与仿真有重要的医学意义.在左心循环系统的血流动力学仿真建模的基础上,结合冠状动脉粥样硬化的病理学特点及临床数据,建立描述心血管冠状循环与系统循环之间血液动力学关系的模拟电路模型,并运用Matlab/Simulink对模型进行仿真,模拟冠状动脉粥样硬化性心脏病病理状态下的冠脉循环血流情况.模型通过修改参数,能模拟不同个体生理情况特征,仿真不同程度的冠状动脉狭窄的血流情况.仿真波形与动物实验结果相吻合,通过对血流储备分数(FFRmyo)的计算,也进一步验证仿真结果的正确性.     

二阶电路的SIMULINK仿真及封装

通过对一般二阶电路的数学模型分析,分别用三种方法建立了电路的仿真模型,并给出设计模块图和仿真实例;演示了二阶电路仿真模型的封装,在子系统的参数设置窗口中统一设置电路变量.利用Simulink对二阶电路进行仿真和封装,方法简单实用,使用界面良好.     

电饭煲温度控制系统的研究

通过介绍电饭煲温度控制系统特征,建立其数学模型,分析受控对象特点,指出了传统电饭煲在温度控制方面的不足;从营养学角度设计了电饭煲的期望升温曲线,并对电饭煲温度控制系统的硬件电路进行了设计;在控制方法里引入了模型偏差补偿的思想,阐述了模型偏差补偿的算法原理和特点,并以电饭煲为被控对象进行了Matlab仿真.仿真结果表明系统误差完全在可以接受的范围内,证明模型偏差补偿的方法在电饭煲温控系统中具有精度高、可靠性强等优点.     

基于AMEsim/Simulink的工业蝶阀电液伺服控制系统的仿真分析

工业蝶阀在开启过程中的开启角度与流量呈非线性关系,其电液伺服系统难以建立精确的数学模型.论文以工业蝶阀为研究对象,建立蝶阀电液伺服系统,并设计出PID控制器与模糊PID控制器.分别在AMEsim和Matlab/Simulink中建立了液压系统与控制系统模型,利用联合仿真技术,对控制系统的控制效果进行对比分析.结果表明,模糊PID控制策略的仿真曲线与目标曲线更吻合,具有更好的控制效果.     

基于Matlab的LC并联谐振回路的建模与仿真

在电路分析中经常遇到谐振电路,由于这类电路在选频放大领域有极为广泛的应用,因此有必要对电路的特性加以讨论研究,该文首先介绍电路基本模型,以LC并联谐振回路为例建立数学模型,然后用Matlab语言对谐振电路进行仿真并绘制出输出电压的幅频特性图.     

应用压汞资料计算油水相对渗透率的试验研究

对亲水岩心吸吮过程中油相的捕集规律进行了考察.以随机毛管束物理模型为基础,建立了应用压汞毛管力曲线计算油水两相吸吮相对渗透率的数学模型.对该模型进行了试验验证,同时与M.B standing模型作了对比.结果表明,应用压汞资料计算油水吸吮相对渗透率曲线的方法是可行的.     

轮式驱动电动汽车驱动系统仿真

以轮式驱动电动汽车为研究对象,重点研究轮式驱动电动汽车的驱动系统,建立电机和轮胎的数学模型。以直流电机等效电路为基础建立电机数学模型,采用普遍参考的统一半经验指数建立轮胎模型。使用MATLAB软件进行动态仿真,得出电机转矩和轮胎侧向力、纵向力曲线,仿真结果表明模型正确,与理论分析相符。     

基于变型蔡氏电路的混沌特性

提出了一个非线性动力学系统模型,对产生混沌现象最简单的三阶自治电路建立了数学模型,并对其进行理论分析、仿真和硬件电路的实现。这种变型蔡氏电路为混沌通信和混沌现象的研究提供了一种新的混沌发生器。     

小动物micro-CT与超声及主动脉插管术评价 左心室功能的比较研究

目的 研究micro-CT、主动脉插管术与超声心动图测量左心室功能参数的一致性与相关性,评价micro-CT评估左心室功能的科研应用价值。方法 利用micro-CT、主动脉插管术、超声对10对正常及心衰大鼠进行心功能检测,应用心功能分析软件测量左心室功能参数：收缩末期容积、舒张末期容积及射血分数,将micro-CT结果与、主动脉插管术、超声心动图结果比较。结果 10对大鼠检查均获得成果,micro-CT、主动脉插管术与超声心动图测量左心室功能参数具有良好的相关性。结论 micro-CT可以用来评价左心室功能,是准确测量心室功能的可行性方案。     

内质网应激对心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌组织的作用

目的 研究内质网应激对心肌梗死后心力衰竭大鼠心肌组织的作用。方法 结扎大鼠左冠状动脉前降支建立心肌梗死后心力衰竭(心衰)模型,大鼠随机分为：假手术组、手术组术后2周组、4周组、6周组和8周组,测量各组大鼠的血流动力学指标,用荧光定量PCR方法检测各组大鼠的内质网分子伴侣GRP78蛋白,内质网应激相关凋亡蛋白CHOP、Caspase-12、Caspase-3、Bcl-2在心肌组织中的表达量。结果 与假手术组相比较,手术组大鼠左室收缩压(LVSP)、左室压最大上升和下降速率(±dp/dt max)明显低于假手术组(P≤0.05 或 P≤0.01);左室舒张末压(LVEDP)则高于假手术组(P≤0.05)。手术组大鼠心肌组织中GRP78、CHOP、Caspase-12、Caspase-3的表达量随术后饲养时间的增长而增高(P<0.05或P≤0.01),且表达量与术后饲养时间呈正相关(P≤0.01);心肌组织中Bcl-2的表达量随术后饲养时间的增长逐渐降低(P≤0.01),表达量与术后饲养时间呈负相关(P≤0.01)。结论 内质网应激激活了相关的细胞凋亡通路,使得心肌细胞凋亡。     

Simulation study and function analysis of the dynamic aortic valve

The dynamic aortic valve (DAV) is a new left ventricular assist device, a micro-axial blood pump implemented at the position of the aortic valve, pumping blood from the left ventricle into the aortic artery. The present dynamic aortic valve operates at 7 different rotation speeds, ranging from 3000 r/min (speed 1) to 9000 r/min (speed 7). Because in vivo experiments need a lot of live animals and take a long period of time, modeling and simulation have been widely used to simulate and analyze hydra-dynamic property of the DAV and its assisting effects. With the measurements from the mock circulatory loop, a mathematic model of the DAV is established and embedded into the previously developed canine circulatory system. Using this model, the effect of the DAV on the failing heart at each rotation speed level is investigated. The vital cardiac variables are computed and compared with in vivo experimental results, which are in good agreement with an acceptable difference mostly 15%. The establishment of the DAV model and its simulation are useful for further improvement of the DAV device.     

用模型方法研究灌注压对缺血区心肌血流时相分布的影响

为了研究在舒张期提高冠脉灌注压对缺血区血流时相分布的影响,建立了一个左心室壁血流灌注仿真模型。模型中正常心肌和缺血心肌中血管网都用３个支路来代表,各个支路由符合生理实际的非线性时变阻容元件组成。以６条雄性犬的左心室压和主动脉压的实测数据作为输入进行仿真,得出了符合已有实验观察的结论。结果表明：舒张期提高灌注压对缺血心肌的血流灌注有明显改善。     

模拟循环系统中的主动脉流间接测量

模拟循环系统主动脉内的流量波动很大,采用流量计直接测量受管道直径、管壁厚度、流量计量程等因素制约,不利于对不同研究对象进行模拟.文中提出一种利用压力信号间接测量主动脉流的方法.首先利用不同的Windkessel模型对模拟体循环系统进行建模,然后分别以主动脉压和动脉压作为输入变量和观测变量,利用扩展卡尔曼滤波器对模型参数和主动脉流进行联合估计.流量的估计精度采用均方根误差指标进行评估.结果表明,四元Windkessel模型可以很好地描述系统的动态性能并估计流量,为心血管装置的定量分析和测试提供了新的方法.     

辛伐他汀对压力负荷下大鼠心肌骨桥蛋白表达的影响

研究辛伐他汀对压力负荷下大鼠心肌骨桥蛋白(OPN)的影响,将Sprague Dawley大鼠随机分为3组:假手术组(n=10)、模型组(n=10)和辛伐他汀组(n=10).腹主动脉缩窄术建立大鼠压力超负荷模型,8周后测定左室重量指数(LVWR)、B超检测左室游离壁厚度及室间隔厚度Westernblot检测心肌OPN表达水平.结果是①模型组和辛伐他汀组LVWR高于假手术组,辛伐他汀组LVWR低于模型组(P<0.01).②模型组和辛伐他汀组心肌OPN表达水平高于假手术组(P<0.01),辛伐他汀组低于模型组 (P<0.01).辛伐他汀能够减轻压力负荷引起的大鼠的心肌肥厚,其过程伴随着OPN水平的降低,提示辛伐他汀改善心脏功能的过程与OPN有关.     

集中供热空调管网水力工况计算机模拟软件的开发与应用

运用图论理论与管网内水流流动的流量平衡定律、回路压力平衡定律和阻力定律建立了集中供热空调管网水力工况电算的数学模型，给出了使用斯考德一恒斯雷试算迭代法求解管网中各管段流量的算法原理，说明了在解算过程中如何进行独立回路的选择、水泵性能曲线的拟合、热压值的计算和管道阻力特征数的计算等问题．使用目前流行的Visual Basic6．0语言为开发工具，在Windows XP平台下开发了界面友好、操作简单实用、功能强大的集中供热空调管网水力工况计算机模拟分析软件，推广应用前景良好．     

心脏-肺循环-体循环系统建模初探

建立了心脏－肺循环－体循环（heart-systemic-pulmonary,HSP)人体心血管系统整体模型，采用MAT－LAB／SIMULINK系统在计算机上实现仿真。通过仿真实验模拟出符合人体心血管系统生理情况的结果。由于模型的灵活性和可扩充性，进一步的研究工作可以在此基础上展开。     

经皮无线供能系统多物理场仿真技术

为了研究人工心脏经皮无线供能系统各电路电量与物理场场量之间的相互关系以及系统生物安全性,提出了一种多物理场仿真研究方法。该方法基于COMSOL仿真软件建立了经皮无线供能系统的电-磁-热多物理场耦合模型,模型包括电路模型和几何模型,电路模型主要包括逆变电路、补偿电路和整流滤波电路,几何模型主要包括发射线圈、接收线圈以及人体皮肤生物组织模型。通过仿真计算获得经皮无线供能系统在谐振和非谐振状态下各电路的电流、电压波形以及生物组织安全性指标比吸收率、场强和温度的数值,并参照国际人体电磁安全和人体生理学标准进行安全性评估,该研究为人工心脏经皮无线供能系统的设计和优化提供了有力的分析工具。