应用于零维左心血液循环的二尖瓣模型的研究-中国生物医学工程学报.PDF

３６ 卷 ３ 期 中　 国　 生　 物　 医　 学　 工　 程　 学　 报 Ｖｏｌ． ３６　 Ｎｏ． ３ ２０１７年６月 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｕｎｅ　 ２０１７ 应用于零维左心血液循环的二尖瓣模型的研究 １ １ １ １，２ ∗ 张桂杰 　 王　 颢 　 荆　 腾 　 贺照明 １（江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏 镇江　 ２１２０１３） ２ （德州理工大学机械工程系，美国拉伯克　 ＴＸ７９４０９） 摘　 要：提出一个可以准确合理地模拟二尖瓣动力学特性的瓣叶运动流阻模型。 考虑影响二尖瓣瓣叶运动的跨 瓣压差和血流推力，建立二尖瓣运动的控制方程，提出依赖于瓣叶打开角度θ 的瓣叶运动流阻模型，把该模型应用 于零维左心血液循环系统，得到血液动力学特性。 在保持心输出量和反流分数一致的条件下，比较该模型、瞬态关 闭的阶梯流阻模型和经验指定的时变流阻模型。 结果发现，瓣叶运动流阻模型能反映瓣膜关闭过程中的血液动力 学，如压差和流量的滞后性以及关闭流量，同时该模型可以通过调整单位转动惯量跨瓣压差影响系数Ｋ 和血流影 ｐ 响系数Ｋ 的大小，改变瓣膜打开过程和关闭过程所需时间，瓣膜打开和关闭时间分别为５００ 和４０２ ｍｓ。 该模型 ｂ 可弥补阶梯流阻模型中忽略瓣膜运动过程的瞬态关闭的缺点，同时也能避免时变流阻模型中关闭起始时间的不合 理性。 此模型较为合理准确地模拟二尖瓣关闭过程的动力学特性，且简单易控制。 关键词：瓣叶运动流阻模型；左心血液循环；心脏瓣膜动力学；关闭过程 中图分类号：Ｒ３１８　 　 文献标志码：Ａ　 　 文章编号：０２５８⁃８０２１（２０１７）０３⁃０３００⁃０８ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｍｉｔｒａｌ Ｖａｌｖｅ Ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｔｈｅ０Ｄ Ｌｅｆｔ Ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ １ １ １ １，２∗ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｉｊｉｅ 　 Ｗａｎｇ Ｈａｏ 　 Ｊｉｎｇ Ｔｅｎｇ 　 Ｈｅ Ｚｈａｏｍｉｎｇ １ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ＦｌｕｉｄＭａｃｈｉｎｅｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ） ２ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｅｘａｓ Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｕｂｂｏｃｋ，ＴＸ ７９４０９，ＵＳＡ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａ ｌｅａｆｌｅｔ ｍｏｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｔｒａｌ ｖａｌｖｅ ｔｈａｔ ｃｏｕｌｄ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｍｉｔｒａｌ ｖａｌｖｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ． Ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ｈａｄ ａ ｖａｒｉａｂｌｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｉｔｒａｌ ｖａｌｖｅ ｌｅａｆｌｅｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ａｎｇｌｅ θ ａｎｄ ｉｎｖｏｌ