心臟是人體的重要器官之一,為血液的循環(huán)提供動力。心臟的功能一旦出現(xiàn)故障,常常導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病產(chǎn)生。在心臟疾病中,竇房結(jié)功能不全、房室傳導(dǎo)阻滯等心電傳導(dǎo)疾病是一類高發(fā)的心臟病,容易導(dǎo)致胸悶、暈厥甚至猝死等癥狀。現(xiàn)在,植入電子起搏器是治療此類疾病的唯一手段。然而,電子起搏器在大大提高患者生活質(zhì)量的同時,也存在很多不容忽視的問題,比如感染、需要手術(shù)更換電池等。由于這些弊端,人們期待能夠研發(fā)出更先進的起搏器來代替電子起搏器。現(xiàn)在,作為前沿的生物起搏器被認(rèn)為具有克服電子起搏器弊端的潛力。然而,生物實驗往往比較耗時、費力且花費昂貴。本文借助計算機和數(shù)學(xué)等學(xué)科的交叉優(yōu)勢,建立計算模型,從單細(xì)胞到組織級別多尺度地探索生物起搏器的起搏機制及其可能導(dǎo)致的疾病風(fēng)險,為生物起搏器的發(fā)展及早日臨床應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。論文的主要內(nèi)容如下:首先,應(yīng)用非線性動力學(xué)理論對單細(xì)胞的起搏機制進行分析,找出能夠影響細(xì)胞起搏的跨膜電流;調(diào)整這些跨膜電流,使心室工作細(xì)胞具有起搏功能,為生成生物起搏器提供基礎(chǔ)。在正常情況下,心室工作細(xì)胞是非起搏細(xì)胞,受到來自竇房結(jié)的閾上電信號的刺激,才產(chǎn)生一個完整的動作電位,然后又回到靜息狀態(tài);在下一... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物起搏器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 心臟建模的研究現(xiàn)狀
    1.3 心臟電生理基礎(chǔ)
        1.3.1 心臟的電傳導(dǎo)系統(tǒng)
        1.3.2 動作電位
    1.4 細(xì)胞的電生理建模方法
        1.4.1 Nernst方程
        1.4.2 離子通道門控機制
        1.4.3 離子通道電流建模
        1.4.4 單細(xì)胞電生理建模
        1.4.5 組織建模
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 單細(xì)胞起搏機制的仿真
    2.1 引言
    2.2 HH模型的起搏機制研究
        2.2.1 HH模型介紹
        2.2.2 HH模型的穩(wěn)定性分析
        2.2.3 鈉通道對起搏的影響
        2.2.4 鉀通道對起搏的影響
        2.2.5 鈉通道和鉀通道共同對起搏的影響
    2.3 TNNP06模型的起搏機制研究
        2.3.1 模型介紹
        2.3.2 TNNP06模型穩(wěn)定性分析
        2.3.3 TNNP06模型各離子通道的作用
    2.4 本章小結(jié)
第3章 心室細(xì)胞起搏副作用的建模與仿真
    3.1 引言
    3.2 起搏節(jié)律對心室節(jié)律的影響
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 2D理想模型
        3.2.3 各向同性反應(yīng)擴散方程求解
        3.2.4 偽心電圖計算
        3.2.5 仿真結(jié)果與分析
    3.3 心室起搏時的折返波仿真
        3.3.1 模型的建立
        3.3.2 仿真結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 與心室組織電隔離的生物起搏器的建模與仿真
    4.1 引言
    4.2 模型的構(gòu)建
        4.2.1 單細(xì)胞模型的建立
        4.2.2 組織級模型的構(gòu)建方法
        4.2.3 2D解剖模型構(gòu)建
    4.3 簡單生物起搏器的建模與分析
    4.4 與浦肯野纖維相連的生物起搏器的建模與仿真
        4.4.1 基于理想組織的 2D起搏器模型
        4.4.2 基于真實切片數(shù)據(jù)的 2D起搏器模型
        4.4.3 基于真實切片數(shù)據(jù)的 3D起搏器仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 通過弱電偶聯(lián)生成的生物起搏器的建模與分析
    5.1 引言
    5.2 各向異性反應(yīng)擴散方程求解
    5.3 單細(xì)胞模型的建立
    5.4 1D模型的建立與仿真
        5.4.1 初次起搏時間
        5.4.2 1D組織的時空傳導(dǎo)仿真
    5.5 2D模型的建立與仿真
        5.5.1 基于理想組織的 2D起搏器模型
        5.5.2 基于真實切片數(shù)據(jù)的 2D起搏器模型
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]心臟起搏器植入患者焦慮抑郁狀況分析[J]. 彭民安,劉傳垠,萬鳳福,王雪樵,易志強,何志華,胡亮華,黃菁.  中國心臟起搏與心電生理雜志. 2015(04)
[2]《中國心血管病報告2013》在京發(fā)布 心血管疾病已成我國重大公共衛(wèi)生問題[J]. 劉志學(xué),胡洋.  中國醫(yī)藥導(dǎo)報. 2014(26)
[3]心電圖學(xué)系列講座（五）——心電圖各波段參考值[J]. 李中健,李世鋒,申繼紅,劉儒,李帥兵.  中國全科醫(yī)學(xué). 2014(05)
[4]心臟起搏器的醫(yī)保現(xiàn)實[J]. 張冉燃.  瞭望. 2012 (22)
[5]全心臟電生理模型的仿真應(yīng)用[J]. 朱浩,尹炳生,朱代謨.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2003(01)
[6]心電激勵下的人體左心室力學(xué)響應(yīng)分析[J]. 夏靈,劉鋒.  計算力學(xué)學(xué)報. 2002(04)
[7]竇房結(jié)功能不全的分類[J]. Bashour T T,諸駿仁.  國外醫(yī)學(xué).心血管疾病分冊. 1986(05)
[8]病竇綜合征[J]. 婁人樹,高野尚志.  重慶醫(yī)藥. 1977(05)



本文編號：3154809