心房二维组织电传导的仿真研究

发布时间：2023-05-31 00:52

　　房颤是持续性心律失常之一,多国的临床研究表明其发病率随着年龄的增长而升高。尽管如此,但是其发病机制还不明确。应用计算机的虚拟心脏模型已经作为一种强大的工具用以阐明心律失常的机制。虚拟心脏模型可以作为病理宏观表现和微观起源的桥梁,可以深入到临床实验和生物实验不能研究到的领域,可以实现定量地分析,可以在任意时间尺度和空间尺度上进行,还可以实现可视化。界嵴和梳状肌的复杂解剖束为房颤期间的折返提供了基质。因此本文仿真了包含兔子右心房界嵴和梳状肌细胞的二维组织模型的电传导过程。首先,本文在单个细胞的动作电位形成原理和细胞间的兴奋传导的基础上,建立了兔子右心房界嵴细胞和梳状肌细胞的动作电位模型,以及描述电兴奋在心脏细胞间的扩散模型。心房组织具有异质性(界嵴细胞的APD比梳状肌细胞的APD长)和各向异性(电兴奋沿着纤维旋向传导得最快,垂直于纤维旋向传导得最慢)。然后,本文建立包含界嵴细胞和梳状肌细胞,且能够体现出组织异质性和各向异性的二维组织模型,运用显式欧拉方法的数值计算方法,仿真了正常起搏频率下,二维组织模型的电传导过程。此外,本文还根据在二维模型中计算得到的符合生理实验结果的兴奋传导速率,设置...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 心房电生理仿真的发展和现状
        1.2.1 细胞模型
        1.2.2 组织模型
    1.3 开发工具与开发环境
    1.4 本文主要研究内容
第2章 心肌电生理学基础
    2.1 宏观电生理学基础
        2.1.1 心脏的解剖结构
        2.1.2 心房内的兴奋传导系统
        2.1.3 界嵴和梳状肌
    2.2 微观电生理学基础
        2.2.1 心肌组织的微观结构
        2.2.2 细胞膜
        2.2.3 静息电位
        2.2.4 平衡电位
        2.2.5 离子通道和膜电流
        2.2.6 动作电位
        2.2.7 不应期
        2.2.8 心肌细胞的兴奋-收缩耦联
    2.5 本章小结
第3章 心房肌细胞电传导建模
    3.1 单个心房肌细胞电生理建模与仿真
        3.1.1 动作电位模型与仿真
        3.1.2 离子电流的一般形式
        3.1.3 各个离子电流
        3.1.4 动作电位的频率依赖性
    3.2 细胞间电传导建模
        3.2.1 细胞自动机模型
        3.2.2 双域模型和单域模型
        3.2.3 兴奋扩散方程
    3.3 兴奋传导速率
    3.4 数值计算方法
    3.5 本章小结
第4章 心房二维组织电传导的仿真实现
    4.1 动作电位计算
        4.1.1 单个细胞动作电位计算模块
        4.1.2 动作电位计算和显示仿真平台
    4.2 理想化二维心房电传导模型设计
        4.2.1 模型A的设计
        4.2.2 模型B的设计
        4.2.3 二维电传导的程序设计
    4.3 计算兴奋传导速率和扩散系数
    4.4 正常BCL下,二维组织的电传导仿真
        4.4.1 模型A的兴奋传导结果
        4.4.2 模型B的兴奋传导结果
    4.5 病理情况下的心房二维组织电传导仿真
        4.5.1 房颤
        4.5.2 高频刺激下的电传导仿真
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 本文局限性和展望
        5.2.1 本文局限性
        5.2.2 本文展望
    5.3 本章小结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况简介



本文编号：3825364