基于能量融合积分模型的心脏生理物理活动研究

为了更深入地了解目前靠生理实验及临床手段无法洞察的心脏三维空间的电生理运行机制,分析和表现心脏复杂的电生理活动,从而揭示心脏的生理物理特性,本研究通过人类心肌细胞的动作电位传导数学模型,结合基于心脏解剖数据所建立的真实心脏组织结构的三维空间模型,构建出精细的心脏生物物理融合模型,并将心脏在三维空间中的生物物理活动表现出来.实验结果表明,基于心脏动作电位传导的融合模型,不同时刻的动作电位传导在非匀质性组织内的三维空间中的传播位置、空间关系以及生物物理过程被清晰地显示出来,心脏研究人员从而能够以视觉感知的方式认识和深入理解人类心脏电生物物理系统的功能机制,并有助于进一步推测心脏的生理和病理反应.     

全心缺血早期阶段室性心律失常仿真研究

为了分析全心缺血早期阶段对心脏电生理活动的影响,以及探讨诱发的室性心律失常机制,本研究考虑了缺血情况下高钾、酸液过多、局部缺氧的情况,结合详细的人类心室细胞生物物理上的动力学特征,开发了一个人体心室细胞和组织全心缺血模型.实验结果表明,全心缺血缩短了动作电位时程(action potential duration,APD),且减缓了兴奋的传导速率(conduction velocity,CV).同时,由于全心缺血降低了动作电位时程曲线(action potential duration restitution,APDR)斜率,且增大了有效不应期(effective refractory period,ERP),因此有利于维持折返波的稳定传导,使得室速不易转化为室颤.另一方面,尽管全心缺血导致了组织易感性的增加,但是由于其需要更长的异位刺激长度来保证折返波的形成,因此也在一定程度上降低了心律失常的发生概率.     

心肌细胞电生理建模进展

心脏兴奋收缩的微观基础是心肌细胞的电生理活动,心肌细胞的电生理模型在解剖实验基础上提供了更为全面有力的数据.是研究心肌细胞最有效的方法之一.近年来单细胞意义上的电生理模型越来越精细,使得心肌细胞的工作原理以不同角度在微观领域得以进一步阐述.本文就不同时期有代表性的模型进行了研究和比较,总结了这一领域的发展,并对发展趋势作了进一步的展望.