心血管系统的电网络模型及其仿真算法

心输出量是心血管系统有价值的一项参数,它是进入人体体循环的血液流量的一个直接度量,因此它可用来衡量体内氧气及其它营养成分的输运能力。目前大多数用来估测心输出量的方法都是有损的,因而建立一种无损估测的方法是有意义的。这种无损方法必须简单易行,当然也必须是准确可靠的。在这方面的研究工作主要是首先建立心血管系统的电网络模型,而后根据模型的仿真结果估测心输出量以及其它重要的心血管系统参数。在建立模型方面,一种方法是通过对心血管系统的动力学分析,使用电网络中的阻抗和传输线来类比血管的分支,弹性等生理特性,…     

心肺交互作用的心血管系统模型及仿真研究

在多元非线性心血管系统模型的基础上扩展了反映心肺交互作用的数学模型，就呼吸运动对心血管系统的影响进行了仿真研究。为了验证模型的有效性，首先对比了模型仿真结果与文献中给出的检测结果。所选取的指标为心率／收缩压变异信号中与呼吸相关的高频功率(HF．0.15～0.40Hz)。模型仿真结果与临床检测结果基本一致，表明该模型能够正确反映出呼吸运动对心血管系统的影响。进一步就压力感受器和心肺感受器反馈调节能力的变化对心率变异性的影响进行了仿真研究，指出压力和心肺感受性反射敏感度的降低是导致呼吸性窦性心律不齐随年龄增长而减弱的主要原因。     

心血管系统循环的计算机仿真研究

提出心血管系统循环的动力学模拟电路模型，应用状态空间方法和计算机仿真技术，分别对高血压、血管弹性减退、主动脉瓣狭窄、二尖瓣狭窄等病态，以及主动脉内球囊反搏状态下的主动脉压力、左心室压力、左心室血容量和主动脉血流的变化进行仿真，得出了主要的特征数据和波形曲线。     

心血管系统研究中的模型

十七世纪始,流体力学就已用于心血管系统疾病的临床诊断。曾预言血循环中病理生理现象,例如异常心音与心血管系统的病理损伤有关等。五十年代末,创立了心血管外科,开辟了血液动力学的新领域。从六十年代以来,医生与力学工作者进行了广泛合作,在心血管力学性质的研究(动脉环向与纵向各向异性,动脉血管的非线性以及粘弹性等);肺的血液动力学的研究;动脉内脉动流的定量描述;动脉波与阻抗     

基于心血管系统低阶模型的无创血压仿真与实验研究

目的：为仿真心血管系统血流情况，进而预测人体生理病理状态，并为无创连续血压检测系统的开发提供基础理论支持，本文详细阐述了一种心血管系统低阶仿真模型的分析以及建立过程。方法：在Windkessel模型的基础上．将心血管动脉管道视为一腔室系统，结合弹性腔模型基本方程以及心脏搏动间歇流模型建立起这段血管的一阶Simulink仿真模型，然后通过多普勒仪和柯氏音法检测受试人员每搏输出量及血压的实际值，据此计算出对应的模型参数．结果：将不同的模型参数代人该模型，以仿真受试人员在不同生理状态下的血压，仿真结果与临床测量到的生理值基本一致。结论：模型具有一定的实用性，能够模拟心血管系统血流情况，仿真不同生理情况下的心血管功能．后续工作可在此基础上展开。     

神经元电活动模型的仿真研究

神经网络的宏观活动是由多个神经元电活动的叠加决定,神经元电活动的研究对深入理解神经网络工作机制和生理行为具有重要意义。本文采用Chay模型,对神经元电活动进行Simulink仿真研究,通过施加包括恒值、阶跃、脉冲、随机噪声等不同类型的输入,观察系统的输出响应。仿真结果符合通常的生理认识,有助于加深对神经元电活动和神经网络生理机制的理解。     

心血管系统实验室中生理信号的计算机分析方法

本文介绍了一个心血管动物实验中对信号进行数据采集和分析的综合性计算机程序,可在IBM-PC/XT/AT等兼容机上运行。整个系统由微型计算机加AD转换及其它支持模块构成,可以对8道心血管生理信号进行采样、量化、滤波及微分处理,并可对输入的瞬时及平均信号进行检测、分析和绘图输出。系统程序可以自动测量每一心动周期及平均心动周期信号     

心血管系统的计算机分析

我们由于开展人工心脏和循环系统基础理论研究工作的需要,开展了循环系统的数学模型以及数字计算机模拟的研究工作。     

从体表电生理信号中提取希氏束信号的分析系统

背景:传统的希氏束检测方法是对体表心电信号进行数百次叠加或者经食道检测以及心内导管检测得到,研制从体表心电信号提取希氏束信号不但有利于临床诊断,也有利于动物药物实验。目的:从体表心电信号中提取希氏束信号,并开发体表希氏束信号分析系统。方法:以家兔体表心电信号作为待分析信号,以其心内希氏束电图作为对照信号,采用随机共振、小波变换、叠加平均和耦合累加等分析方法,对体表心电信号进行分析。结果与结论:小波变换后得到的信号,可以从体表心电信号中检测出希氏束信号,但并不是所有希氏束信号都能被识别,心内信号经过小波变换后,个别希氏束信号反而消失。随机共振方法从体表心电中检测出的希氏束信号识别率要高于小波分析方法,随机共振方法与小波分析相同之处是,心内信号经过处理后,个别希氏束信号反而消失。本文提出的耦合叠加算法能够从体表心电信号提取出希氏束信号,与经典叠加方法比较,其优点是希氏束信号明显,叠加次数远远少于经典叠加方法。提示实验采用的随机共振、小波变换、耦合累加等分析方法,能够有效抑制噪声、提取希氏束信号,开发研制的体表希氏束信号分析系统具有较强的实用价值。     

心血管系统体循环后负荷的集中参数模型

本文给出一种新的模拟心血管系统体循环后负荷的三弹性腔九元件集中参数模型。它能令人满意地拟合升主动脉输入阻抗的生理曲线，且结构简单，调试方便，各元件具有明确的生理意义，其取值也在合理的生理范围内。本文还研究了模型中各参数对升主动脉输入阻抗的影响。本模型可做为心血管系统体循环模拟研究的较为理想的后负荷。     

全心脏电生理模型的仿真应用

实现了用细胞自动机式并行计算构造全心脏的电生理模型，并介绍这种电生理模型的仿真设施与应用。仿真应用首先是求解心电图正问题，尤其是仿真各种心律失常心电图，准确说明各种不规则波形所蕴含的电生理意义。其次，是在通道层次对心电活动动力学性质特别是对心律失常形成与维持的机制进行研究，第三，是模拟对心电活动的各种调制与干预，研究起搏，除颤，消融，通道阻滞剂对心电活动的作用。     

心血管系统非线性动力学分析

人体是一个开放的巨系统,处于平衡-不平衡的动态变化之中。正常状态左心室舒张末期容积（EDV）基本不变。一百年前生理学家开始注意到心血管系统发生病变时,如：早搏、心动过速、冠心病等,EDV将出现一大一小的周期现象,甚至发展为多周期直至混饨状态。本研究在作者原有的工作基础上进一步改进了G．Fruchter和S．Ben－Haim所提出的解释这一状态的模型,提出了一个心血管一维非线性离散动力学模型。它包括两个部分：用改进的Starling关系表示的左心室,用弹性腔理论表示的动静脉系统,得出了包含心室和血管多参数的非线性离散方程。…     

心血管循环系统的建模仿真

信息技术的发展、数字仿真技术的采用为生理系统的研究提供了新方法,弥补了传统方法的不足.心血管系统是人体生理系统的核心系统,建立其数学模型,模拟其血液循环,对研究心脏疾病的成因和治疗很有指导意义,为心脏病医疗设备的设计提供辅助工具.该文概述了生理系统建模的一般过程,探讨了建立心血管系统模型的前提和方法.以Harvard-MIT(哈佛-麻省理工)建立的心血管仿真模型--RCVSIM模型为例,阐述了模型建立的思路过程.     

心血管变异信号的非线性动力学

心血管变异信号的非线性动力学［英］／ｓｉｇｎｏｒｉｎｉＭＧ…／／ＭｅｔｈｏｄｓＩｎｆＭｅｄ．－１９９４，３３（１）．－８１心跳（ｂｅａｔｔｏｂｅａｔ）变异的长期调节包括几个不同种类的调节。参数模型表达的一种线性方法提高了自主神经系统的短期调节。将混饨...     

结合呼吸运动的改进型多分支心血管系统建模与仿真

目的根据电网络模型法提出一个改进型的多分支人体心血管系统模型,以深入研究人体心血管及体循环系统。方法该模型包括心脏、肺循环、头颈循环及四肢循环,共包括48个微分方程,在此基础上建立了呼吸运动中心肺交互作用的数学模型,并应用MATLAB软件中的SIMULINK模块仿真实现得到各段血管的血压及血流量等生理信号。结果模型可模拟健康及多种心血管疾病的血压血流状态,模拟波形与Physio Bank数据库中实际生理波形相符,在健康、心力衰竭及动脉粥样硬化三种条件下,模拟波形的收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、每搏输出量(SV)及心输出量(CO)等生理参数均符合临床测量值。将所选数据库中的呼吸信号代入模型后,可直接观察心率和血压随呼吸运动的变化规律:吸气过程经约1.5~2 s的延迟后心率代偿性加快,呼气过程则发生相反的变化趋势,与实际心肺交互过程中的呼吸性窦性心律不齐(respiratory sinus arrhythmia,RSA)现象相符。结论此改进型心血管及体循环系统模型的仿真结果与临床实际数据相符,灵活性高,对诊断和治疗心血管系统疾病具有重要意义。     

基于电网络模型的动脉树输入阻抗递归计算及参数分析

目的 通过提出一种计算人体动脉树输入阻抗的递归算法,分析动脉树各参数对输入阻抗的影响,为动脉树生理和病理变化分析提供参考。方法 利用由大动脉和主要外周动脉构成的55段人体动脉树建立分布式电网络模型,通过设定电网络模型外周阻力,建立动脉树单向数据链表,采用递归算法计算动脉树升主动脉的输入阻抗。在此基础上比较不同动脉顺应性、外周阻力和动脉长度、内径、壁厚等参数对输入阻抗的影响。结果 计算结果与实验数据和其他模型结果相一致,验证了该方法的有效性。不同参数对动脉树输入阻抗的影响有较大差异且呈现各自特征。结论 输入阻抗能有效地反映动脉树血液动力学参数的变化情况,是人体动脉树生理病理诊断的重要参考。     

心血管压力反射的Simulink仿真

目的 运用Matlab公司的动态仿真工具Simulink，建立颈动脉窦压力反射的仿真模型。方法 将颈动脉窦压力反射分为传入通路、传出通路和效应器三个部分来进行数学建模，并与动物实验结果相比较。结果 仿真实验和动物实验所得到的压力反射曲线具有良好的一致性，模型分析的结论和实际一致。结论 仿真模型构造清晰，具有可扩充性，可以作为动物实验的预研手段。     

含肱动脉分支的心血管系统简化模型研究

为了便于建立检测电子血压计准确性的液动装置,应用Matlab中的Simulink仿真工具,建立包含肱动脉分支的简化心血管模型.模型输入为左心室输出血流,由傅里叶拟合得到;动脉系统采用分段集中参数模型,分为主动脉、左锁骨下动脉、肱动脉以及其他动脉分支;通过参数分析,对动脉血压的影响因素进行研究.最终仿真得到的动脉压力波形以及参数分析结果都符合正常生理情况,表明模型的建立是可行的,可为液动装置的搭建提供理论依据.     

脑电逆问题多信号分类算法的计算机仿真研究

根据头表观测电位反演脑电源的空域位置 ,和它在时域中的演化过程是脑电研究中的一个重要方面。本文针对三层同心球头模型 ,首次采用归一化模糊指数反映反演结果的空域模糊程度 ,用奇异值比率反映多信号分类算法 (MUSIC)的信噪空间分离程度 ,并利用先进的总体最小二乘法反演脑电源的时域演化过程 ,实现了从反演结果的空域分布模糊程度、时域过程的重建精度和信噪空间分离程度三个方面对MUSIC算法的计算机仿真研究。研究内容包括不同信噪比的观测记录和不同相关性的源组合 ,结果显示了该算法对高斯白噪的稳健性和对相干源的敏感性 ,为进一步把该方法用于实践提供了依据。     

心血管系统多元数字计算机模型及其应用前景

作者依据流体动力学原理,在现有多元动脉系统的数字计算机模型基础上,建立了多元静脉系统模型,并将其与已有的动脉和心肺模型结合为一体,形成了较完整的人体心血管系统的数字计算机模型。此模型可模拟各种外界条件下的生理调节和反馈效应,给出相应的心血管动力学的仿真数据和波形,为进行计算机辅助的心血管系统生理和病理等方面的教学和科研工作开辟了途径。