射血分数保留型心衰大鼠左心室生物力学分析

发布时间：2021-02-26 14:23

　　作为各种心脏病的严重和最终阶段,心力衰竭的发病与致死的比率一直很高。这其中,约一半的心衰患者属于射血分数保留型心衰。虽然高血压是导致该疾病的重要成因之一,但是其力学机理尚待研究。目前,利用心脏力学的理论与有限单元法展开对组织层面的数值模拟,已成为研究心脏有关问题的有效手段。因此,本文采用了一套对动物左心室重建并进行舒张与收缩模拟的工作流,采取控制单因素变量的分组实验的方式,展开对高血压导致的射血分数保留型心衰力学机理的研究。具体来说,首先,将五只Dahl盐敏感大鼠通过喂养高浓度盐的饲料诱导其产生心衰,另外五只喂养正常浓度饲料作为对照,并将所有的大鼠进行超声测量与血流动力学测量。然后,基于超声测量得到的图像数据,通过几何建模和Hermite插值,得到大鼠左心室的舒张末期有限元模型,定义其心肌的本构方程为冯元桢的心肌横观各向同性假设和Guccione的时变弹性收缩模型。最后,通过反复求逆迭代找到其零压力状态,并在零压力有限元模型上施加舒张末期压力,来完成舒张模拟,然后再施加主动脉压力的三元素Windkessel来完成收缩模拟。模拟是在心脏力学软件Continuity中完成的,在模拟过程中对... 

【文章来源】：北京大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

心脏的解剖结构[1]

北京大学硕士学位论文2图1.2心动周期示意图[5]（1）等容收缩期：心电图出现R波后，心室收缩，二尖瓣已经完全闭合，但是主动脉瓣还未开启，舒张末期的左心室压力急剧升高，形态已经开始发生变化，但是容积并未发生改变。（2）射血期：当左心室的压力升高到超过主动脉压时，主动脉瓣开启，左心室的血液迅速射入主动脉，左心室压力和主动脉压迅速上升，左心室开始收缩，容积减校当主动脉压达到峰值时，左心室虽然继续收缩，但是收缩力降低，射血速度明显减缓，左心室压力和主动脉压开始降低，进入左心室的收缩末期，直至左心室停止收缩，主动脉瓣关闭。（3）等容舒张期：左心室开始舒张，左心房压力仍未达到左心室压力，二尖瓣尚未开启，左心室内压力迅速下降，但是容积并未发生很大改变。（4）快速充盈期：当左心室压力降低到低于左心房压力的时候，二尖瓣开启，左心房内的血液迅速冲入左心室，左心室容积迅速增大，而左心房内压力和容积迅速降低。（5）缓慢充盈期：迅速充盈的血流，对二尖瓣造成了强烈的冲击，加上左心房的压力迅速降低，使左心室与左心房的压力差减小，二尖瓣处于半关闭状态，左心房充盈

第一章绪论3左心室的血流减少，速度减慢以至于接近停止。（6）心房收缩期：随着左心房的收缩，左心室的压力再次升高，使得二尖瓣开放程度增大，通过二尖瓣进入左心室的血流量增大，直到左心房收缩停止，压力降低到低于左心室压力，二尖瓣闭合，此时左心室达到舒张末期。可以看出，心脏每一部分的构成，都像是一台精密组装的仪器；心脏每一次的搏动，都像是一条复杂而准确的流水线。但是，一旦某些部分出现病变，就有可能对心脏的正常工作过程造成或大或小的影响，或多或少使得心脏无法实现其正常的功能，进而损害整个身体的健康，甚至危及生命。1.1.2心力衰竭的定义及分类在这个物质生活充裕、百姓衣食无忧的时代，健康成为了人们更加关注的问题。而据调查[6]显示，自上世纪90年代以来，相比于其他疾病，心血管疾病已经成为了中国城乡居民的头号杀手，如图1.3所示。（a）农村（b）城市图1.31990-2016年中国居民主要疾病死亡率变化[6]

【参考文献】：
期刊论文
[1]中国心力衰竭诊断和治疗指南2018[J]. 王华,梁延春.  中华心血管病杂志. 2018 (10)
[2]射血分数保留心力衰竭的诊治[J]. 权林芳,张亚萍.  中西医结合心血管病电子杂志. 2018(26)
[3]高血压相关心力衰竭的现状浅谈[J]. 谭汝琪,田国平.  西南军医. 2018(04)
[4]慢性心力衰竭患者死亡相关因素分析[J]. 吴元盛,张金花,励扬.  临床医学. 2017(08)
[5]QRS波群对心脏再同步化治疗心力衰竭的指导意义[J]. 陈力潇,张婷婷,肖文良.  新疆医学. 2017(02)
[6]中国心力衰竭流行病学调查及其患病率[J]. 顾东风,黄广勇,吴锡桂,段秀芳,何江,Paul K Whelton,Stephen Mac Mahon.  中华心血管病杂志. 2003(01)



本文编号：3052718