心房二維組織電傳導(dǎo)的仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2023-05-31 00:52
房顫是持續(xù)性心律失常之一,多國(guó)的臨床研究表明其發(fā)病率隨著年齡的增長(zhǎng)而升高。盡管如此,但是其發(fā)病機(jī)制還不明確。應(yīng)用計(jì)算機(jī)的虛擬心臟模型已經(jīng)作為一種強(qiáng)大的工具用以闡明心律失常的機(jī)制。虛擬心臟模型可以作為病理宏觀表現(xiàn)和微觀起源的橋梁,可以深入到臨床實(shí)驗(yàn)和生物實(shí)驗(yàn)不能研究到的領(lǐng)域,可以實(shí)現(xiàn)定量地分析,可以在任意時(shí)間尺度和空間尺度上進(jìn)行,還可以實(shí)現(xiàn)可視化。界嵴和梳狀肌的復(fù)雜解剖束為房顫期間的折返提供了基質(zhì)。因此本文仿真了包含兔子右心房界嵴和梳狀肌細(xì)胞的二維組織模型的電傳導(dǎo)過(guò)程。首先,本文在單個(gè)細(xì)胞的動(dòng)作電位形成原理和細(xì)胞間的興奮傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上,建立了兔子右心房界嵴細(xì)胞和梳狀肌細(xì)胞的動(dòng)作電位模型,以及描述電興奮在心臟細(xì)胞間的擴(kuò)散模型。心房組織具有異質(zhì)性(界嵴細(xì)胞的APD比梳狀肌細(xì)胞的APD長(zhǎng))和各向異性(電興奮沿著纖維旋向傳導(dǎo)得最快,垂直于纖維旋向傳導(dǎo)得最慢)。然后,本文建立包含界嵴細(xì)胞和梳狀肌細(xì)胞,且能夠體現(xiàn)出組織異質(zhì)性和各向異性的二維組織模型,運(yùn)用顯式歐拉方法的數(shù)值計(jì)算方法,仿真了正常起搏頻率下,二維組織模型的電傳導(dǎo)過(guò)程。此外,本文還根據(jù)在二維模型中計(jì)算得到的符合生理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的興奮傳導(dǎo)速率,設(shè)置...
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 心房電生理仿真的發(fā)展和現(xiàn)狀
1.2.1 細(xì)胞模型
1.2.2 組織模型
1.3 開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 心肌電生理學(xué)基礎(chǔ)
2.1 宏觀電生理學(xué)基礎(chǔ)
2.1.1 心臟的解剖結(jié)構(gòu)
2.1.2 心房?jī)?nèi)的興奮傳導(dǎo)系統(tǒng)
2.1.3 界嵴和梳狀肌
2.2 微觀電生理學(xué)基礎(chǔ)
2.2.1 心肌組織的微觀結(jié)構(gòu)
2.2.2 細(xì)胞膜
2.2.3 靜息電位
2.2.4 平衡電位
2.2.5 離子通道和膜電流
2.2.6 動(dòng)作電位
2.2.7 不應(yīng)期
2.2.8 心肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)
2.5 本章小結(jié)
第3章 心房肌細(xì)胞電傳導(dǎo)建模
3.1 單個(gè)心房肌細(xì)胞電生理建模與仿真
3.1.1 動(dòng)作電位模型與仿真
3.1.2 離子電流的一般形式
3.1.3 各個(gè)離子電流
3.1.4 動(dòng)作電位的頻率依賴性
3.2 細(xì)胞間電傳導(dǎo)建模
3.2.1 細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型
3.2.2 雙域模型和單域模型
3.2.3 興奮擴(kuò)散方程
3.3 興奮傳導(dǎo)速率
3.4 數(shù)值計(jì)算方法
3.5 本章小結(jié)
第4章 心房二維組織電傳導(dǎo)的仿真實(shí)現(xiàn)
4.1 動(dòng)作電位計(jì)算
4.1.1 單個(gè)細(xì)胞動(dòng)作電位計(jì)算模塊
4.1.2 動(dòng)作電位計(jì)算和顯示仿真平臺(tái)
4.2 理想化二維心房電傳導(dǎo)模型設(shè)計(jì)
4.2.1 模型A的設(shè)計(jì)
4.2.2 模型B的設(shè)計(jì)
4.2.3 二維電傳導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)
4.3 計(jì)算興奮傳導(dǎo)速率和擴(kuò)散系數(shù)
4.4 正常BCL下,二維組織的電傳導(dǎo)仿真
4.4.1 模型A的興奮傳導(dǎo)結(jié)果
4.4.2 模型B的興奮傳導(dǎo)結(jié)果
4.5 病理情況下的心房二維組織電傳導(dǎo)仿真
4.5.1 房顫
4.5.2 高頻刺激下的電傳導(dǎo)仿真
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文總結(jié)
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 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況簡(jiǎn)介
本文編號(hào):3825364
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 心房電生理仿真的發(fā)展和現(xiàn)狀
1.2.1 細(xì)胞模型
1.2.2 組織模型
1.3 開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 心肌電生理學(xué)基礎(chǔ)
2.1 宏觀電生理學(xué)基礎(chǔ)
2.1.1 心臟的解剖結(jié)構(gòu)
2.1.2 心房?jī)?nèi)的興奮傳導(dǎo)系統(tǒng)
2.1.3 界嵴和梳狀肌
2.2 微觀電生理學(xué)基礎(chǔ)
2.2.1 心肌組織的微觀結(jié)構(gòu)
2.2.2 細(xì)胞膜
2.2.3 靜息電位
2.2.4 平衡電位
2.2.5 離子通道和膜電流
2.2.6 動(dòng)作電位
2.2.7 不應(yīng)期
2.2.8 心肌細(xì)胞的興奮-收縮耦聯(lián)
2.5 本章小結(jié)
第3章 心房肌細(xì)胞電傳導(dǎo)建模
3.1 單個(gè)心房肌細(xì)胞電生理建模與仿真
3.1.1 動(dòng)作電位模型與仿真
3.1.2 離子電流的一般形式
3.1.3 各個(gè)離子電流
3.1.4 動(dòng)作電位的頻率依賴性
3.2 細(xì)胞間電傳導(dǎo)建模
3.2.1 細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型
3.2.2 雙域模型和單域模型
3.2.3 興奮擴(kuò)散方程
3.3 興奮傳導(dǎo)速率
3.4 數(shù)值計(jì)算方法
3.5 本章小結(jié)
第4章 心房二維組織電傳導(dǎo)的仿真實(shí)現(xiàn)
4.1 動(dòng)作電位計(jì)算
4.1.1 單個(gè)細(xì)胞動(dòng)作電位計(jì)算模塊
4.1.2 動(dòng)作電位計(jì)算和顯示仿真平臺(tái)
4.2 理想化二維心房電傳導(dǎo)模型設(shè)計(jì)
4.2.1 模型A的設(shè)計(jì)
4.2.2 模型B的設(shè)計(jì)
4.2.3 二維電傳導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)
4.3 計(jì)算興奮傳導(dǎo)速率和擴(kuò)散系數(shù)
4.4 正常BCL下,二維組織的電傳導(dǎo)仿真
4.4.1 模型A的興奮傳導(dǎo)結(jié)果
4.4.2 模型B的興奮傳導(dǎo)結(jié)果
4.5 病理情況下的心房二維組織電傳導(dǎo)仿真
4.5.1 房顫
4.5.2 高頻刺激下的電傳導(dǎo)仿真
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文總結(jié)
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 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況簡(jiǎn)介
本文編號(hào):3825364
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