【技术实现步骤摘要】
模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型
本专利技术属于生理信号仿真
,特别涉及一种模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型。
技术介绍
生理信号仿真技术,是指基于生理信号产生及传播机理的简化和假设,建立可描述生理信号产生及传播的数学表达,并获得正定的,具有生理意义的解。该技术可为研究分析生理信号提供技术平台,并在此平台上开展各种仿真实验,用于研究真实系统的特性。目前这种方法已应用于众多领域,表现出其它实验方法无法比拟的优越性,如不受时空限制,对系统反应进行预测;参数选择及控制非常灵活,可实现极端条件下的仿真实验;可为系统预研提供基础,大大节省研究经费以及缩短实验周期等。人体循环系统是一个相当复杂的非线性连续动态系统,对它进行定量研究具有较大难度。另一方面,大量的生理信号测量实验不能在人体上直接进行,因此对其进行仿真研究是更为可行,且被普遍接受的研究方法。血液在人体循环系统中的流动规律遵循流体力学的一般规律,这为建立循环系统的仿真模型提供了基础。基于对人体体循环生理及病理的认识,目前已建立起体循环血液流动的多种数学 ...
【技术保护点】
1.模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型,其特征在于,包括主动脉管、头臂动脉管、颈动脉管、锁骨下动脉管、椎动脉管、颈内动脉管、颈外动脉管、基底动脉管、大脑中动脉管、大脑前动脉管、大脑后动脉管、前交通动脉管和后交通动脉管;/n主动脉管、头臂动脉管和锁骨下动脉管构成体循环动脉网络,体循环动脉网络的末端,包含降主动脉下游、锁骨下动脉下游和颈外动脉下游;血流从该体循环动脉网络流入颈动脉管和椎动脉管,随后流入由颈内动脉管、颈外动脉管、基底动脉管、大脑中动脉管、大脑前动脉管、大脑后动脉管、前交通动脉管和后交通动脉管构成的脑循环动脉网络;脑循环动脉网络的末端,包含大脑中动脉下游、大脑前动脉 ...
【技术特征摘要】
1.模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型,其特征在于,包括主动脉管、头臂动脉管、颈动脉管、锁骨下动脉管、椎动脉管、颈内动脉管、颈外动脉管、基底动脉管、大脑中动脉管、大脑前动脉管、大脑后动脉管、前交通动脉管和后交通动脉管;
主动脉管、头臂动脉管和锁骨下动脉管构成体循环动脉网络,体循环动脉网络的末端,包含降主动脉下游、锁骨下动脉下游和颈外动脉下游;血流从该体循环动脉网络流入颈动脉管和椎动脉管,随后流入由颈内动脉管、颈外动脉管、基底动脉管、大脑中动脉管、大脑前动脉管、大脑后动脉管、前交通动脉管和后交通动脉管构成的脑循环动脉网络;脑循环动脉网络的末端,包含大脑中动脉下游、大脑前动脉下游和大脑后动脉下游;
所述动脉模型中,每个动脉管都由若干单元组成,每一个单元均采用薄壁直血管;血管中的血流均为轴对称层流;每一个单元均采用集中参数的电路等效模型来模拟,电路等效模型包含串联的一个电阻、一个电感及一个电容,来模拟血流阻力、血流惯性和液容;
每一单元的电路结构相似,但参数不同,参数由血管半径、血管长度、管壁厚度、管壁弹性、血液密度和血液粘度计算所得;
在主动脉管、头臂动脉管、颈动脉管、锁骨下动脉管、椎动脉管、颈内动脉管、颈外动脉管和基底动脉管中,当血流在上述动脉管中流动时,由重力作用产生血压的下降或上升;血压下降或上升,取决于血流在上述动脉管中的流动方向是向下或向上;
血压上升或下降的幅度分别与动脉管长度,以及动脉管走形与重力方向夹角的余弦值成正比;即血压变化量PG表达式如下:
PG=ρglcosθ
ρ表示血液密度,g表示重力加速度,l表示动脉管长度,θ表示动脉管走形与重力方向的夹角;
针对站立体位,脑部位于心脏的上方,血流克服重力被输送至脑部时,血压发生下降,表现为站立体位时的脑灌注压低于平卧位时的脑灌注压,脑血流量因而减小,当脑血流量小于标准值时,脑循环动脉网络的末端外周血管扩张,增大液容,减小脑血流的液阻;
失重条件下,因重力导致的血压下降会完全消失,即表现为失重时的脑灌注压高于正常重力作用时的脑灌注压,脑血流量因而增加;当脑血流量大于标准值时,脑循环动脉网络的末端外周血管通过收缩减小液容,增大脑血流的液阻,从而维持脑血流的稳定。
2.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型,其特征在于,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张弛,李德玉,郭一菲,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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