基于离子通道的短QT病理仿真研究与实现

发布时间：2022-12-18 10:02

　　心脏是人体循环系统的动力源,是人体的重要器官之一。目前心脏疾病已经成为影响人类生命健康的常见疾病,而与心脏相关的科学研究实验开销大,操作困难,且存在道德上的压力。为了更好地诊断和治疗各种心脏病,更好、更安全地开发治疗心脏病药物,通过计算机对心脏的结构与电生理活动进行模拟,可以为经济、安全地研发心脏病治疗药物提供保障。目前,通过心肌细胞微观离子通道级的变化来仿真整个心脏功能的变化,已成为对心脏病发病机制与治疗依据的主要研究对象,它已经具备了稳定的模型方法。短QT综合征是基因变异引起心肌细胞离子通道改变,使发病率和死亡率增加,但心脏不仅是一种电生理器官,也是一种力学机械器官。以往的研究主要用电生理模型,而没考虑力学属性。本文采用国际上最新公布的人心室心肌细胞电学-力学耦合模型初步探讨短QT综合征病理对[Ca2+]i的影响,从而便于研究心脏力学功能的潜在变化。本文采用TNNP （Tusscher Noble Noble Panfilov, TNNP）人心室细胞模型,首先对单个心室肌细胞的动作电位和1D心肌纤维电兴奋传导进行研究,获取体表测定得到的心电图心室成分。然后将仿真结果与最新公布的OR... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文的研究内容及实验环境
        1.3.1 本文的研究内容
        1.3.2 本文的实验环境
第2章 心肌细胞生理学与病理学基础
    2.1 心脏解剖学基础
        2.1.1 心脏解剖生理学基础
        2.1.2 心脏的兴奋传导系统
    2.2 心肌细胞电生理学
        2.2.1 心肌细胞生理学基础
        2.2.2 心肌细胞电生理基础
    2.3 心电图
        2.3.1 心电图的形成原理
        2.3.2 典型心电图及各波意义
    2.4 短QT综合征介绍
        2.4.1 短QT病理简介
        2.4.2 动作电位持续时间和有效不应期的生理影响
    2.5 本章小结
第3章 一种改进的一维人心室肌细胞模型实现
    3.1 虚拟心肌细胞数学及物理基础
        3.1.1 Nernst平衡电位
        3.1.2 膜电位
        3.1.3 膜电流
        3.1.4 动作电位在组织中的传导
    3.2 虚拟心肌细胞数学模型
        3.2.1 单细胞模型
        3.2.2 一维心肌纤维伪心电图模型的建立
        3.2.3 数值计算方法
        3.2.4 心肌细胞模型相关术语
    3.3 虚拟心肌细胞计算机模型
        3.3.1 心肌细胞的计算机模型
        3.3.2 一维心肌纤维伪心电图的计算机模型
    3.4 基于TNNP人心室肌细胞模型的仿真实现
        3.4.1 单细胞的仿真结果分析
        3.4.2 一维心肌纤维伪心电图模型仿真结果分析
    3.5 一种改进的一维人心室肌细胞模型
        3.5.1 一种改进的一维人心室肌细胞模型的建立
        3.5.2 一种改进的一维人心室肌细胞模型验证
    3.6 本章小结
第4章 短QT病理情况下仿真结果分析
    4.1 短QT病理情况数学模型基础
        4.1.1 SQT1的数学模型
        4.1.2 SQT3的数学模型
    4.2 短QT病理情况的计算机模型
    4.3 短QT病理情况的仿真实现
        4.3.1 SQT1仿真结果分析
        4.3.2 SQT3仿真结果分析
        4.3.3 SQT1与SQT3仿真结果综合分析
        4.3.4 SQT1与SQT3对心肌细胞[Ca~(2+)_i的影响
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本研究的总结
    5.2 本研究的展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]心电图ST段抬高临床分析思路[J]. 孙凤利,罗爽.  新医学. 2012(04)
[2]早复极综合征J波形成的细胞学基础[J]. 崔长琮.  临床心电学杂志. 2010(05)

硕士论文
[1]基于真实人体心脏数据的电生理建模及心肌缺血仿真研究[D]. 曹蕾.哈尔滨工业大学 2010
[2]基于细胞电生理模型的膜片钳实验仿真平台设计与实现[D]. 陈志强.哈尔滨工业大学 2008
[3]基于虚拟心肌细胞的心电图仿真研究[D]. 唐云云.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3721853