检索结果-内蒙古大学图书馆

中国生物医学工程学报 2013年第4期32卷 411-417页

作者：张虹杨琳赵炜郑霄西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学第一附属医院心内科西安710061 西安交通大学数学和统计学院西安710049

急性心肌缺血导致的窦性心动过缓甚至停搏在临床上较为常见,但对其微观机制尚缺乏足够的认识。在窦房结细胞动作电位动力学数学模型的基础上,通过提高胞外K+和胞内Na+浓度,增强L-型Ca2+电流ICaL,降低Na-Ca交换电流INCX以及T-型Ca2+电流I... 详细信息

急性心肌缺血导致的窦性心动过缓甚至停搏在临床上较为常见,但对其微观机制尚缺乏足够的认识。在窦房结细胞动作电位动力学数学模型的基础上,通过提高胞外K+和胞内Na+浓度,增强L-型Ca2+电流ICaL,降低Na-Ca交换电流INCX以及T-型Ca2+电流ICaT模拟缺血,定量研究各因素对起搏细胞自律性的作用。另外,基于单域方程构建一维窦房结及心房组织模型,研究窦房结缺血时组织中的电传导状态以及钙钟的作用。结果表明,缺血时ICaL的增强以及胞外K+浓度的蓄积对自律性并无明显的影响。ICaT降低1倍后尽管可使起搏频率降低13%,而自律性仍可维持。但是,当细胞内Na+升高10%,或INCX减小55%后,会出现电位的振荡乃至停搏。进一步的研究说明,胞内Na+的蓄积间接地通过降低INCX对自律性产生调控作用。因此,INCX的降低应是缺血时造成窦性心动过缓及停搏的主要原因。研究表明,在缺血条件下,增强钙钟的活动有助于自律性和电传导的恢复,表明膜钟和钙钟的相互作用仍是构成细胞自动除极的重要基础。

关键词：窦房结膜钟钙钟缺血动作电位模型

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2相早期后除极对心肌电折返稳定性的影响

引用

中国生物医学工程学报 2015年第1期34卷 24-29页

作者：张虹赵丹贺锐睿黄欣樊亚萍西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学第一附属医院心内科西安710061 西安交通大学理学院西安710049

心肌细胞在2相复极期发生的膜电位振荡称为2相早期后除极(EAD)。单细胞实验证实了2相EAD的存在,但对其在组织中的特点以及是否影响电稳定性和室速/室颤行为尚缺乏足够的认识。本研究基于Luo-Rudy单细胞离子通道数学模型,通过控制Ca2+电... 详细信息

心肌细胞在2相复极期发生的膜电位振荡称为2相早期后除极(EAD)。单细胞实验证实了2相EAD的存在,但对其在组织中的特点以及是否影响电稳定性和室速/室颤行为尚缺乏足够的认识。本研究基于Luo-Rudy单细胞离子通道数学模型,通过控制Ca2+电流最大电导和K+电流门控变量得到2相EAD。在此基础上构建具有局部EAD特征,包含400×400个细胞的二维非均质组织。采用算子分裂方法求解组织模型,利用垂直场法诱导电折返,形成螺旋波,观察EAD对螺旋波动力学斑图稳定性的影响。结果表明,2相EAD具有促使螺旋波失稳,发生断裂和破碎的作用,但是这种转化是否发生则与EAD区域面积和所在位置有关,中心处大小为20×20的EAD区域易于促使螺旋波的碎裂。多个EAD区域的存在可加剧螺旋波的失稳和破碎的程度,形成更为混沌的电压斑图。局部2相EAD引起的不应期离散性是促使螺旋波破碎的主要机制。因此,2相EAD具有促使室速向室颤转化的作用,临床上应预防2相EAD的出现,以降低由此引发的恶性心律失常。

关键词：早期后除极折返螺旋波电压斑图动作电位模型

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心电活动的可视并行计算模型

心电活动的可视并行计算模型

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作者：朱浩第一军医大学

学位级别：博士

准确阐明正常与各种异常心电图如何产生于心肌细胞的电活动和考察各种心律失常的形成与持续机制对于心脏疾病的诊断具有重要意义。由于受临床与实验手段的限制，对于心电学领域中存在的许多不清楚和有争议的问题，建模与仿真一直是一个... 详细信息

准确阐明正常与各种异常心电图如何产生于心肌细胞的电活动和考察各种心律失常的形成与持续机制对于心脏疾病的诊断具有重要意义。由于受临床与实验手段的限制，对于心电学领域中存在的许多不清楚和有争议的问题，建模与仿真一直是一个受到高度重视的研究手段。迄今为止，大多数的心电模型以经典的Miller-Geselowitz模型为基础，使用偶极子表达抽象的心肌细胞的电活动，并由偶极矩计算场点电势得到仿真心电图。其它重要的模型种类包括电生理模型和使用Fitzhugh-Nagumo方程考察心律失常动力学性质的模型。已报道的电生理模型都是一维和二维的多细胞模型，旨在详细考察细胞间连接通讯与兴奋传播的关系，未与体表心电图联系起来。大规模并行计算是发展全心脏电生理模型的主要障碍，所涉及的问题有两个方面，即如何高效地执行和如何方便地描述几千至几百万组心肌细胞动作电位方程的并行求解。细胞自动机是一种完全并行的计算模式，具有固有的并行性，作为离散动力学仿真系统近年来受到广泛注意。尽管按标准定义的细胞自动机是基于规则的，但可以有基于语言的实现，使之具备更灵活的描述能力。作为建模的前提，我们对一种基于语言实现的细胞自动机系统Cellular3.0在语言和可视化设施方面进行了扩展，使之能够描述大规模并行数值计算。为了在细胞与亚细胞层次精细地和可视化地考察心电图的产生与心律失常的形成，我们使用经扩展的Cellular3.0为工具设计与实现了一个全心脏电生理模型，该模型的两个构成要素分别是细胞自动机式的大规模并行计算和各种心肌细胞的动作电位模型。所包含的心肌组织为窦房结、房室结、心房肌、心室肌、心房传导束以及心室传导束。限于我们现有计算机的性能，模型是二维的，包含五千余个细胞。根据心室的分层特性以及不同层次细胞具有不同电学性质的事实，我们提出了一个与模型解析度和几何特性无关的运行时心壁分层算法，将室壁分层以及使心肌细胞的电活动与其所在层次联系起来。兴奋在同层细胞间是沿轴向端到端传导，在不同层细胞间是沿径向边到边传导，两种传导具有不同的速度。细胞间共有24种跨缝隙连结结构，用于准确描述各种细胞间不同的兴奋传导特性。靠并行求解数千组心肌细胞动作电位方程和计算各个细胞对之间的跨结兴奋传播，心电活动的时空过程，包括许多心律失常的形成与演绎过程，能够得到可视化地展现。单个心肌细胞的电活动可使用跟踪窗口进行跟踪与显示。对于建模中所遇到的问题我们也进行了讨论。基于全心脏电生理模型，我们还提出了一个新的心电图仿真算法，在细胞层次计算每一个处于相互连接与通讯中的心肌细胞对各种导联位置心电图的贡献，仿真的正常与多种异常心电图波形与临床记录十分一致。根据仿真结果，我们讨论了若干心电图波形的形成机制及诊断意义，包括右胸R波的意义、病理性Q波的形成机制和一侧心室电活动对对侧胸表心电场的影响，处于不同位置心肌细胞动作电位波形变井’3 心电图波形变异之间的关系得到形式和定量的说明。已完成的仿真表明该模型对十考察心律失常的形成具有极大的助益，论文给出了若干心律失常的仿真例，包括缺血诱导的心动过速及M纠1胞独特的电学性质在心律失常形成中。】能起到的作川。最后，我们简要讨论了大规模多层次并行i；算在解决广泛存在的复杂性问题方面的作川，心电问题只是生物医学领域中复杂性问题的一个典型例了。

关键词：电生理模型细胞自动机动作电位模型并行计算心律失常兴奋传播心电图

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中层心肌细胞分布与长QT综合征中折返激动发生机制的计算机仿真研究

引用

中国心脏起搏与心电生理杂志 2004年第3期18卷 215-220页

作者：金印彬杨琳张虹黄诒焯蒋大宗西安交通大学第一医院心内科陕西西安710061 西安交通大学生命科学与技术学院

中层心肌 (M)细胞的分布是决定心室不应期空间分布的重要参数。特定离子通道的基因突变是产生遗传性长QT综合征的基础。但在离子通道水平上对M细胞分布状态与长QT综合征中尖端扭转型室性心动过速 (Tdp)折返机制关系的理论研究甚少。用Lu... 详细信息

中层心肌 (M)细胞的分布是决定心室不应期空间分布的重要参数。特定离子通道的基因突变是产生遗传性长QT综合征的基础。但在离子通道水平上对M细胞分布状态与长QT综合征中尖端扭转型室性心动过速 (Tdp)折返机制关系的理论研究甚少。用Luo Rudy心室肌细胞动作电位模型LRd0 0进行二维心室肌组织仿真研究。采用特定M细胞岛形分布观察心室激动的跨壁传播特点。通过设置快速延迟整流钾电流 (IKr)通道的电导为零 ,模拟动物实验中灌注d sotalol阻断IKr形成LQT2模型 ,并在四种仿真条件下观察复极跨壁异质性的特征。在LQT2模型中 ,动作电位的时程延长 ,复极跨壁分布的最大值从对照条件下的 1 5ms/mm延长至 2 5ms/mm ,提示动作电位跨壁复极离散度增大。在LQT2模型中 ,M细胞岛形分布形状对不应期的空间分布起着重要的决定性作用。传导阻滞、Tdp形成、以及壁内折返环的维持均与M细胞的分布形状有关。结论 :M细胞的特征分布是产生不应期在空间上异质性的基础。不应期的局部延长是产生功能性折返的基础。在长QT综合征中。

关键词：电生理学尖端扭转型室性心动过速动作电位模型计算机仿真心律失常机制

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心电活动的计算机仿真进展

心电活动的计算机仿真进展

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首届国际医学影像学暨介入医学学术会议

作者：喻德旷杨谊尹炳生南方医科大学计算机教研室南方医科大学计算机教研室南方医科大学计算机教研室

随着计算机技术及心脏电生理等相关技术的快速发展,对心电问题的研究也进入到一个新的阶段,本文综述了心电正问题特别是心电模型仿真的发展现状,着重描述了计算机的心电正问题的建模与仿真,对心电模拟的计算机计算进行分析,最后探讨了... 详细信息

随着计算机技术及心脏电生理等相关技术的快速发展,对心电问题的研究也进入到一个新的阶段,本文综述了心电正问题特别是心电模型仿真的发展现状,着重描述了计算机的心电正问题的建模与仿真,对心电模拟的计算机计算进行分析,最后探讨了未来心电仿真的发展趋势。

关键词：心电活动动作电位模型心电图计算机仿真

来源：评论

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