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Alan Murray Dingchang凌夏,郑,刘冯,Xuesong你们Gangmin宁, ”心血管系统建模”,计算和数学方法在医学, 卷。2012年, 文章的ID583172年, 2 页面, 2012年。 https://doi.org/10.1155/2012/583172
心血管系统建模
心血管系统的数学模型和数值模拟非常有用对于理解影响其功能的机制及其生理和病理过程。这个建模研究增加潜在的开发新的诊断和治疗心血管技术或设备和药理研究也有帮助1]。最近开发的计算方法来解决建模困难等不同学科的系统生物学和计算机科学导致编译一个特殊的体积的概念。
这个特殊的问题主要集中在计算和数学方法在心血管系统建模。研究论文封面的主题细胞或亚细胞心脏细胞建模、心血管解剖结构建模、心脏电生理建模与仿真,心脏力学建模和分析,心力衰竭的建模与仿真,计算技术,基于gpu的心脏血管系统的建模与仿真和力学、心血管成像和计算方法。在下面,我们简要地总结了十二个文件包含在这个问题。
在心肌细胞钙动力学是非常重要的建模和经常使用确定性常微分方程建模的(常微分方程)。然而,它适合模型的动态子空间钙使用确定性常微分方程?我们需要一个随机描述占的根本性的离散特性calcium-regulated钙流入?为了回答这些问题,美国h·温伯格和g·d·史密斯calcium-regulated最小的马尔可夫模型的构建和分析钙通道和相关子空间也比预期的稳定状态子空间随机模型中的钙浓度(结果占体积小的子空间)与相应的确定性ODE模型(一个近似假定大系统大小)。
l . Lu等人发展了耦合钙动力学模型通过整合时空反应扩散系统的细胞电生理模型。他们的模型应用于研究流氓RyRs的影响骑自行车和膜电位在失败的心里。他们的模拟表明,与小流氓RyR释放通量是一个重要因素在引发心律失常心肌细胞和建议流氓RyRs可以影响的起始释放事件(特别是波),因此推迟afterdepolarizations或引发动作电位。
建模与仿真的高复杂性的心脏电生理过程和心脏组织的详细组织面临的挑战高计算成本。b . g . de Barros等人开发了一个心脏电生理模型使用一个非常精细的空间离散化(8米)和基于马尔可夫链的一个复杂的细胞模型的特征离子通道的结构和动力学。Multi-GPU平台被用来计算平行。的执行时间模拟减少从6天(在一个处理器)21分钟(小8-node集群配备16 gpu,即。2 gpu /节点)。
d .邓小平等人开发了一个人类的心脏模型与详细的解剖结构,传导系统,实验测量了纤维取向。这样详细的心脏解剖模型可能非常有助于更好的理解影响心血管功能的机制及其生理和病理过程。
机电心脏建模是心血管系统建模中的最热门的话题之一。h·夏等人提出了一个完全耦合的机电模型的狗的心。这个模型集成的心脏电生理和心脏力学通过excitation-induced收缩和deformation-induced电流。它提供了一个有用的工具来了解心血管动力学。j .窦等人提出了一个机械优化策略对心脏再同步化治疗(CRT)基于机电心脏模型。这个mechanical-based优化方法,结合electrical-based方法,提供了一个更合理的方法来优化领导职位和节奏CRT的延迟。
m .江泽民等人报道解决心电逆问题的新方法。逆问题是multiinputs视为回归问题(体表电位(制订)和multioutputs(跨膜电位(tmp)),然后由最大利润率集群支持向量回归方法来解决。他们的新方法,取得了良好的性能在重建tmp从制订和可能是有用的非侵入性心电图描记的成像(2]。
在心脏力学和血管系统,为了模拟心脏的Frank-Starling法律,Ribarič和m . Kordaš开发了一个集总参数模型与基于一只青蛙心脏的血管电路与一个心房和心室。这个模型可以用来研究心血管生理学的基本概念在宏观的方式,例如,时间的心房和心室的压力在收缩和舒张,心肌收缩和放松,等等。类似的模型所使用的m .切断等人模拟运动性晕厥的患者严重主动脉瓣狭窄,和控制变化的影响在心率和心脏的心室收缩性或全身血管阻力血流动力学研究。
f . z Boroujeni等人提出了一种改进的中心线跟踪算法自动提取冠状动脉树的基于二阶局部特性。该算法避免了限制在处理高度弯曲段和突然变化的动脉血管直径的病变,因此可能更适合特征提取和定量分析冠状动脉在真实的应用程序中固有的噪声数据。
j·丁等人调查竞争流动的血液动力学效应引起的不同程度的左前降枝(小伙子)动脉狭窄在胸廓内动脉旁路移植术(ITA)。一个理想化的ITA-LAD模型开发,仿真表明,冠状动脉搭桥手术时应优先进行童子狭窄大于75%。本研究有助于指导治疗近端狭窄。
y任等人提出了一个快速参数估计算法构造一个心血管模型评价的药物用于治疗心力衰竭(HF)。该模型能够预测心力衰竭患者血流动力学条件接受治疗。同时,小说产生综合指数评估心力衰竭治疗的结果。这项研究提供了一个量化的工具有一个特定的高频治疗计划和评估是有用的高频药物的剂量效应。
总之,十二个特殊问题的研究论文总结最近的发展和思想领域的心血管系统建模。他们是值得一读的研究人员在心血管造型或相关领域的工作。
凌夏
艾伦•默里
Dingchang郑
刘冯
Xuesong你们
Gangmin宁
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