左心室多尺度模拟

本文给出了左心室多尺度模拟的整体框架:利用改进的Level Set模型来分割心脏核磁共振图像,进而可获得三维左心室计算模型;采用Holzapfel-Ogden非线性各向异性模型来模拟左心室心肌的被动力学响应;优化带激励电流项的Fenton-Karma细胞尺度的电势模型来模拟左心室器官的主动收缩过程.再基于推广的Immersed Boundary法,把上述左心室的被动弹性响应、主动收缩过程与血液流动进行流固耦合计算.文中给出了左心室在舒张末期、收缩末期的数值结果,与临床测量和前人所得结果相吻合,验证了本文方法的有效性.     

心脏-冠状动脉-心肌桥血流动力学实验模型的研究

应用血流动力学理论与方法建立了心脏冠状动脉心肌桥血流动力学实验模型.实验模型的实际使用证明,其能够在相当程度上复现心肌桥压迫壁冠状动脉,并导致血流动力学特性异常的现象.模拟实验大部分结论与临床研究和动物实验的结果相一致.     

人体上肢血管系统建模及仿真

为了探讨人体动脉脉搏波中所蕴涵的血流动力学信息,从而预测人体生理病理状态。根据Windkessel模型理论,将血管等效为许多小的串联的弹性管道的模型,建立了一个上肢血管系统的电网络模型。采用Matlab中的Simulink/Simpowersystem模块构建该上肢电网络模型进行仿真试验,对动脉脉搏波进行动态模拟。鉴于高血压和动脉硬化等疾病主要体现在心血管动力学参数的变化上,分析研究了血流动力学参数中外周阻力和血管顺应性对脉搏波的影响。仿真结果与生理实际系统相符,表明该模型具有一定的实用性和有效性。     

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.     

基于双弹性腔的左心循环系统的建模与仿真

揭示循环系统的生理病理机制,建立左心与动脉系统耦合的动力学电路模型.用状态变量分析法建立左心循环电路模型的数学模型,利用Matlab/Simulink工具对这一数学模型进行建模仿真,并用图形用户接口(GUI)界面进行参数输入.最终得到左心室容积、左心室压力、左心房压、主动脉压和主动脉血流的时间曲线,主要的特征数据和波形曲线与实际的生理情况相符.     

复杂形状血管中血液两相流动研究

从液固两相流的角度出发,针对人体心脑动脉血管中典型的血管形状,利用计算流体力学的方法和血流动力学的基本原理,考虑血液两相流动的影响,进行了相关的血流动力学分析,获得了血液两相流动的有关动力学参数,并揭示了考虑两相流动影响造成的血液动力学特性的差异,为进一步研究复杂形状血管中血流动力学提供了理论参考。     

离心式心脏泵内部流场数值模拟与分析

利用CFD软件对采用一元理论的方法所设计的无回流区和有回流区2种离心式心脏泵进行数值模拟,考察和分析人工心脏泵叶轮内部流场的分布,揭示叶轮内部流动的特殊规律和流动机理.通过数值模拟得到心脏泵流道内的切应力、速度和压力分布云图,分析2种模型对血栓和溶血的影响.结果表明,有回流区离心式心脏泵模型内部流场要比无回流区离心式心脏泵模型内部流场更符合血液动力学的要求,对血细胞的破坏更小,具有更好的抗血栓和溶血性能.     

一种新的电弧炉电弧时域模型

由于电弧的非线性,炼钢电弧炉在生产过程中会产生大量的高次谐波,并导致供电网络的电压波动和闪变,为解决这一问题,建立了一个新的电弧炉电弧时域模型.新的电弧模型从电弧物理机理出发,选择电弧电导作为状态变量,用非线性微分方程描述,并且给出了模型参数的计算方法.通过调整模型中的参数,可以模拟电弧炉电气系统参数变化时的电弧特性.仿真结果表明,模型输出的电弧电压、电流与现场实测数据基本一致,验证了模型的正确性.     

动脉分岔血管内注射药液的数值模拟

在建立三维人体主动脉及其分支的物理模型的基础上，数值模拟了在脉动边界条件下由主动脉向分支动脉灌注药液的血液流动和药液传质，获得了连续注射药液时血流的动力学参数分布和药液在心动周期内周期性分布的变化，与体外模型实验结果符合较好。     

组织液调节的动力学模型在中医肾气虚研究中的意义

目前对中医肾气虚症本质的研究工作已取得一定的进展,得到了肾气虚者常伴有血液中代谢产物聚集,组织液容积增大的病理现象.根据中医气血理论和现代血液-组织液循环理论,建立了一个描述体液调节的动力学模型,对中医肾主水功能进行分析.模型理论计算结果显示在其他参数不变情况下,机体代谢、心血管参数、肾单位中的各表示参数及尿路阻力等的异常会导致血液中代谢产物聚集,组织液容积增大,进而引起肾气虚症状,且与以往临床及动物实验研究结果相吻合.     

有氧运动改善心肌梗塞大鼠血流动力学异常和自主神经功能紊乱

目的:观察8周有氧运动对心肌梗塞大鼠血流动力学和自主神经功能的影响并探讨其可能机制.方法:27只SD大鼠随机分为假手术组(S组,n=10)、心肌梗塞组(M组,n=9)和心肌梗塞运动组(ME组,n=8),心肌梗塞模型采用冠状动脉结扎术,ME组进行8周跑台训练.末次训练后48h处死动物,分别测定大鼠心脏结构与功能、血流动力学、心率变异性以及心肌神经生长因子(NGF)和酪氨酸羟化酶(TH)基因表达水平.结果:(1)与S组比较,M组大鼠左室扩张、心功能下降,血流动力学异常,心率变异性显示自主神经功能紊乱,心肌NGF和TH mRNA与蛋白表达下调(P0.05);(2)与M组比较,ME组心功能增强,血流动力学异常和自主神经功能紊乱得以改善,心肌NGF和TH mRNA与蛋白表达上调(P0.05).结论:长期有氧运动可能通过改善血流动力学异常和自主神经功能紊乱抑制心肌梗塞大鼠心脏重塑并提高心功能.     

电连接器腐蚀失效对信号传输的影响

 针对两栖装甲装备电连接器腐蚀失效导致的未发现故障(NFF)问题,从理论分析与电路仿真两个层面研究了腐蚀失效对信号传输的影响。分析了盐雾环境下电连接器的腐蚀失效机制,建立了腐蚀电连接器的电接触阻抗模型和电路模型,分析了腐蚀失效状态下的电路特性,通过对不同阻抗值下的电路仿真,得出了腐蚀失效对信号传输的影响规律。研究表明,电连接器腐蚀失效形成电接触阻抗,导致高频信号的传输产生失真。接触电阻的增加使信号波形幅度衰减甚至产生错误,而在一定范围内,接触电容的存在为高频信号提供通路,缓解了高频信号的失真。     

一种带心肌瘢痕的心脏磁共振图像左室壁分割方法

从心脏磁共振图像中分割出左心室内外膜轮廓线,是心脏三维重建及心脏功能评定的先决条件.针对带心肌瘢痕的心脏磁共振图像,提出了一种基于显著性检测定位的左心室内外膜分割方法.方法采用视觉显著性检测和分水岭变换,提取左心室血池区域,准确确定了左心室位置;然后提取血池区域轮廓线作为内膜初始轮廓,在带形状约束的活动轮廓模型作用下演化得到左心室内外膜.实验结果证明,该方法定位较为准确,能使初始轮廓迅速收敛到内膜边界,分割得到的内外膜以及心肌区域均较为准确.     

体导电能量传递二端口网络集总参数的计算

皮肤电极单元是利用体导电向体内植入器件传递能量的通道,其等效电路阻抗参数则是从电路角度分析体导电能量传递系统的基本参数。针对目前尚无确定这些参数的理论计算方法,提出了基于场路耦合的变载法。通过建立皮肤电极单元的场路耦合模型计算电极端口处电压与电流,并运用全相位FFT谱分析提取电量信号的幅值和相位,在此基础之上,应用变载法求出了各种条件下皮肤电极单元等效电路的阻抗参数,并验证了该方法的正确性。计算出的等效电路阻抗参数可用于体导电能量传递的电路分析和系统的优化设计。     

兔无预充血体外循环术后存活模型

目的建立家兔无预充血非经胸体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)术后存活模型。方法选取体质量2.5~3.0 kg家兔8只用于建立模型,采用右侧颈总动脉灌注,右侧颈内静脉引流建立CPB。维持体温,常温转流60min后脱离体外循环,术中监测动脉血压、血气等。结果7只成功建立体外循环,并顺利脱离体外循环及呼吸机,其中6只存活超过24 h,1只于术后6 h死亡。1只因建立体外循环时,引起急性左心衰,于术中死亡。结论经初步摸索,家兔无预充血非经胸体外循环术后存活模型,操作简便、可行,成功率较高,但对体外循环转机要求较高。本模型消除了血液预充对实验结果的影响,可用于体外循环激活全身炎性反应的研究。     

压电能量俘获系统建模及仿真

针对压电悬臂梁结构能量俘获系统进行建模,利用电路系统和机械系统的相似关系,将压电俘能结构模型等效为电路系统模型;为建立压电能量俘获系统完整模型,基于LTC3588-1为核心的能量转换电路等效为降压及整流电路,并利用LTspice软件仿真验证该等效电路的正确性.在Matlab/Simulink系统中搭建压电能量俘获系统整体模型并进行仿真,根据仿真结果对模型参数进行优化.通过对实验数据对比、分析,验证系统模型的合理性,结果表明系统可以稳定输出3.3 V直流电压,最佳阻抗匹配条件下,输出功率为2.6 mW.      

有源配电网阻抗特性分析与测量

并网逆变器的接入改变了配电网的阻抗特性,以含L型和LCL型并网逆变器的有源配电网为研究对象,研究含并网逆变器的有源配电网阻抗特性.通过逆变器的小信号控制框图分别建立L型并网逆变器和LCL型并网逆变器的诺顿等效模型,并通过电路变换得到含有多种逆变器的有源配电网的戴维南等效模型.在此基础上,分析不同逆变器的主电路参数和控制参数对有源配电网等效阻抗幅值和相角的影响.为便于工程实际中获取有源配电网阻抗及验证模型的正确性,采用一种基于串联谐波电压源扰动的方法进行有源配电网阻抗进行了测量.最后基于MATLAB/Simulink搭建了仿真模型.仿真结果验证了有源配电网阻抗模型的正确性.     

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。     

双曲美他嗪治疗60例心肌梗死后心力衰竭临床观察

目的观察曲美他嗪治疗心肌梗死后心力衰竭的临床疗效。方法60例心肌梗死后心力衰竭患者随机分为观察组与治疗组。观察组行常规药物治疗,治疗组在常规治疗的基础上加用曲美他嗪20mg／次,3次／d,30d为1疗程。观察治疗前后心功能改变与心脏超声多普勒心功能指标变化。结果治疗后治疗组心功能改善总有效率为93．3％,观察组心功能改善总有效率为80．0％,两组差异有统计学意义（P〈0．05）。左心室射血分数（LVEF）及左心室短轴缩短率（FS）,治疗后治疗组较观察组明显增加,自身对照两组治疗后左心室收缩末期内径（LVSD）、左心室舒张末期内径（LVDD）明显降低,但治疗后两组间对比,差异无统计学意义（P〉0．05）。结论曲美他嗪治疗心肌梗死后心力衰竭可获得较好的临床疗效。