心胸血管循環(huán)系統(tǒng)中二尖瓣的建模與仿真研究

1.7萬(wàn)字
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摘要 二尖瓣是人體心臟的重要瓣膜組織，二尖瓣關(guān)閉不全是指二尖瓣在心臟收縮期不能正常關(guān)閉，造成左心室內(nèi)血液部分返流到左心房，是心血管疾病中最常見的病理現(xiàn)象之一。二尖瓣返流會(huì)造成左心室擴(kuò)張以及左心室功能障礙，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)心力衰竭以致死亡。研究二尖瓣關(guān)閉不全時(shí)的血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)對(duì)于二尖瓣臨床修復(fù)和瓣膜置換手術(shù)有著重要的指導(dǎo)意義。由于生理系統(tǒng)自身錯(cuò)綜復(fù)雜的機(jī)制以及缺乏在體實(shí)驗(yàn)手段，常采用建模與仿真的方法無(wú)創(chuàng)傷地量化分析生理系統(tǒng)的不同特征。
本文主要從理論上研究自然心臟控制機(jī)理，分析血液動(dòng)力學(xué)特性，建立正常心血管電網(wǎng)絡(luò)模型。并且應(yīng)用所建正常心血管電網(wǎng)絡(luò)模型，模擬左心室壓、左心房壓、主動(dòng)脈壓、血流量等參數(shù)的血流動(dòng)力學(xué)波形，驗(yàn)證模型是否符合正常人體生理狀態(tài)。還系統(tǒng)的研究了不同程度 (輕、中、重)二尖瓣關(guān)閉不全時(shí)血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的影響和二尖瓣關(guān)閉不全的血液返流情況，定量分析二尖瓣返流對(duì)左心房、左心室血液動(dòng)力學(xué)影響，定量地計(jì)算出二尖瓣返流量，對(duì)二尖瓣關(guān)閉不全的程度進(jìn)行判斷。
關(guān)鍵詞：二尖瓣關(guān)閉不全 返流 建模 仿真

The study of mitral cardiovascular circulatory system modeling and simulation
Abstract Mitral valve is an important tissue of the heart．Mitral insufficiency is that a portion of the blood flows of the left ventricle backwards into the left atrium during the ventricular systole period because the mitral valve does not close properly．Mitral insufficiency is one of the most coommon pathological phenomena in cardiovascular disease，and it will cause the left ventricular expansion and dysfunction．The severe mitral regurgitation even lead to heart failure and death．It plays an important role for mitral valve repair and valve replacement surgery to study hemodynamic status．Due to the complicated mechanism of physiological system and the lack of non-disturbance experiment in vivo，the methods of modeling and simulation is adopted to quantitative analysis of different characteristics of the physiological system with no trauma．
In this paper,I mainly study on the control mechanism of the nature heart intheoretic, analysis hemodynamic properties,build the normal electric network model.Apply the normal the electric network model,Simulated left ventricular pressure, left atrial pressure, aortic pressure waveform hemodynamics, blood flow and other parameters, validate the model meets the normal physiological state. Optimization model.we simulate the mitral insufficiency pathological phenomena of mitral insufficiency with different level(mild,moderate and severe)，observe the hcmodynamic changes of the left atrium，the left ventricle and the pulmonary system，quantitatively calculate the mitral regnrgitant volume and regurgitantfraction,and eva luate the severityof mitral regurgitation．Then the simulation system with variable parameters is designed．
Key words：Mitral Insufficiency Reflux Modeling Simulation

目 錄
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析 1
1.2.1 心血管循環(huán)系統(tǒng)模型的研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 左心室二尖瓣的研究現(xiàn)狀 2
1.3本課題的研究?jī)?nèi)容 3
第二章 生理基礎(chǔ)知識(shí)與建模仿真原理 4
2.1 生理基礎(chǔ)知識(shí) 4
2.1.1 血液循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4
2.1.2 心臟泵血功能 5
2.2 二尖瓣關(guān)閉不全介紹 7
2.2.1 病態(tài)二尖瓣介紹 7
2.2.2 二尖瓣返流嚴(yán)重程度評(píng)價(jià) 8
2.2.3 二尖瓣關(guān)閉不全參數(shù) 10
2.3 建模仿真原理 11
2.3.1 系統(tǒng)仿真與建模在生理系統(tǒng)中的應(yīng)用 11
2.3.2 仿真軟件--MATLAB介紹 12
第三章 心胸血管建模與仿真 13
3.1心胸血管系統(tǒng)的建模 13
3.1.1 左心室模型 13
3.1.2 動(dòng)脈系統(tǒng)模型 15
3.1.3 心血管循環(huán)系統(tǒng)整體模型 16
3.2 仿真結(jié)果分析 19
3.3 總結(jié) 23
第四章 二尖瓣的建模與仿真 24
4.1 仿真總體設(shè)計(jì) 24
4.2 二尖瓣關(guān)閉不全仿真分析 25
4.2.1 輕度二尖瓣關(guān)閉不全 25
4.2.2 中度二尖瓣關(guān)閉不全 28
4.2.3 重度二尖瓣關(guān)閉不全 30
4.3總結(jié) 33
第五章 總結(jié)與展望 34
5.1 總結(jié) 34
5.2 展望 35
致謝 36
參考文獻(xiàn) 37