本文關(guān)鍵詞：頸動脈竇壓力感受性反射作用下左心室輔助裝置的血流動力學仿真

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【摘要】：心力衰竭是嚴重威脅國人的健康的疾病,其發(fā)病率呈現(xiàn)逐年增加趨勢而且終末期的心力衰竭的死亡率相對高。由于心臟供體的缺乏,在歐美等先進國家心室輔助裝置已經(jīng)成治療終末期心力衰竭的重要手段。心室輔助裝置(ventricular assist device VAD)是一種機械循環(huán)輔助方法,主要適用于終末期心力衰竭病人心臟移植前以及心肌功能恢復的過渡使用、甚至是永久的替代治療。VAD可以代替病弱心臟維持血液循環(huán),增加組織器官的灌注量、同時降低心臟的負荷。集中參數(shù)模型是利用彈性腔原理建立的電路模型,將人體的血液循環(huán)系統(tǒng)集中成數(shù)個具有器官、組織功能的模塊,每個模塊具有代表血液動力學參數(shù)的元件(包括血管順應(yīng)性、血液阻力、血流慣性以及心臟的收縮力等)。由于各個元件有其不同的生理意思,因而可以通過調(diào)整參數(shù)值來模擬人體處于不同生理狀態(tài)的血流動力學特性。CAMSIM集中參數(shù)模型主要由心臟、肺循環(huán)、體循環(huán)、左右冠狀動脈循環(huán)四個子模塊組成。由于頸動脈竇壓力感受性反射(Carotid sinus baroreceptor reflex BR)調(diào)節(jié)在短期心血管調(diào)節(jié)過程中起著至關(guān)重要的作用,因而在人體血液循環(huán)集中參數(shù)模型中應(yīng)予以考慮。BR調(diào)節(jié)機制是通過位于頸動脈竇血管壁的壓力感受器感應(yīng)血壓的變化,然后傳入通道把信號傳遞給中樞神經(jīng),再由中樞神經(jīng)通過交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)傳出信號,心臟、動脈、靜脈接受信號,做出響應(yīng),分別改變左右心室收縮末期彈性、心動周期、靜脈無壓體積、體循環(huán)外周阻力,從而達到快速調(diào)節(jié)血壓的作用。本文在現(xiàn)有的集中參數(shù)計算機模型CAMSIM基礎(chǔ)上,根據(jù)人體生理學原理和前人的臨床實驗、研究建立BR模塊,并對其進行驗證,證實其在CAMSIM中調(diào)節(jié)動脈血壓的作用。通過前人研究的實驗和臨床數(shù)據(jù)對健康和心衰基線模型進行調(diào)試、驗證。再通過主動改變基線模型中前負荷(開環(huán)設(shè)定左心房壓為5,10,15,20,25 mm Hg)和血容量(減少靜脈初始體積250,500,750,1000,1250 ml)兩種方式對BR模型作用進行驗證。最后仿真BR作用下左心室輔助裝置心衰病人模型血流動力學特性。研究結(jié)果顯示,通過對比仿真實驗和臨床數(shù)據(jù)證實了基線模型的血流動力學仿真結(jié)果基本符合人體生理參數(shù)指標。在測試BR反饋調(diào)節(jié)的仿真中,通過主動升高左心房壓,使CO(Cardiac output)增加,動脈壓也隨之升高,左右心室收縮末期彈性模量、體循環(huán)外周阻力也逐漸減少,心動周期、靜脈無壓體積增加,這些都符合生理特性。從仿真的血流動力學參數(shù)結(jié)果中得出,在同等前負荷實驗條件下,由于BR作用使得主動脈升高幅度較少。主動減少血容量,CO隨之減少,主動脈降低,左右心室收縮末期彈性模量、體循環(huán)外周阻力也逐漸增加,心動周期、靜脈無壓體積減少,這些都符合生理特性。從仿真的血流動力學參數(shù)結(jié)果中,在同等減少血容量下,有BR的模型主動脈降低幅度較小。三組實驗都證實了五種效應(yīng)器最終的作用結(jié)果的CO和m Ao P在同等的仿真條件下變化幅度較小。在心室輔助裝置下心衰病人模型的仿真結(jié)果證實了在m Ao P低于調(diào)整值時,有BR的模型通過增加左右心室收縮末期彈性模量、體循環(huán)外周阻力,減少心動周期、靜脈無壓體積來達到增加CO,提高m Ao P。本文在CAMSIM集中參數(shù)模型加入頸動脈壓力感受器模塊進一步完善模型,使模型仿真結(jié)果更加符合血液循環(huán)的血流動力學特性,因而完善后的模型血流動力學仿真結(jié)果對心室輔助裝置的臨床試驗更具有指導意義。
【關(guān)鍵詞】：心力衰竭 集中參數(shù)模型 心室輔助裝置 頸動脈竇壓力感受性反射 仿真
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R541.6;TP391.9
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 研究背景10-14
• 1.1.1 左心室輔助裝置10-12
• 1.1.2 心室輔助裝置在人體循環(huán)系統(tǒng)中生理效應(yīng)的評價技術(shù)12-13
• 1.1.3 集中參數(shù)模型研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 研究目的14-15
• 1.3 人體血液循環(huán)系統(tǒng)15-25
• 1.3.1 心臟泵16-19
• 1.3.2 血管模型19-22
• 1.3.3 頸動脈竇壓力感受器反射22-25
• 第二章 仿真模型和方法25-38
• 2.1 人體集中參數(shù)電路模型25-30
• 2.1.1 血管模塊26-27
• 2.1.2 心臟模塊27-30
• 2.2 頸動脈竇壓力感受器反射調(diào)節(jié)模塊30-34
• 2.2.1 頸動脈竇壓力感受器反射調(diào)節(jié)機制30-34
• 2.2.2 Simulink模塊34
• 2.3 左心室輔助裝置34-35
• 2.4 實驗方法35-38
• 2.4.1 健康基線生理狀態(tài)35-36
• 2.4.2 左心衰基線生理狀態(tài)36-37
• 2.4.3 頸動脈竇壓力感受器反射模塊開環(huán)測試37
• 2.4.4 LVAD輔助心衰狀態(tài)37-38
• 第三章 仿真實驗結(jié)果38-49
• 3.1 Baseline基線生理狀態(tài)模型38-39
• 3.1.1 健康生理狀態(tài)模型穩(wěn)態(tài)血流動力學38
• 3.1.2 左心衰穩(wěn)態(tài)血液動力學38-39
• 3.2 頸動脈竇壓力感受性反射調(diào)節(jié)作用39-47
• 3.2.1 左心房壓升高對模型血流動力學影響39-42
• 3.2.2 血容量減少對血流動力學影響的開環(huán)測試42-47
• 3.3 LVAD輔助下的左心衰生理狀態(tài)47-49
• 3.3.1 無頸動脈竇壓力感受性反射的LVAD輔助心衰生理狀態(tài)47-48
• 3.3.2 有頸動脈竇壓力感受性反射的LVAD心衰病人模型48-49
• 第四章 討論49-62
• 4.1 Baseline基線模型的驗證49-56
• 4.1.1 健康基線生理狀態(tài)的驗證49
• 4.1.2 左心衰基線生理狀態(tài)模型的驗證49-50
• 4.1.3 頸動脈竇壓力感受性反射模型的開環(huán)驗證50-53
• 4.1.4 頸動脈竇壓力感受性反射調(diào)節(jié)的動態(tài)響應(yīng)53-56
• 4.2 頸動脈竇壓力感受性反射調(diào)節(jié)對LVAD病人的影響56-62
• 第五章 結(jié)論和展望62-64
• 5.1 結(jié)論62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻64-69
• 攻讀碩士學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文69-70
• 附錄70-77
• 致謝77-78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鄂瓏江;吳效明;胡玉蘭;;心血管系統(tǒng)建模的研究進展[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學進展;2008年08期

2 姜紅;葛均波;;心力衰竭流行病學特點[J];中國醫(yī)學前沿雜志(電子版);2010年01期

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本文編號：887746