动脉血流电导率和电阻抗的血流动力学建模与分析

发布时间：2023-04-26 22:45

　　心输出量、血流速度、动脉管径、动脉弹性模量、外周阻力、壁面剪切应力等血流动力学参数在心脑血管疾病发生发展、早期预防以及治疗效果评估等方面扮演着至关重要的角色。临床上常采用CT/MRI影像检测结合超声多普勒流速检测并计算分析这些血流动力学参数,然而这些检测设备体积庞大、价格昂贵,不便于个体日常生活或运动训练过程中血流动力学参数的在线监测。生物电阻抗技术因其成本低廉、操作简便、可穿戴、能连续检测等优点,已被临床应用于心脑血管功能的评估和疾病的早期诊断。然而迄今为止,动脉血流电导率和电阻抗与动脉管径、血流速度等血流动力学参数之间的定量关系仍未完全阐明,因而限制了生物电阻抗技术在心脑血管血流动力学参数监测中的广泛应用。本论文通过理论建模和离体实验验证相结合的方法,研究动脉血流电导率、电阻抗与动脉内半径、轴心流速等血流动力学参数之间的定量关系,进一步对急性运动干预前后动脉血流电导率和电阻抗、及其与血流动力学参数之间的关系进行分析,为人体动脉血流动力学参数的在线监测提供一定的方法学基础。本论文的主要研究内容和结果如下:(1)考虑动脉管壁弹性形变对动脉血流电导率的影响,将描述弹性管脉动血流动力学的L...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 影响动脉血流电阻抗的因素
        1.2.2 影响动脉血流电导率的因素
    1.3 目前研究存在的问题及发展动态分析
        1.3.1 弹性管脉动血流电导率和电阻抗的理论计算和实验验证
        1.3.2 流速、动脉管径对动脉血流电导率和电阻抗的独立贡献
        1.3.3 运动对动脉血流电导率和电阻抗的影响
    1.4 研究目的及主要研究内容
2 动脉血流电导率和电阻抗的血流动力学模型
    2.1 理论模型与控制方程
        2.1.1 动脉血流电阻抗
        2.1.2 Ling & Atabek“局部流”理论及其控制方程
        2.1.3 Maxwell-Fricke方程
    2.2 数值仿真方法
    2.3 结果
    2.4 讨论
    2.5 本章小结
3 动脉血流电导率和电阻抗血流动力学模型的实验验证
    3.1 动脉血流电阻抗体外循环装置及测量系统
        3.1.1 动脉血流电阻抗体外循环装置
        3.1.2 测量系统的实现
    3.2 动脉血流电阻抗体外循环装置中弹性管和刚性管局部血流动力学分析
    3.3 动脉血流电导率和电阻抗血流动力学模型的实验验证
        3.3.1 材料和方法
        3.3.2 实验步骤
        3.3.3 数据分析处理
        3.3.4 结果与讨论
    3.4 本章小结
4 弹性管脉动血流电导率的简化数学模型
    4.1 简化数学模型
    4.2 数值仿真及相关性分析
    4.3 结果
    4.4 讨论
    4.5 本章小结
5 急性运动干预前后颈总动脉血流电导率和电阻抗分析
    5.1 急性哑铃运动干预对颈总动脉血流电导率和电阻抗影响
        5.1.1 实验设计与方法
        5.1.2 实验结果与讨论
    5.2 急性有氧自行车运动干预对颈总动脉血流电导率和电阻抗的影响
        5.2.1 实验设计与方法
        5.2.2 实验结果与讨论
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3802336