本文關鍵詞：冠狀動脈集中參數(shù)模型個性化研究

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【摘要】：心血管系統(tǒng)集中參數(shù)模型通過建立血流參數(shù)和電路參數(shù)之間的比擬關系,用電學元件構成的電路回路來比擬心血管系統(tǒng)血液流動的等效回路,進而使我們可以借助電路分析方法來分析心血管系統(tǒng)的血流動力學行為。它具有模擬范圍廣,計算成本低等特點。目前,冠狀動脈集中參數(shù)模型在冠脈搭橋術血流動力學規(guī)劃等方面的應用日益廣泛,要求冠狀動脈集中參數(shù)模型必須能夠準確模擬病人真實的個性化生理狀態(tài),才能使計算結果真正應用于臨床實踐。所以,如何確定集中參數(shù)模型參數(shù),使集中參數(shù)模型產(chǎn)生的壓力、流量等波形與病人的實測生理值一致,這就是冠狀動脈集中參數(shù)模型的個性化問題。本論文以建立個性化冠狀動脈集中參數(shù)模型為目的,從冠狀動脈集中參數(shù)模型結構個性化和模型參數(shù)個性化兩方面完成個性化要求,并根據(jù)一例臨床患者冠狀動脈生理參數(shù)建立了該患者的個性化集中參數(shù)模型。論文的研究內容包括以下幾個方面:(1)冠狀動脈集中參數(shù)模型結構個性化:根據(jù)臨床標準冠狀動脈16段分法,對冠狀動脈進行標準結構化集中參數(shù)建模,各段使用三參數(shù)Windkessel集中參數(shù)模型;根據(jù)患者冠狀動脈三維重建結果,從標準16段模型中刪減病人實際不存在的血管段,使冠狀動脈集中參數(shù)模型在結構上個性化。(2)冠狀動脈集中參數(shù)模型參數(shù)個性化:血管順應性參數(shù):構建了一種基于心-踝指數(shù)(Cardio-ankle vascular index,CAVI)估計冠狀動脈集中參數(shù)模型中體循環(huán)平均彈性模量的方法。血流阻力與血流慣性:以患者冠狀動脈血管內壓力、流量與集中參數(shù)輸出壓力、流量的均方根誤差作為目標函數(shù),使用遺傳算法優(yōu)化冠狀動脈集中參數(shù)模型的血流阻力、血流慣性與血管彈性,實現(xiàn)了冠狀動脈集中參數(shù)模型參數(shù)個性化。(3)根據(jù)北京安貞醫(yī)院提供的一名患者生理數(shù)據(jù)包括患者年齡、身高、血壓、CAVI、心輸出量、冠狀動脈三維重建結果,對該患者冠狀動脈進行了個性化集中參數(shù)建模,得到了該患者體循環(huán)血管彈性、冠狀動脈各段血流阻力、血液慣量、血管順應參數(shù)。論文建立了冠狀動脈標準16段集中參數(shù)模型的求解方法,該方法具有通用性,可對16段或個性化(少于16段)集中參數(shù)模型進行求解;實現(xiàn)了基于遺傳算法的集中參數(shù)模型參數(shù)優(yōu)化估計方法;論文還提供了一種基于血管彈性CAVI指數(shù),利用年齡、舒張壓與收縮壓確定集中參數(shù)模型中體循環(huán)血管順應性的方法�；颊呒袇�(shù)模型個性化結果表明,該個性化模型所模擬的主動脈壓力、心輸出量、左冠狀動脈、右冠狀動脈的壓力與流量結果與臨床數(shù)據(jù)較為接近,證明了集中參數(shù)模型個性化方法的正確性。
【關鍵詞】：冠狀動脈 集中參數(shù) 血流動力學 個性化
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R54
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.1.1 血流動力學10-11
• 1.1.2 心血管集中參數(shù)模型11
• 1.1.3 集中參數(shù)個性化11-13
• 1.2 研究進展13-14
• 1.3 本文主要研究內容14-18
• 1.3.1 研究目標15
• 1.3.2 擬解決的關鍵性問題15
• 1.3.3 本文結構15-18
• 第2章 冠狀動脈血管集中參數(shù)模型的構建18-30
• 2.1 血液循環(huán)系統(tǒng)建模18-19
• 2.2 集中參數(shù)血管建模理論19-23
• 2.2.1 集中參數(shù)反映血管順應性20-21
• 2.2.2 集中參數(shù)反映血管流動慣量21-22
• 2.2.3 血液粘性阻力的集中參數(shù)22-23
• 2.3 集中參數(shù)模型模擬血液流動原理23-24
• 2.4 冠狀動脈集中參數(shù)模型構建24-27
• 2.5 本章小結27-30
• 第3章 動脈血管彈性估測方法30-38
• 3.1 材料31
• 3.2 統(tǒng)計學分析31-32
• 3.3 結果32-35
• 3.3.1 CAVI的單因素分析32-33
• 3.3.2 CAVI影響因素的pearson相關性分析33
• 3.3.3 CAVI的多因素線性回歸分析33-35
• 3.4 討論35
• 3.4.1 年齡與CAVI35
• 3.4.2 血壓與CAVI35
• 3.5 脈搏波傳播理論和血管彈性35-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第4章 集中參數(shù)模型參數(shù)個性化38-50
• 4.1 基本遺傳優(yōu)化算法38-42
• 4.2 仿真優(yōu)化算法設計42-47
• 4.3 本章小結47-50
• 第5章 冠狀動脈集中參數(shù)個性化的應用50-62
• 5.1 患者生理參數(shù)50-51
• 5.2 冠狀動脈集中參數(shù)模型個性化過程51-54
• 5.2.1 冠狀動脈集中參數(shù)模型結構個性化51-52
• 5.2.2 冠狀動脈集中參數(shù)模型參數(shù)個性化52-54
• 5.3 結果54-58
• 5.4 冠狀動脈集中參數(shù)模型模擬手術搭橋結果58-60
• 5.5 本章總結60-62
• 第6章 結論與展望62-64
• 參考文獻64-72
• 致謝72

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本文編號：1120308