本文關(guān)鍵詞：心肌細(xì)胞興奮螺旋傳播對(duì)其功能的影響

  更多相關(guān)文章： 心律失常 螺旋波 傳導(dǎo)阻斷 能量利用率 損傷

【摘要】：心律失常是一種常見的心臟疾病,心動(dòng)過速和室顫等嚴(yán)重的心律失常是導(dǎo)致心臟猝死的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)心動(dòng)過速與心肌信號(hào)中穩(wěn)定或漫游的螺旋波有關(guān),室顫與螺旋波失穩(wěn)破碎有關(guān),因此,揭示心臟螺旋波的機(jī)制具有重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但目前心臟螺旋波對(duì)心肌細(xì)胞功能的影響現(xiàn)象與機(jī)制仍不夠明確,本文針對(duì)這一問題展開研究。本文采用Luo-Rudy Ⅰ模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)心室肌細(xì)胞的建模與仿真,利用四階Runge-Kutta方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,通過在單個(gè)細(xì)胞單元之間加入偶聯(lián)來構(gòu)建二維單層心肌組織動(dòng)作電位的傳導(dǎo)模型,進(jìn)而采用“切波法”誘發(fā)螺旋波并測定了其尖端運(yùn)動(dòng)軌跡。本文首先分別對(duì)螺旋波尖端軌跡外部(A)、尖端軌跡上(B)及其內(nèi)部(C)細(xì)胞的膜電位、鈉電流及其對(duì)應(yīng)的門控變量進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果如下：(1)A位置的細(xì)胞能夠正常產(chǎn)生和傳導(dǎo)動(dòng)作電位,而B、C位置的細(xì)胞膜電位較低,不能正常產(chǎn)生和傳導(dǎo)動(dòng)作電位；螺旋波在傳播過程中始終繞著尖端軌跡旋轉(zhuǎn)；尖端軌跡內(nèi)部形成一個(gè)功能阻斷區(qū)域。(2)A處細(xì)胞的內(nèi)向鈉電流正常激起,鈉通道門控變量正常激活和失活,而B、C位置的鈉電流很小,鈉通道均不能正常打開和關(guān)閉,表明功能阻斷區(qū)域內(nèi)部細(xì)胞持續(xù)處于穩(wěn)態(tài)去極化狀態(tài)。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),功能阻斷區(qū)域內(nèi)部細(xì)胞的能量利用率幾乎為零,邊界上僅為正常情況的50%-60%。長期穩(wěn)態(tài)去極化和低能量利用率將會(huì)加劇細(xì)胞的損傷,因此,很可能惡化螺旋波尖端軌跡內(nèi)部的傳導(dǎo)功能,造成心律失常的進(jìn)一步加重。本文進(jìn)一步仿真損傷組織,從宏觀上對(duì)部分損傷和完全損傷的缺陷組織中螺旋波的傳播情況進(jìn)行研究。在心肌組織中間分別劃定矩形和圓形區(qū)域,采用降低細(xì)胞間偶聯(lián)的方法來模擬部分損傷和完全損傷的缺陷組織。研究結(jié)果如下：(1)損傷組織的形狀和尺寸對(duì)螺旋波的傳播均有影響。(2)螺旋波在部分損傷的矩形缺陷組織中傳導(dǎo)速度變慢,螺旋波整體傳播穩(wěn)定,波頭不會(huì)釘扎到損傷部位,因此不會(huì)加劇組織損傷；而部分損傷的圓形缺陷組織對(duì)螺旋波的傳播起阻礙作用,螺旋波波頭釘扎到損傷部位邊界,組織損傷程度會(huì)進(jìn)一步惡化。(3)對(duì)于完全損傷的缺陷組織,無論是矩形還是圓形,螺旋波都會(huì)釘扎到損傷部位邊界傳播,但矩形損傷組織更容易激發(fā)出新的螺旋波。(4)缺陷組織損傷程度越嚴(yán)重、尺寸越大,螺旋波波頭越釘扎到損傷部位邊界上。從傳導(dǎo)特性上來看,損傷組織興奮性較低,它一方面阻礙興奮波傳播,另一方面又吸引波頭釘扎在其邊界傳導(dǎo)。以上研究結(jié)果能為解釋心臟螺旋波對(duì)心肌功能的影響并評(píng)估其帶來的后果提供一定的理論依據(jù),對(duì)臨床上確定心律失常的治療方案(例如射頻消融形狀和尺寸的確定等)提供一定的參考信息。
【關(guān)鍵詞】：心律失常 螺旋波 傳導(dǎo)阻斷 能量利用率 損傷
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R541.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 心律失常相關(guān)研究的背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 螺旋波13-15
• 1.4 心律失常的臨床治療方法15-16
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容16-17
• 2 心肌細(xì)胞生理基礎(chǔ)17-23
• 2.1 心肌細(xì)胞的分類17-18
• 2.2 心肌細(xì)胞膜離子通道18
• 2.3 心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位18-21
• 2.4 心肌細(xì)胞的電生理和收縮特性21-22
• 2.5 不應(yīng)期22-23
• 3 心肌細(xì)胞建模與螺旋波23-36
• 3.1 Hodgkin-Huxley模型23-25
• 3.2 LR Ⅰ模型25-26
• 3.3 LR Ⅱ模型26-27
• 3.4. 維心室肌細(xì)胞模型27-28
• 3.5 數(shù)值計(jì)算方法28-31
• 3.5.1 四階Runge-Kutta29
• 3.5.2 自適應(yīng)時(shí)間步長29-30
• 3.5.3 邊界處理30-31
• 3.6 心肌興奮螺旋波的產(chǎn)生與傳導(dǎo)31-35
• 3.6.1 螺旋波的產(chǎn)生31-33
• 3.6.2 螺旋波的漫游33-34
• 3.6.3 螺旋波的失穩(wěn)34-35
• 3.7 螺旋波尖端軌跡的檢測35
• 3.8 小結(jié)35-36
• 4 螺旋波過程中心肌細(xì)胞的去極化與能量利用率36-51
• 4.1 心室肌單細(xì)胞電生理特性仿真36-41
• 4.2 二維心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位傳導(dǎo)與螺旋波的誘發(fā)41-42
• 4.3 心肌細(xì)胞興奮螺旋波與尖端軌跡42-44
• 4.4 螺旋波過程中心肌細(xì)胞穩(wěn)態(tài)去極化44-46
• 4.5 螺旋波過程中心肌細(xì)胞能量利用率46-49
• 4.6 心肌細(xì)胞穩(wěn)態(tài)去極化與低能量利用率對(duì)細(xì)胞的損傷49
• 4.7 小結(jié)49-51
• 5 損傷組織的心肌細(xì)胞螺旋波傳播51-63
• 5.1 部分損傷組織的螺旋波傳播51-56
• 5.1.1 圓形部分損傷組織與螺旋波傳播51-54
• 5.1.2 矩形部分損傷組織與螺旋波傳播54-56
• 5.2 完全損傷位置的螺旋波傳播56-62
• 5.2.1 圓形完全損傷組織與螺旋波傳播56-59
• 5.2.2 矩形完全損傷組織與螺旋波傳播59-62
• 5.3 小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白杰云;謝松君;王寬全;袁永峰;;基于虛擬心臟的早期后除極導(dǎo)致室顫的仿真研究[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2015年10期

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本文編號(hào)：1127756