构建基于正常人心脏解剖及影像数据的动态心脏模型

目的　构建基于正常心脏数据的三维动态心脏模型。 方法　采集正常成人心脏数据,通过Microsoft Visual C++和3DMax软件重建生成心脏三维模型,并将正常心电图与之整合,同步显示心脏运动。 结果　建立了数字化心脏可视动态模型,能够反映心脏三维形状和内腔结构,并可与心电图同步运动。 结论　动态心脏模型能够为心脏结构与运动的教学及疾病分析提供可视化的数值仿真平台。     

心脏实时检测机器人的研究

目的:为了完成科学普及和宣传工作,国内各大城市先后投资兴建了科技馆,但生命科学部分还以图片为主,缺少动态和真实的科普设备.心脏实时检测机器人是利用左、右手同时接触心电图信号采集前端,记录并显示测试者的心电图,显示测试者的心率,以声光或显示器形式显示测试者心脏搏动,同步描绘三维模拟心脏跳动模型.为科技馆等科学普及场所提供一种新型科学普及设备.方法:利用高增益、低噪音放大线路记录测试者I导联心电图,通过对R波的识别,显示心率和输出心音[6],启动心脏跳动模型.结果:显示的心电图清晰,心脏跳动和测试者同步.结论:测试者可以通过机器人了解自己心脏跳动状态、心音和电活动.     

基于虚拟人数据的心脏表面模型三维重建及显示

基于美国虚拟人一号数据,利用Rhino软件建立心脏模型,用VCH和Direct3D编程实现心脏模型的三维交互显示。结果表明,该方法所建模型较逼真,对模型的可控制性强,能满足心肌缺血定位和可视化显示研究的需要。     

利用小鼠离体工作心脏建立缺血再灌注模型

目的： 为冠心病心肌缺血和缺血再灌注的相关研究提供理想的实验模型。 方法： 采用不同的缺血时间和再灌注期不同的灌注模式，评价小鼠离体工作心脏缺血再灌注的功能状态。 结果： 短暂（5 min）的全心缺血，不能导致小鼠离体工作心脏足够的缺血性损伤；全心缺血30 min使小鼠离体工作心脏产生一定程度的心肌缺血性损伤，再灌注初期（5 min）借助于朗道夫(LF)模式才能建立稳定的小鼠离体工作心脏再灌注模型；过长（60 min）的全心缺血，即使再灌注初期LF模式灌注也不能使小鼠离体工作心脏恢复有效再灌注。 结论： 全心缺血30 min，再灌注初期（5 min）LF模式然后工作心脏(WH)模式灌注，是小鼠离体工作心脏心肌缺血再灌注的理想实验模型。     

四逆汤抗犬急性心肌缺血的实验研究

目的：观察四逆汤对急性心肌缺血犬心内膜心电图及心肌酶学脂质过氧化损伤等指标的影响。方法：应用结扎犬冠状动脉的方法造成急性缺血模型,描记心电图,检测磷酸肌酸激酶（ＣＰＫ）,磷酸肌酸激酶同功酶（ＣＰＫ－ＭＢ）,谷丙转氨酶（ＡＬＴ）,乳酸脱氢酶（ＬＤＨ）,超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、丙二醛（ＭＤＡ）等指标。结果：四逆汤能显著降低急性心肌缺血犬 心电图缺血范围和缺血程度,降低血ＣＰＫ,ＣＰＫ－ＭＢ,ＬＤＨ等     

腹膜后脏器计算机三维可视化

目的:建立腹膜后重要脏器的计算机三维可视化模型。方法:应用中国数字化可视人体数据集,选取从。肾上腺顶部到肾底部的连续断面图像,在计算机上对肾等腹膜后脏器的断面图像轮廓进行数据分割,并对其行三维重建的立体显示。结果:重建出了肾上腺、肾、输尿管等脏器的三维可视化模型,该模型既可进行单个器官的显示,也可进行多个器官的分色显示,同时也可以任意放大缩小和任意角度旋转观察。结论:该腹膜后脏器的三维可视化模型展示了这些器官的三维空间结构,给临床影像诊断和外科手术提供了形态学参考。     

超高静磁场引起心电图T波变化的电生理学初步仿真研究

目的初步仿真研究超高强度静磁场中的心电图T波幅度的改变机制。方法基于磁流体动力学模型,应用有限差分方法进行数值求解,通过改变磁场强度得到对应主动脉血流率;基于离子通道心室肌细胞模型,通过改变与ATP浓度相关的L型钙通道渗透率来仿真不同程度的心肌缺血情况。结果在超高静磁场中,人体主动脉的血流率减少可超过10%,可能会导致一定程度上的急性心肌缺血症;在不同心肌缺血情况下,心肌动作电位平台期受抑制,动作电位持续时间缩短,而透壁特异性增强,动态电生理力学心脏模型仿真得到心电图T波有较大改变。结论超高静磁场下主动脉血流率减少导致的心肌缺血会引起心电图T波幅度的明显增长,可能是超高静磁场对心电图T波影响的重要因素之一。     

用三维重建和有限元方法对人体心脏进行力学分析

目的　建立人体心脏的三维几何模型和有限元网格模型，进行有限元仿真计算。方法　利用可视化人体心脏数据集，通过3D-DOCTOR软件和SOLIDWORKS软件重建心脏外形和内腔的三维结构数据，以STEP格式导入ABAQUS有限元软件形成网格模型。在有限元网格模型的基础上进行心脏自振频率、内腔血压等载荷情况下的力学性能分析。结果　建立了一个数字化心脏可视模型。能够反映心脏三维形状和内腔结构；得到了心脏内腔的大致容积；反映了心脏心肌不同区域的不同性质；得到了心脏3个方向的自振频率和振型，以及内腔血压下的应力分布。结论　建立了可视化三维心脏的几何和网格模型，反映了心脏的外形和内腔。利用有限元分析方法，能够为心脏的生物力学分析提供可视化的数值仿真平台。     

大鼠心脏缺血对间隙连接蛋白Cx43分布的影响

目的：探讨大鼠心脏缺血区心肌间隙连接蛋白43（Connexin 43．Cx43）的分布特征。方法：结扎大鼠冠状动脉前降支造成心肌缺血模型。用免疫组织化学法显示心肌缺血区、边缘带及非缺血区Cx43的分布。结果：缺血中心区和边缘区Cx43表达明显紊乱。缺血中心区心肌细胞端-端相接处的Cx43严重消失．重接排列到细胞侧-侧相接处。边缘区Cx43阳性颗粒开始从细胞端-端处向四周扩散,非缺血区Cx43的表达与止常心肌相同。结论：急性短时间心肌缺血时Cx43已开始大量扩散和重新分布,可能是导致心功能异常的结构基础。     

心脏电活动的数学物理问题和高频心电图计算机模拟

本文利用正常心脏和病变心脏电活动模型以及躯干模型建立了产生常规心电图和高频心电图的数学物理问题，找出了用计算机解决这类数学物理问题的途径，并且用计算机模拟出正常烬脏和异常（有病灶）心脏，包括病灶位置变化，病灶大小不同以及病灶不同严重程度等情况下，心电波图形的变化，显示出ＱＲＳ波上高频切迹和扭结对病灶特性的敏感性和特异性，研究高频心电图ＱＲＳ波上的切迹，扭结的大小和分布状态与心脏疾病的内在联系。     

电子束CT犬实验性梗塞心肌的三维重建与病理对照

用电子束ＣＴ重建能表示梗塞部位及形态的心脏三维图象，通过结扎犬心冠状动脉左旋支及其分支，形成左室侧壁梗塞区，经电子束ＣＴ增强容积扫描方式得到犬心断面。利用区域扩充法对梗塞心肌进行自动分割，采用表面重建法完成犬心的三维重建，用硝基四唑对病理切片进行染色，结果：清晰显示出了犬心的三维图象，并在三维图象上精确表示出了梗塞的部位及形态。结论：在造影剂注射量与扫描起始时间适宜的条件下，利用电子束ＣＴ可以诊断梗塞的部位与大小，且能重建出反应病变情况的心脏三维图象     

Cardiac function abnormalities and biochemical changes in myocardial ischemia

The relationship between myocardial ischemia and biochemical changes has been well documented. For example, hyperlipidemia is one of the largest risk factors for the development of coronary artery disease. Decreased coronary blood flow produces various changes in cardiac metabolism, which cause severe cardiac function abnormalities, including heart failure and arrhythmias. Many biochemical markers have been used for both diagnosis and evaluation of the severity of myocardial infarction. In this symposium the speakers have discussed: 1) the relationship between the changes in the ionic environments in the intra- and extra-cellular spaces and the genesis of cardiac arrhythmias, with special reference to the role of increased intracellular resistance in conduction delay during ischemia (Dr. Takao Fujino), 2) metabolic basis of ECG abnormalities in ischemic heart disease and the role of intra-coronary ECG recordings in the evaluation of cardiac ischemia (Dr. Tetsunori Saikawa), and 3) biochemical changes associated with exercise and other stresses, with special reference to the roles of increased catecholamines and decreased blood fluidity in the genesis of cardiac abnormalities (Dr. Takehiko Fujino). Prof. Takeshi Kanno gave a special lecture entitled "Approaches from clinical laboratory to hereditary variants". He showed an excellent model of approach from clinical laboratory medicine to detect important biochemical abnormalities which may be overlooked by routine daily analyses in the clinical laboratory.     

一种新的测定心肌缺血部位的方法

准确诊断心肌缺血部位，对心脏病治疗具有很大的意义，以往对缺血部位诊断的方法存在着许多缺陷，在临床应用中受到很大的限制。作者提出用心电逆问题推断缺血部位的方法，并通过临床应用验证其方法的准确性。     

动物ECG信号关联维数动态变化的初步研究

我们对动物 (兔子 )在麻醉后 3种不同病理情况下的标准同步 12导联心电信号 (Electrocardiogram,ECG)的关联维数 D2 的动态变化进行了初步的研究。研究结果表明 ,不论是在正常状态还是在急性心肌梗塞情况下 ,从不同体表位置提取的心电信号得出的关联维数并非一个常数 ,而具有分布特性。同一导联相比较 ,在急性心肌血范围扩大的情况下 ,肢体导联的 D2 基本不变 ,胸部各导联 ECG信号的 D2 值则呈升高趋势。D2 在冠心病的诊断中显示出潜在的应用。     

基于动态心脏模型的体表心电图仿真研究

以往的电生理心脏模型大多是静态的,而非动态模型.这样在用准静电场理论求解体表电位时,整个心动周期中等效心电偶极子（源点）与体表（场点）之间的距离假设为恒定不变,从而会引入较大的系统误差.因此,为了更准确仿真心电图,有必要采用动态或跳动的心脏模型.基于原来静态心脏模型,构造了一个动态心脏模型,并对体表12导联心电图进行仿真比较研究.在动态心脏模型中考虑了心肌电兴奋引起的心脏机械力学收缩,通过计算心动周期中心室壁的位移,从而将心脏与体表之间的相对距离变化考虑进体表电位计算过程.仿真结果表明,对于正常心电图,基于动态心脏模型的仿真结果比基于静态心脏模型的仿真结果更符合临床记录心电图,特别是V1-V6胸导联的ST段和T波.对于前壁轻微缺血情况,在动态心脏模型的仿真心电图中能明显看出ST段和T波的变化,而在静态心脏模型的仿真心电图中与正常心电图相比看不出什么变化.本研究的仿真研究证实了动态心脏模型的确能更准确地仿真体表心电图.     

42例老年冠心病临床与病理对比分析

对比分析42例老年冠心病的临床与病理资料。结果表明:心电图对心肌缺血的诊断符合率为79.0％,对心肌肥厚的诊断符合率为52.0％。其中31例血脂增高者以甘油三酯更明显。血脂水平与冠状动脉阻塞程度无关。伴有高血压组的心脏重量、左室后壁厚度明显高于非高血压组。多数病人的临床表现与冠脉关系密切,但也有冠脉几乎阻塞而缺乏临床症状者。8例170岁以上心肌梗塞患者的临床及病理特点为:冠脉受累支数多,冠脉阻塞以环形狭窄为主,多伴有斑块出血,可无心绞痛,易伴意识丧失,并发症较多,易发生猝死。     

Cardiac Position Sensitivity Study in the Electrocardiographic Forward Problem Using Stochastic Collocation and Boundary Element Methods

The electrocardiogram (ECG) is ubiquitously employed as a diagnostic and monitoring tool for patients experiencing cardiac distress and/or disease. It is widely known that changes in heart position resulting from, for example, posture of the patient (sitting, standing, lying) and respiration significantly affect the body-surface potentials; however, few studies have quantitatively and systematically evaluated the effects of heart displacement on the ECG. The goal of this study was to evaluate the impact of positional changes of the heart on the ECG in the specific clinical setting of myocardial ischemia. To carry out the necessary comprehensive sensitivity analysis, we applied a relatively novel and highly efficient statistical approach, the generalized polynomial chaos-stochastic collocation method, to a boundary element formulation of the electrocardiographic forward problem, and we drove these simulations with measured epicardial potentials from whole-heart experiments. Results of the analysis identified regions on the body-surface where the potentials were especially sensitive to realistic heart motion. The standard deviation (STD) of ST-segment voltage changes caused by the apex of a normal heart, swinging forward and backward or side-to-side was approximately 0.2 mV. Variations were even larger, 0.3 mV, for a heart exhibiting elevated ischemic potentials. These variations could be large enough to mask or to mimic signs of ischemia in the ECG. Our results suggest possible modifications to ECG protocols that could reduce the diagnostic error related to postural changes in patients possibly suffering from myocardial ischemia.     

In vivo determination of acute myocardial ischemia based on photoacoustic imaging with a focused transducer

The location and ischemia extent are two important parameters for evaluating the acute myocardial ischemia (AMI). A focused-transducer-based photoacoustic imaging method was employed to assess time-dependent AMI. Our preliminary results show that the photoacoustic signal could identify the myocardium. The intensity and area of photoacoustic images of myocardium could be used for characterizing the ischemia extent and scope of myocardial ischemia. The results also imply that the intensity and area of photoacoustic images are the rapid fall of an exponential model with an increase of delaying time after the left anterior descending coronary artery (LAD) occlusion. These experimental results were consistent with the clinical characteristics. The findings suggest that the photoacoustic imaging be a potential tool for the real-time assessment of acute myocardial ischemia during surgical operation.     

胸双极立体心电图对心肌缺血的定位诊断研究

胸双极立体心电图采用正交系基础上的13导联球体构型导联系统，是仅次于正交系的最简单的全方位空间框架结构，操作简便。胸双极立体心电图旨在弥补常规心电图的空间缺陷，能有效的探察右室、后壁、高侧壁、下侧壁和小范围的心肌缺血。分别用常规心电图仪和自行研制的胸双极立体心电图分析系统描记常规心电图(ECG)和立体心电图(BC-SECG)对32例心肌缺血患进行检测。结果显示，立体心电图较常规心电图对心肌缺血定位诊断更详细。