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应用于零维左心血液循环的二尖瓣模型的研究
提出一个可以准确合理地模拟二尖瓣动力学特性的瓣叶运动流阻模型.考虑影响二尖瓣瓣叶运动的跨瓣压差和血流推力,建立二尖瓣运动的控制方程,提出依赖于瓣叶打开角度θ的瓣叶运动流阻模型,把该模型应用于零维左心血液循环系统,得到血液动力学特性.在保持心输出量和反流分数一致的条件下,比较该模型、瞬态关闭的阶梯流阻模型和经验指定的时变流阻模型.结果发现,瓣叶运动流阻模型能反映瓣膜关闭过程中的血液动力学,如压差和流量的滞后性以及关闭流量,同时该模型可以通过调整单位转动惯量跨瓣压差影响系数K.和血流影响系数Kb的大小,改变瓣膜打开过程和关闭过程所需时间,瓣膜打开和关闭时间分别为50.0和40.2 ms.该模型可弥补阶梯流阻模型中忽略瓣膜运动过程的瞬态关闭的缺点,同时也能避免时变流阻模型中关闭起始时间的不合理性.此模型较为合理准确地模拟二尖瓣关闭过程的动力学特性,且简单易控制.
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基于二尖瓣时变电阻模型的左心血液循环系统建模与仿真
改善传统血液循环系统数值仿真研究中关于二尖瓣流量的模拟仿真,充分考虑二尖瓣反流的客观存在性,并对二尖瓣动力学特性及二尖瓣运动在血液循环中的影响作用进行深入研究.根据血液动力学和电学网络的等效关系,提出基于时变电阻的二尖瓣电路模型,同时考虑血液在左心室的惯性及二尖瓣闭合的滞后性,建立改进型的左心血液循环系统等效电路模型.根据电学分析原理,求得该等效电路的状态微分方程数学模型.应用Matlab对数学模型进行建模仿真,结果得到更加符合生理要求的二尖瓣流量仿真曲线.二尖瓣流量分为3部分:舒张期的正向流量、收缩期关闭反流量和泄漏反流量.并且,二尖瓣流量充满心脏舒张的整个时期.在收缩期,可以明显看到正常反流延迟二尖瓣跨瓣压差,时间为50-80 ms.该研究揭示了二尖瓣在收缩期闭合速度和闭合质量对二尖瓣反流流量的影响.
