【摘要】： 心臟是人體的重要器官,心臟疾病嚴(yán)重威脅著人類的健康,因此,對心臟生理機(jī)能的研究越來越受到人們的關(guān)注。傳統(tǒng)的研究手段通常是借助于動物實驗的方法。但是這些方法不僅周期長、代價高、危險性大,往往難以得到令人滿意的結(jié)果。而且動物心臟和人體心臟在大小,心率,細(xì)胞動作電位的形狀、時程等方面都存在很大差異,因此動物實驗得到的結(jié)果也不能直接推廣到人體。而隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及數(shù)學(xué)建模知識的不斷進(jìn)步,利用計算機(jī)進(jìn)行仿真實驗和研究則可以很好地解決這些問題。它不僅能夠仿真心臟的興奮傳播過程,而且能夠仿真心臟各種病變的內(nèi)在生理機(jī)制,在臨床診斷和藥物研制上有很高的應(yīng)用價值。 基于真實的左心室解剖數(shù)據(jù)和人體心室細(xì)胞模型,本文采用有限差分法構(gòu)建二維左心室網(wǎng)格模型,并仿真了組織內(nèi)心肌細(xì)胞正常和異常時電壓的傳播情況。在此模型基礎(chǔ)上深入研究了心肌缺血導(dǎo)致心律失常的內(nèi)在機(jī)制。主要研究內(nèi)容如下: 首先,基于最新的人體心室肌細(xì)胞TNNP模型,應(yīng)用實驗室提供的三維人體心臟數(shù)據(jù),構(gòu)建了左心室切片的二維網(wǎng)格模型,并且按照TNNP模型的要求,將左心室切片按心肌方向,從內(nèi)到外分為三層。通過在不同層次的心肌細(xì)胞上加刺激,仿真出了正常組織內(nèi)的心電傳播過程。 其次,基于構(gòu)建的左心室切片模型,通過設(shè)置缺血程度及缺血面積,建立了心肌缺血模型。仿真出了折返波在不同缺血癥狀下的傳播情況,通過對比折返波在正常組織以及在不同缺血癥狀下的形態(tài),對心肌缺血導(dǎo)致心律失常的內(nèi)在機(jī)制做了相應(yīng)的解釋。
[Abstract]:Heart is an important organ of human body. Heart disease is a serious threat to human health. The traditional means of research are usually by means of animal experiments. However, these methods are not only long period, high cost, high risk, often difficult to obtain satisfactory results. Moreover, there are great differences between animal heart and human heart in size, heart rate, shape and duration of cellular action potential, so the results of animal experiments can not be directly extended to human body. With the rapid development of computer technology and the continuous progress of mathematical modeling knowledge, computer simulation experiments and research can solve these problems well. It can not only simulate the heart excitatory transmission process, but also simulate the physiological mechanism of various heart diseases. It has high application value in clinical diagnosis and drug development. Based on the real left ventricular anatomical data and human ventricular cell model, a two-dimensional left ventricular grid model was constructed by finite difference method, and the propagation of voltage in normal and abnormal cardiac myocytes was simulated. Based on this model, the mechanism of arrhythmia caused by myocardial ischemia was studied. The main research contents are as follows: firstly, based on the latest TNNP model of human ventricular myocytes, a two-dimensional grid model of left ventricular slices is constructed based on the three-dimensional human heart data provided by the laboratory. According to the requirements of TNNP model, the left ventricular sections were divided into three layers according to the direction of myocardium. The electrocardiogram in normal tissue was simulated by stimulation of different levels of cardiomyocytes. Secondly, the myocardial ischemia model was established by setting the ischemic degree and the ischemic area based on the left ventricular slice model. The propagation of reentrant wave in different ischemic symptoms was simulated and the internal mechanism of arrhythmia caused by myocardial ischemia was explained by comparing the morphology of reentrant wave in normal tissue and under different ischemic symptoms.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：R331

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本文編號：2165050