心血管系統(tǒng)多尺度模型研究.pdf

1、心腦血管疾病是全球死亡率最高的疾病，嚴(yán)重影響人類的健康和生活。心腦血管疾病的發(fā)生往往伴隨著血管狀態(tài)、血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)等的改變，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型方法研究心腦血管的血流動(dòng)力學(xué)和波動(dòng)特性，有助于心腦血管系統(tǒng)生理研究及其疾病的診斷和治療。0D模型可用于研究系統(tǒng)的集中參數(shù)特性和時(shí)間特性，1D模型則可以仿真空間特性，兩種模型方法結(jié)合對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的時(shí)間和空間特性都能進(jìn)行很好的仿真研究。
　　 本研究致力于建立0D-1D耦合的心血管系統(tǒng)多尺度數(shù)學(xué)模型

2、，并對(duì)正常生理狀態(tài)和常見的心腦血管疾病進(jìn)行仿真研究。論文的主要工作及結(jié)果包括：
　　 1、對(duì)現(xiàn)有模型方法進(jìn)行研究和分析，確定0D、1D建模方法和多尺度耦合方法。
　　 2、建立帶邊界條件的單段血管、簡(jiǎn)單血管分支網(wǎng)絡(luò)和Willis環(huán)的1D模型，仿真血流動(dòng)力學(xué)特性和血管網(wǎng)絡(luò)內(nèi)血壓波的傳播特性，仿真結(jié)果與正常生理參數(shù)一致。
　　 3、將Willis環(huán)1D模型與整體0D模型進(jìn)行耦合，驗(yàn)證了模型耦合方法和多尺度模型的有效性

3、，可以仿真整體的血流動(dòng)力學(xué)特性和Willis環(huán)的血壓波傳播。
　　 4、應(yīng)用多尺度耦合模型，仿真Willis環(huán)的常見疾病，研究病理狀態(tài)下整體血流動(dòng)力學(xué)、Willis血流動(dòng)力學(xué)和血壓波傳播特性的改變。
　　 本研究建立了心血管系統(tǒng)的0D-1D模型，并仿真研究了正常生理和常見病理狀態(tài)下的整體血流動(dòng)力學(xué)特性、Willis環(huán)局部血流動(dòng)力學(xué)和血壓波的傳播特性，關(guān)鍵指標(biāo)與實(shí)際符合。進(jìn)一步完善本研究形成的多尺度模型可望為心腦血管系統(tǒng)研