论文摘要
心律失常是常见的心脏疾病,也是造成猝死的主要原因之一。心律失常发生、发展及药物治疗均与心肌细胞离子通道活动有密切关系。长期以来,对心律失常发生及致病机制的研究都是医学乃至工程技术人员研究的一个焦点。对心律失常的研究可以通过动物、人体实验和计算机仿真两个方面进行。但是动物或人体实验的方法不仅周期长、代价高、危险性大,而且难以得到令人满意的结果。而随着心脏细胞动作电位数学模型的不断发展和完善,利用计算机进行仿真实验和研究则可以很好地解决这些问题。利用这些数学模型,可以在细胞水平上直接利用现代计算机技术对一些复杂的假说进行验证、预测、指导实验研究,完成实验中一些难以进行的工作。计算机模拟仿真研究已经成为探讨和揭示心律失常机制一种不可替代的方法和手段。本文正是基于最新的人体心室数学模型,采用一种高仿真精度的加速算法,深入研究了心肌缺血导致心律失常的内在机制。主要研究内容如下:首先,本文针对Tusscher于2004年提出的TNNP模型[2],设计了三种仿真方案,并依据仿真实验结果数据从计算耗时、仿真精度及稳定性这三个方面对三种仿真方案做比较,然后选择出一种确保一定仿真精度情况下的仿真加速方法,而且该方法很适合在个人计算机上进行仿真。其次,本文基于TNNP模型,利用前面选择出来的相对最优仿真方法,在人体二维心室壁组织上,建立了心肌缺血模型,仿真出旋转波,并通过研究折返波在不同缺血症状下的传播情况,对心肌缺血导致心律失常的内在机制做了相应的解释。