安徽省自然科学研究项目(2009KJ099B) 作品数:7 被引量:8 H指数:2 相关作者: 张季谦 马文洋 梁立嗣 高飞 李翔 更多>> 相关机构: 安徽师范大学 曼彻斯特大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 安徽省自然科学研究项目 更多>> 相关领域: 医药卫生 自动化与计算机技术 理学 更多>>
利用Java编程对窦房结体系搏动过程进行视图仿真 被引量:3 2012年 目的动态观察窦房结起搏活动随外界刺激的演变过程,揭示传导阻滞与心律失常之间的联系。方法以窦房结细胞模型为研究对象,利用Java语言编程,对窦房结起搏活动进行视图仿真研究。首先,利用其视图功能,将复杂体系各控制参量设置为面板上不同按钮,通过点击按钮观察膜电压随控制参数变化的情况;其次,添加恰当的鼠标响应效果,观察不同条件下的视图效果。结果加入外界刺激对神经系统的调控作用,调节细胞死亡比例或钠电导等控制参量,模拟窦房结体系在体的搏动过程,观察搏动电信号传导受阻现象,与临床观察到的心律失常症状相吻合;利用视图仿真,动态跟踪不同参数条件下,膜电压产生及传导的演变过程,直观形象地模拟了窦房结体系动力学过程。结论利用Java编程的视图仿真可直观了解传导阻滞与心律失常之间的内在联系,模拟过程直观形象,方便明了。 陈春磊 张季谦 梁立嗣 马文洋 张恒贵关键词:生物医学工程学 JAVA编程 窦房结细胞 利用MFC的视图功能对非线性体系进行仿真模拟 被引量:1 2012年 目的:本文采用VC语言编程,借助MFC(Microsoft Foundation Classes)模块强大的绘图功能,用于仿真模拟心脏等复杂非线性体系的动力学过程。方法:首先,利用MFC程序模块整合的视图开发功能,将复杂体系各控制参量设置为面板上不同按钮,通过点击按钮观察复杂体系动力学过程随控制参数变化的情况;其次,通过添加放大或缩小功能按钮,可以方便地观察复杂相图的局部分形细节;再者,添加恰当的鼠标响应效果,可以实时观察不同条件下的动态演化效果。结果:利用视图仿真重点研究了心脏体系窦房结组织搏动过程,实时观察外界环境刺激对其起搏活动的调控作用,动态跟踪不同参数条件下,膜电压产生及传导的演化过程。通过仿真模拟与实验数据对比,揭示环境扰动与心律失常之间的内在联系及作用机制。结论:将MFC用于视图仿真,具有方便的可扩展性、直观形象的可视化效果、便利的局部放大功能等优点。模拟过程既直观形象,又方便明了,便于将来构建心脏等复杂系统的三维模型,进一步研究心脏的搏动过程。 梁立嗣 王永丰 刘瑾 张季谦关键词:非线性系统 心肌组织死亡细胞分布对窦房结搏动信号传导功能的影响 被引量:4 2011年 本文利用Zhang等人构建的兔子心脏窦房结–心房细胞完整的二维解剖模型,通过计算机仿真模拟研究了死亡细胞分布对心脏起搏和传导的影响。模拟结果发现,一方面,利用该模型可以重现有生理缺陷的心脏体系异常搏动现象,例如老龄化的心脏因部分心肌细胞死亡数达到一定比例时所引起的窦房结传导受阻,甚至会产生心脏瘁死现象。另一方面,我们可以通过分析心肌组织中死亡细胞的分布情况,了解其对心脏搏动功能的影响:在神经系统分泌一定浓度的乙酰胆碱调节作用下,心肌组织中细胞死亡达到一定比例时,引起起搏活动的传导阻滞与死亡细胞的空间分布密切相关。其不仅与组织中某区域内细胞死亡数及占正常细胞比例大小成正比,而且还与离死亡细胞所在位置的距离成反比。最后我们讨论了不同乙酰胆碱浓度对这种分布效果的影响。上述结果将有助于揭示复杂的心脏体系异常搏动的内在形成机理,并为病态窦房结综合症的临床诊断和预防提供一定的理论指导。 斯小琴 张季谦 陈春磊 王业遒 张恒贵关键词:仿真模拟 酸碱平衡失调对窦房结起搏活动的影响 被引量:2 2013年 本文采用兔子心脏的窦房结–心房组织完整的二维细胞解剖模型,通过计算机仿真模拟研究了酸碱平衡失调对细胞膜电压形成及传导过程的影响。模拟结果显示,一方面,可以观测到,当机体呈现一定程度的酸中毒或碱中毒时,窦房结起搏活动发生阻滞,这与临床上酸碱平衡失调引起心血管系统的功能障碍相吻合;另一方面,可以通过引入适当的外界低频信号刺激来消除这种死振,从而让窦房结组织重新恢复正常搏动功能。上述结果将有助于揭示酸碱平衡失调对复杂的心脏体系内在机能的影响,对人类心血管疾病的临床诊断与治疗有一定的理论指导作用。 张季谦 钱宏明 马文洋 梁立嗣 高飞关键词:酸碱失调 心律失常 仿真模拟 高温环境下外界刺激对窦房结搏动过程的影响 2013年 为考察在高温环境下,情绪心理应激对心脏窦房结搏动过程的影响。采用窦房结-心房细胞二维耦合实验解剖模型,选取温度变化系数、变化的倍数因子和内钙离子浓度等为调控参数进行调节。一方面,心理应激、环境温度升高分别都会引起心脏窦房结起搏活动发生变化。另一方面,当外界环境温度较高的同时受到外界刺激作用,则很容易引起动作电位时程变化,严重时会导致振荡停止。以上研究表明,窦房结体系起搏异常与温度和情绪应激密切相关,可为临床上医学预防提供一定的理论参考。 蒋迎芳 张季谦 李翔 程睿 高飞关键词:情绪失调 窦房结 心律失常 仿真模拟 酸浓度及温度对病窦综合征影响的仿真研究 被引量:1 2013年 目前对于SCN5A基因突变导致窦房结(SAN)起搏功能异常的有效治疗仍在探索之中。本文以二维兔子SAN-心房细胞实验解剖模型为基础,考虑基因突变的存在,合理引入体系的酸浓度和温度的影响,研究了体系酸浓度及温度对病态窦房结综合征(SSS)的调节作用。结果表明:位于SCN5A基因上的两个位点(T220I和delF1617)的异常使得Na+电流减少,导致SAN的起搏功能异常;适当调节体系的酸浓度及温度,一方面可使得相应膜电流增加,另一方面也可增大因突变而减小的Na+电流,从而使SAN组织异常的搏动恢复到正常状态。模拟结果表明SAN体系的异常搏动机制与离子通道间的SCN5A基因突变密切相关,而体系的酸浓度与温度则有一定的调节作用,该模拟结果可为临床上医学诊断和治疗提供一定的理论依据。 李翔 张季谦 程睿 蒋迎芳 高飞关键词:SCN5A 钠通道 窦房结 心律失常 仿真模拟 计算机模拟异常血钾浓度对兔窦房结起搏活性的影响及其调控 被引量:1 2012年 目的:研究不同血钾浓度水平对窦房结电生理活性的影响,以及在血钾异常条件下,钠、钙离子浓度及钙电流对窦房结起搏的调控作用。方法:以Zhang构建的兔子窦房结仿真模型为研究对象,通过改变模型中钾、钠、钙离子通道的电导及钾、钠离子的浓度等参数,对模型满足的微分方程进行数值计算。结果:检验了异常血钾浓度对窦房结电生理活性的影响;发现在高血钾条件下,血钠变化对起搏活性有明显的调节作用;在血钾浓度异常条件下,增大L和T型钙电流,可以有效地恢复窦房结活性。结论:模拟实验显示,适当提高血钠的浓度,可以调控高血钾条件下的窦房结活性;提高钙通道的活性,可以有效地改善血钾浓度异常条件下的窦房结起搏活动。 王萌 张季谦 马文洋 李翔关键词:窦房结 仿真模拟