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基于动态心脏模型的体表心电图仿真研究 被引量:2
1
作者 夏灵 叶学松 +1 位作者 霍梅梅 刘锋 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期257-262,共6页
以往的电生理心脏模型大多是静态的,而非动态模型。这样在用准静电场理论求解体表电位时,整个心动周期中等效心电偶极子(源点)与体表(场点)之间的距离假设为恒定不变,从而会引入较大的系统误差。因此,为了更准确仿真心电图,有必要采用... 以往的电生理心脏模型大多是静态的,而非动态模型。这样在用准静电场理论求解体表电位时,整个心动周期中等效心电偶极子(源点)与体表(场点)之间的距离假设为恒定不变,从而会引入较大的系统误差。因此,为了更准确仿真心电图,有必要采用动态或跳动的心脏模型。基于原来静态心脏模型,构造了一个动态心脏模型,并对体表12导联心电图进行仿真比较研究。在动态心脏模型中考虑了心肌电兴奋引起的心脏机械力学收缩,通过计算心动周期中心室壁的位移,从而将心脏与体表之间的相对距离变化考虑进体表电位计算过程。仿真结果表明,对于正常心电图,基于动态心脏模型的仿真结果比基于静态心脏模型的仿真结果更符合临床记录心电图,特别是V1-V6胸导联的ST段和T波。对于前壁轻微缺血情况,在动态心脏模型的仿真心电图中能明显看出ST段和T波的变化,而在静态心脏模型的仿真心电图中与正常心电图相比看不出什么变化。本研究的仿真研究证实了动态心脏模型的确能更准确地仿真体表心电图。 展开更多
关键词 心电图 电生理-力学动态心脏模型 有限元法 心肌缺血
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基于时序心脏模型样本均衡方法的心律失常分类 被引量:2
2
作者 徐永红 王金萍 马佳越 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期301-309,共9页
心律失常自动分类作为计算机在临床上的重要应用,可以有效辅助心血管疾病的诊断,但实验中样本不均衡问题严重影响分类精度。目前用于解决样本不均衡问题的主流方法为对抗神经网络,但存在训练不稳定和模式崩溃等问题,且仅依靠数据进行学... 心律失常自动分类作为计算机在临床上的重要应用,可以有效辅助心血管疾病的诊断,但实验中样本不均衡问题严重影响分类精度。目前用于解决样本不均衡问题的主流方法为对抗神经网络,但存在训练不稳定和模式崩溃等问题,且仅依靠数据进行学习,缺乏一定的生理意义。因此提出基于时序心脏模型的样本均衡方法生成心电数据,在2018年中国生理信号挑战赛提供的12导联数据集上进行实验,采用深度残差网络作为分类模型分别对每个导联进行训练,通过极端梯度提升算法实现导联融合。经过样本均衡后,各类F1分数均有提升,左束支阻滞(LBBB)、ST段降低(STD)、ST段抬升(STE)的改善尤其显著,分别由扩增前的0.706、0.684、0.524提升至0.832、0.809、0.618。为验证本方法的通用性,对PTB数据集进行独立测试,分类准确率达到98.64%。实验结果表明,基于时序心脏模型生成仿真数据能够有效改善实验样本不均衡现象。 展开更多
关键词 心律失常 时序心脏模型 神经网络 导联融合
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心脏电活动的计算机仿真模型研究——模型的构造与实现原理 被引量:1
3
作者 徐振耀 符影杰 吕维雪 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1993年第1期9-17,共9页
心电场仿真是心电理论研究的前沿课题之一。本文讨论首次在IBM—PC微机上实现的一个完整的心电场仿真模型。应用该模型进行的仿真研究表明,它具有仿真速度快、使用方便和易于推广应用的优点。
关键词 心脏模型 心电图 体表电位图
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基于二阶伏特拉级数模型的心脏运动信号快速最小二乘估计 被引量:1
4
作者 梁帆 孟晓风 余旸 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期639-644,共6页
心脏手术辅助机器人动态地消除心脏表面手术点与手术工具之间的相对运动,帮助医生在心脏不停跳的情况下完成手术并且极大减小病人术后并发症的影响。由于心脏运动的高带宽、非平稳、非线性的特点,机器人很难快速准确跟踪心脏运动。针对... 心脏手术辅助机器人动态地消除心脏表面手术点与手术工具之间的相对运动,帮助医生在心脏不停跳的情况下完成手术并且极大减小病人术后并发症的影响。由于心脏运动的高带宽、非平稳、非线性的特点,机器人很难快速准确跟踪心脏运动。针对这一问题,该文首先通过双谱分析了解到心脏信号具有明显的源于心跳与呼吸运动相互耦合的非线性特征。接着提出基于非线性二阶伏特拉(Volterra)级数模型心脏运动快速预测算法,为控制算法提供参考信号的超前预测值。采用非线性模型描述心脏运动更加精确地表达了心脏运动的物理本质,快速最小二乘算法保证了系统的实时性。对比实验结果表明,非线性预测算法在均方误差方面优于以往的线性预测算法,大大减小了预测误差,提高了手术机器人相对运动消除能力。 展开更多
关键词 心脏运动估计 心脏运动跟踪 心脏运动非线性模型 手术辅助机器人 二阶伏特拉级数 二次相位耦合
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基于真实心脏躯干模型的体表Laplacian图的理论基础 被引量:2
5
作者 张尚军 张翠英 +1 位作者 夏灵 吕维雪 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期458-462,共5页
关键词 拉普拉斯算子 心脏-躯干模型 BSLM
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从CT数据到带纤维走向的全心脏有限元模型的建立
6
作者 钱力 王建飞 +5 位作者 金炼 宋彪 黄彦淇 朱红蕾 鄢盛杰 邬小玫 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期180-189,共10页
心脏计算机模型是研究生理/病理心脏功能及心律失常治疗方法的有力工具,心脏有限元解剖模型是构建各种心脏模型的基础。从病人的临床影像数据建立个性化的心脏有限元模型,可为临床诊断治疗提供极大便利。研究一种由人体胸腔CT影像数据... 心脏计算机模型是研究生理/病理心脏功能及心律失常治疗方法的有力工具,心脏有限元解剖模型是构建各种心脏模型的基础。从病人的临床影像数据建立个性化的心脏有限元模型,可为临床诊断治疗提供极大便利。研究一种由人体胸腔CT影像数据建立全心脏有限元模型的方法,具体步骤包括:基于胸腔CT影像,通过MIMICS建立心脏解剖面片模型;根据HyperMesh修复面片模型,得到心脏实体有限元模型。由于心肌纤维走向与心脏的电/机械活动密切相关,在从影像数据重建心脏解剖结构之后,又特别研究心肌纤维走向确定方法。首先,利用规则库方法(rule-based approach)确定心室肌纤维走向;之后,在使用规则库方法的基础上,利用结构张量分析(structure tensor analysis)进行平滑滤波,得到心房肌纤维走向。为验证心肌纤维走向的正确性,分析使用该方法计算得到的巴克曼束、左心房后部、左上心房后部、房间沟等几个典型部位处心肌纤维方向与X轴的夹角,分别为4.97°±4.84°(均值±标准差)、111.99°±3.72°、178.89°±3.73°、86.48°±4.01°,符合文献报道的心肌纤维走向的观测结果。所提出的方法可从心脏影像数据构建包含心肌纤维走向的心脏有限元模型,为各类心脏建模仿真研究打下基础。 展开更多
关键词 心脏有限元模型 心肌纤维走向 结构张量分析 基于规则库方法
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斑马鱼心脏再生模型及研究进展 被引量:2
7
作者 张维嘉 梁金秀 韩佩东 《浙江大学学报(农业与生命科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-9,共9页
心脏病作为一种发病率和死亡率很高的疾病,严重威胁人类身体健康。斑马鱼作为模式生物,其成体心脏再生功能的发现,为研究和治疗心脏疾病拓展了新的视角。本文综述了多种斑马鱼心脏损伤模型,包括心尖切除损伤、冰冻损伤以及心肌细胞遗传... 心脏病作为一种发病率和死亡率很高的疾病,严重威胁人类身体健康。斑马鱼作为模式生物,其成体心脏再生功能的发现,为研究和治疗心脏疾病拓展了新的视角。本文综述了多种斑马鱼心脏损伤模型,包括心尖切除损伤、冰冻损伤以及心肌细胞遗传消融模型等;并深入探讨了心脏再生过程中的关键生物学过程,包括多种信号通路在不同细胞类型的时序性激活、心肌细胞表观遗传学编程、冠状血管新生、发育相关关键转录因子的激活以及心肌细胞肌节结构的解离和重构等。对心脏再生机制的解析有望为人类心脏疾病的治疗提供新的思路和干预策略。 展开更多
关键词 斑马鱼 心脏再生 心脏损伤模型 心外膜细胞 心内膜细胞 成纤维细胞 免疫细胞
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龙虾心脏神经节模型的动力学分析
8
作者 吴慧玲 刘深泉 《动力学与控制学报》 2012年第2期168-170,共3页
通过对龙虾心脏神经节模型的研究,从非线性动力学角度对模型所产生的簇发放做了详细的分析,讨论了不同电生理参数条件下,模型簇发放中所蕴含着的丰富的动力学性质,如:峰峰间距(InterSpike Intervals,ISIs)的加周期分岔和倍周期分岔等.... 通过对龙虾心脏神经节模型的研究,从非线性动力学角度对模型所产生的簇发放做了详细的分析,讨论了不同电生理参数条件下,模型簇发放中所蕴含着的丰富的动力学性质,如:峰峰间距(InterSpike Intervals,ISIs)的加周期分岔和倍周期分岔等.通过模型分析结果可进一步理解龙虾心脏神经节动作电位簇发放中所蕴含的丰富的发放模式和节律编码. 展开更多
关键词 龙虾心脏神经节模型 簇发放 ISI 加周期分岔
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基于核磁共振的三维左右心室心脏修补模型的数值模拟及不同手术方案的比较分析
9
作者 周游 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期7-15,共9页
右心室机能障碍是引起先天性心脏病患者心力衰竭的一个最普遍的原因。计算机辅助介入在临床决策和手术过程中已经得到越来越广泛的应用。基于一位右心室机能障碍患者的心脏核磁共振(MRI)建立了三维的左、右心室修补模型,模型中针对左、... 右心室机能障碍是引起先天性心脏病患者心力衰竭的一个最普遍的原因。计算机辅助介入在临床决策和手术过程中已经得到越来越广泛的应用。基于一位右心室机能障碍患者的心脏核磁共振(MRI)建立了三维的左、右心室修补模型,模型中针对左、右心室的双层结构采用了有不同心肌纤维走向的各向异性材料模型,同时建立了基于患者术后MRI图像的模型、另一种传统的手术方案模型及各向同性的左、右心室模型。借助于大型有限元软件ADINA,对上述4个模型进行了数值模拟,计算一个心动周期内的心脏运动情况、应力、应变分布等参数。研究发现,右心室中的应力、应变分布与右心室形态、材料性质等因素有着密切的关系;各向异性材料模型比各向同性材料模型更能真实地反映心脏特征;小尺寸的补丁能较好地改善右心室功能。左、右心室修补各向异性模型的右心室数值计算体积与MRI数据很好吻合(误差<2%)。通过几个模型的计算比较与分析,研究了不同修补方案对改进右心室功能的作用,结果显示改进的右心室重塑手术可使右心室功能更好地恢复。 展开更多
关键词 心脏核磁共振成像 心脏修补模型 各向异性材料 心肌纤维方向
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探讨基于心脏3D打印模型的PBL教学模式在心内科临床带教中的应用效果 被引量:6
10
作者 赵迪 李强 +1 位作者 李文华 王建 《中国卫生产业》 2021年第30期21-24,共4页
目的探讨基于心脏3D打印模型的PBL教学模式在心内科临床带教中的应用效果。方法选取2021年3—6月齐齐哈尔医学院2017级本科临床专业学生50名作为研究对象,采用随机数表法将其分为观察组与对照组。对照组25名学生进行常规心内科临床实习... 目的探讨基于心脏3D打印模型的PBL教学模式在心内科临床带教中的应用效果。方法选取2021年3—6月齐齐哈尔医学院2017级本科临床专业学生50名作为研究对象,采用随机数表法将其分为观察组与对照组。对照组25名学生进行常规心内科临床实习带教,观察组25名学生则接受基于心脏3D打印模型的PBL教学模式。对比两组学生临床实习效果及教学满意度情况。结果出科时,观察组实习带教效果、教学满意度各维度评分均明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在心内科临床带教中引入基于心脏3D打印模型的PBL教学模式可显著提升医学生实习效果,能够充分调动医学生学习积极性、提高心内科教学效果,同时还有利于带教老师教学水平的提升,具有应用及推广价值。 展开更多
关键词 心脏3D打印模型 PBL教学模式 心内科 带教 临床实习
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计算机影像数据心脏三维重建及3D打印技术研究 被引量:5
11
作者 孟祥鹏 张建卿 +4 位作者 王庆志 王国锋 刘夏 刘洋 赵建明 《中国心血管病研究》 CAS 2015年第12期1136-1138,1152,共4页
目的通过心脏实体三维模型,观察心脏内部病变结构及病变组织关系,直观设计术前预案和术后效果评估。方法采用256增强CT扫描心脏区域获得连续断层数据,导入Mimics软件,经过人工分割数据进行心脏三维实体重建形成STL文件,设计编排图... 目的通过心脏实体三维模型,观察心脏内部病变结构及病变组织关系,直观设计术前预案和术后效果评估。方法采用256增强CT扫描心脏区域获得连续断层数据,导入Mimics软件,经过人工分割数据进行心脏三维实体重建形成STL文件,设计编排图像被3D打印机识别,打印出1:1心脏模型。结果成功重建心脏三维实体模型并完成激光3D打印机完成模型制作,重建的模型能以多结构显示心脏各结构的空间位置及毗邻关系。结论CT医学数据图像完全可以转换成计算机心脏三维实体模型,通过激光3D打印机可以打出完整的心脏三维模型。 展开更多
关键词 256CT图像 心脏 三维重建 3D打印 心脏模型
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探讨心脏3D打印模型结合案例教学在心内科临床实习教学中的应用价值
12
作者 赵迪 李强 +1 位作者 李文华 王建 《中国卫生产业》 2021年第31期147-150,共4页
目的探讨心脏3D打印模型结合案例教学法在心内科临床实习教学中的应用价值。方法选取齐齐哈尔医学院2017级临床医学专业参加临床实习的50名本科学生作为研究对象。采用随机数字表法将其分为观察组与对照组,对照组25名学生接受常规心内... 目的探讨心脏3D打印模型结合案例教学法在心内科临床实习教学中的应用价值。方法选取齐齐哈尔医学院2017级临床医学专业参加临床实习的50名本科学生作为研究对象。采用随机数字表法将其分为观察组与对照组,对照组25名学生接受常规心内科临床带教管理,观察组25名学生则接受心脏3D打印模型结合案例教学管理,对比两组学生带教效果及满意度情况。结果教学后,观察组学生考核成绩、综合素质评价、学习效果自我评价、教学满意度明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在心内科临床实习教学管理中实施3D打印模型结合案例教学管理可显著提升学生实习质量,有效提升学生理论知识水平与实践操作技能掌握程度,对提高临床实习教学质量与学生学习主观能动性等均具有积极作用。 展开更多
关键词 心脏3D打印模型 案例教学法 心内科 临床实习教学 教学满意度
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真实体表模型上BSPM仿真数据的可视化 被引量:1
13
作者 刘济全 段会龙 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期698-702,共5页
虚拟心脏模型LFX采用具有真实几何形状的三维心脏、躯体模型进行仿真研究,但仿真输出结果基本上以二维的形式给出.针对这一问题,提出了一种顶点投影映射算法,将LFX虚拟心脏模型的关键仿真数据之一的体表电位(BSPM)从真实几何形状的躯干... 虚拟心脏模型LFX采用具有真实几何形状的三维心脏、躯体模型进行仿真研究,但仿真输出结果基本上以二维的形式给出.针对这一问题,提出了一种顶点投影映射算法,将LFX虚拟心脏模型的关键仿真数据之一的体表电位(BSPM)从真实几何形状的躯干模型映射到真实人体体表模型,并在4DView三维医学图像实时可视化平台系统上对映射前后的BSPM仿真数据进行了三维可视化,从而将LFX虚拟心脏模型的BSPM仿真数据的输出从二维拓展到了三维、从真实几何形状的体表模型拓展到了真实体表模型.映射前后BSPM仿真数据的可视化结果表明,LFX虚拟心脏模型具有更为直观有效的仿真特性. 展开更多
关键词 虚拟心脏模型 体表电位图 可视化 真实体表模型 BSPM仿真数据
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基于有限元算法及仿生电路的心血循环模型
14
作者 张宏 周激流 蒲亦非 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期151-157,共7页
为了模拟缺血梗塞心脏局部受力形变对心血循环系统的实时作用,结合血液循环电路模拟系统,建立缺血变异性心脏和血液循环一体化模型,通过参数传递,仿真二者的交互作用。采用非线性有限元算法模拟左心室各向异性心肌材料特性,对心肌纤维... 为了模拟缺血梗塞心脏局部受力形变对心血循环系统的实时作用,结合血液循环电路模拟系统,建立缺血变异性心脏和血液循环一体化模型,通过参数传递,仿真二者的交互作用。采用非线性有限元算法模拟左心室各向异性心肌材料特性,对心肌纤维组织微结构进行分层仿真设计,构造缺血性病理变异左心室复合模型。该模型创新性地在心血循环一体化仿真系统中采用心室壁组织纤维微结构模型,将心肌组织微结构特征的区域性变化反映到整体心血循环系统,算法高效实时,具有临床应用价值。该模型应用在缺血性心脏病理的研究中,其仿真结果与医学统计数据相吻合。 展开更多
关键词 有限元算法 模拟电路模型 心血循环 心脏模型 数值积分
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心电体外层电位仿真研究:一种检测心脏电位活动的新方法
15
作者 吴国华 夏灵 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期56-60,共5页
体表电位测量中常要面对一些难以克服的问题 ,例如电极数量受限、电极与人体体表固定困难以及人体体形个体差异对测量数据影响较大等。为解决上述问题 ,本文提出了一种检测心电活动的新方法 :心电体外层电位法。并建立了体外层电位标测... 体表电位测量中常要面对一些难以克服的问题 ,例如电极数量受限、电极与人体体表固定困难以及人体体形个体差异对测量数据影响较大等。为解决上述问题 ,本文提出了一种检测心电活动的新方法 :心电体外层电位法。并建立了体外层电位标测系统的仿真模型 ,对不同的人体体形算例进行了仿真计算。结果表明 ,体外层电位法是比传统体表电位测量更可行的一种新方法。 展开更多
关键词 心电测量 体外层电位法 心脏模型
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心脏起搏器无线充电电磁暴露安全评估 被引量:3
16
作者 赵学铭 逯迈 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2022年第2期42-53,共12页
为准确地评估心脏起搏器无线充电工作过程中产生的电磁暴露安全性,使用基于有限元的COMSOL软件进行建模及仿真计算。构建人体头部组织、简易胸腔及心脏的模型,并且在无线充电系统工作频率设置为251 kHz时,得出了以上3个部位中产生的磁... 为准确地评估心脏起搏器无线充电工作过程中产生的电磁暴露安全性,使用基于有限元的COMSOL软件进行建模及仿真计算。构建人体头部组织、简易胸腔及心脏的模型,并且在无线充电系统工作频率设置为251 kHz时,得出了以上3个部位中产生的磁感应强度(B)、感应电场强度(E)分布,以及人体头部组织比吸收率(Specific absorptionrate,SAR)值的分布,将结果与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的限值进行比较。结果显示:人体头部中B值最大为0.337μT,占ICNIRP阈值的9.26%;E值最大为0.393 V/m,占ICNIRP阈值的0.45%;心脏部位B值最大为3.118μT,占ICNIRP阈值的85.01%;E值最大为0.278 V/m,占ICNIRP阈值的0.32%;人体头部脑组织中SAR值为3.009×10^(−7)W/kg,远低于ICNIRP制定的公众电磁暴露推荐值。提示心脏起搏器无线充电过程对使用者的健康无明显影响。 展开更多
关键词 COMSOL多物理场 电磁暴露安全评估 无线充电 心脏起搏器 心脏模型
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PDGF与移植心脏慢性排斥反应关系的实验研究
17
作者 方玉松 樊树峰 +1 位作者 宋光民 孙志钢 《山东医药》 CAS 北大核心 2005年第32期51-51,共1页
关键词 慢性排斥反应 移植心脏 PDGF 反应关系 实验研 转化生长因子 移植物动脉硬化 免疫组化SP法 心脏移植模型 器官移植
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心脏建模研究现状及发展趋势 被引量:2
18
作者 庞亚飞 杨明 《中国医疗器械杂志》 CAS 2011年第1期58-63,共6页
心脏建模对于心脏疾病的诊断和治疗具有重要意义。随着生物医学技术、材料及计算机科学的发展,心脏建模仿真在心脏数据的获取、建模方法的研究以及临床应用方面提出了新的要求。该文从几何/解剖学、电生理学和机械动力学角度对心脏模型... 心脏建模对于心脏疾病的诊断和治疗具有重要意义。随着生物医学技术、材料及计算机科学的发展,心脏建模仿真在心脏数据的获取、建模方法的研究以及临床应用方面提出了新的要求。该文从几何/解剖学、电生理学和机械动力学角度对心脏模型进行了介绍,并综合分析了心脏建模中存在的问题及今后的发展趋势。 展开更多
关键词 心脏建模 心脏几何/解剖学模型 心脏电生理模型 心脏机械动力学模型
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反复短暂缺血对心肌细胞的保护作用及其机制的实验探讨
19
作者 郑澄瑜 王树人 《四川生理科学杂志》 1994年第1期20-20,共1页
冠脉痉挛、心绞痛、无痛性心肌缺血是临床常见的病理过程。近年来,人们发现心肌短暂缺血后,心室纤颤的阈值可升高,对其后持续缺血的耐受性也可增强,此现象被称为“preconditioning”(Pc)。作者用大鼠离体心脏模型对反复短暂缺血保护心... 冠脉痉挛、心绞痛、无痛性心肌缺血是临床常见的病理过程。近年来,人们发现心肌短暂缺血后,心室纤颤的阈值可升高,对其后持续缺血的耐受性也可增强,此现象被称为“preconditioning”(Pc)。作者用大鼠离体心脏模型对反复短暂缺血保护心肌的机制进行了初步探讨。 展开更多
关键词 心肌细胞 无痛性心肌缺血 冠脉痉挛 离体心脏模型 心室纤颤 大鼠 复灌 心纹痛 冠脉流量 标志酶
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实习临床医生心的探索
20
作者 Andrew Vandergrift 《世界电子元器件》 2012年第2期49-50,共2页
2006年,伦敦大学学院附属医院心脏病科室的三名临床医生Sue Wright、Andrew Smith以及Bruce Matin分享心得时一致认为,他们感到沮丧的是,目前还没有逼真的人类心脏模型能够用来讲解心脏解剖学。
关键词 临床医生 实习 ANDREW SMITH 伦敦大学 心脏模型 心脏 解剖学
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