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人体血液体循环流体网络模拟研究

人体血液体循环流体网络模拟研究

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作者：徐克重庆大学

学位级别：硕士

中医脉诊、经络针灸治疗等都与人体血液循环血流动力学理论有着密切的联系,但因其理论的经验性和主观性等因素,限制了中医诊断和治疗的发展。目前,对人体血流动力学相关的研究不少,但是没有得到系统的研究成果。基于这一研究现状,本文... 详细信息

中医脉诊、经络针灸治疗等都与人体血液循环血流动力学理论有着密切的联系,但因其理论的经验性和主观性等因素,限制了中医诊断和治疗的发展。目前,对人体血流动力学相关的研究不少,但是没有得到系统的研究成果。基于这一研究现状,本文建立人体血液体循环流体网络模型,采用10次谐波血流动力学表达式模拟心脏输出,利用基于集总参数的平均法求解模型。通过对人体血液体循环流体网络系统模拟研究,分析人体血流动力学参数之间的理论联系,致力于为中医脉诊和经络针灸治疗等提供一些理论依据。根据经络呼吸辅助系统假说,认为当针刺脏腑经络上的穴位时,会使血液循环流体网络系统中该脏腑分支的组织压下降,从而降低该脏腑分支的血流阻力。本文针对Takayama等针刺肝经络上的太冲穴的血流动力学实验研究,模拟肝分支流阻变化对血流动力学参数的影响关系。假设心输出量不变,当肝分支流阻在±25%范围变化时,模拟结果表明:左臂动脉流量在-3.27%2.84%之间变化,右臂动脉流量在-3.02%2.61%之间变化;左臂动脉初端(主动脉末端)压力在-3.09%2.48%之间变化,右臂动脉初端压力在-3.16%2.54%之间变化,桡动脉末端压力在-3.12%2.70%之间变化;体循环总外周阻力在-3.09%2.48%之间变化。该模拟结果与Takayama等的实验研究结果完全吻合,验证了本文建立的模型的有效性及其求解方法的可行性。在上述结论的基础上,改变模型中各器官分支流阻,流阻比η分别取值0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0,假设心输出量不变,分析不同器官分支流阻变化对各器官分支的血液流量,主动脉和桡动脉平均压力以及桡动脉压力谐波振幅的影响关系。结果表明:随着器官分支流阻增大对应分支流量下降,不同器官分支流阻变化对其它器官分支流量有一定的影响关系;各器官分支流阻增大均能使主动脉平均压力上升,当流阻比η=3.0时,脑、肝、肾、胃、肠、脾分支流阻增大引起主动脉压力较正常值分别增大23.29%、16.42%、14.67%、9.69%、9.59%、7.82%;肝和肾分支流阻变化对桡动脉影响较大,当流阻比η=3.0时,桡动脉压力较正常值分别增大22.85%和11.17%,而其它器官分支流阻变化对桡动脉影响很小;对于桡动脉压力谐波振幅,脑分支流阻变化的影响最大,其次是肝和肾分支,而胃、肠和脾分支的影响很小。研究表明,利用本文提出的人体血液体循环流体网络模型及求解方法,可以模拟得到人体血流动力学参数与各器官分支流阻变化之间的理论联系,为中医脉诊和经络针灸治疗等提供一些理论依据。本文的研究方法能够为核工程与核技术等工程领域的管网流动问题的分析提供一定的研究思路。

关键词：血流动力学体循环流体网络模拟平均法

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