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基于心脏电生理模型的心律失常机制研究进展 被引量:14
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作者 白杰云 王宽全 张恒贵 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第2期128-140,共13页
揭示发病机制是心律失常诊断、治疗、药物研发和设备设计的关键.整合当前在心脏分子生物学、生物化学、生理学及解剖学方面的最新成果,构建从离子通道、心肌细胞、心肌纤维、心肌组织、心脏器官到躯体各个层次的多尺度多模态心脏电生理... 揭示发病机制是心律失常诊断、治疗、药物研发和设备设计的关键.整合当前在心脏分子生物学、生物化学、生理学及解剖学方面的最新成果,构建从离子通道、心肌细胞、心肌纤维、心肌组织、心脏器官到躯体各个层次的多尺度多模态心脏电生理模型,用于系统研究微观局部变化发生、发展、转化为宏观心律失常表现的过程,将彻底改变传统从基因突变、蛋白质表达、细胞电生理、临床表现单独研究心律失常的方式,实现微观与宏观研究的统一,使心脏电生理模型成为系统研究心律失常发病机制的有力手段.本文综述了心脏电生理模型的构建方法和研究进展,讨论了多尺度心脏电生理模型在揭示心律失常机制研究中的作用和地位,给出了基于心脏电生理模型心律失常研究的挑战和重要发展方向. 展开更多
关键词 系统生物学 生理组学 计算心脏学 虚拟心脏 心律失常 心脏电生理模型 建模与仿真
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一种新的心肌细胞电生理模型的描述方法 被引量:1
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作者 杜佳菲 王宽全 袁永峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期268-270,共3页
心肌细胞电生理模型是心脏仿真研究的基础工具,现有的模型描述方法存在着通用性、兼容性差的问题。应用CellML语言描述心肌细胞电生理模型,可以有效地解决以上的问题,该文介绍了CellML语言的结构,描述了心肌细胞电生理模型以及该模型在... 心肌细胞电生理模型是心脏仿真研究的基础工具,现有的模型描述方法存在着通用性、兼容性差的问题。应用CellML语言描述心肌细胞电生理模型,可以有效地解决以上的问题,该文介绍了CellML语言的结构,描述了心肌细胞电生理模型以及该模型在心肌细胞仿真中的实验结果。 展开更多
关键词 心脏仿真 心肌细胞 电生理模型 CellML
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神经元电生理模型的建模方法
3
作者 任玉强 柴新禹 +1 位作者 任秋实 李丽明 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期787-795,共9页
建立神经元电生理模型是神经科学研究中的一个重要组成部分。神经元电生理模型是从已知的生物物理学数据出发模拟神经元的结构及功能,研究神经元的电生理学特性及信息编码功能。文中对从单个神经元建模到神经元网络建模的方法进行了介绍... 建立神经元电生理模型是神经科学研究中的一个重要组成部分。神经元电生理模型是从已知的生物物理学数据出发模拟神经元的结构及功能,研究神经元的电生理学特性及信息编码功能。文中对从单个神经元建模到神经元网络建模的方法进行了介绍,并讨论了相关方法的研究进展以及常用建模工具。 展开更多
关键词 神经元 电生理模型 建模方法 建模工具
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基于人工智能的生成式心电数据增强方法研究综述
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作者 韩闯 付瑞雪 +1 位作者 周钰森 阙文戈 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第16期64-75,共12页
基于心电图的心血管疾病智能诊断依赖于高质量数据,但患者隐私保护、高质量心电数据稀缺及类别不平衡是其面临的主要挑战,心电数据增强被广泛用于解决这些问题。介绍了常用的数据库和质量评价指标;回顾了生成对抗网络、数学拟合模型、... 基于心电图的心血管疾病智能诊断依赖于高质量数据,但患者隐私保护、高质量心电数据稀缺及类别不平衡是其面临的主要挑战,心电数据增强被广泛用于解决这些问题。介绍了常用的数据库和质量评价指标;回顾了生成对抗网络、数学拟合模型、心脏电生理模型、变分自编码器和扩散模型五种生成式心电数据增强方法;对比分析了不同方法对应的评估指标与实验结果、数据库、生成心电图导联数和模型输入,以及不同模型的优缺点和应用场景,结果表明生成对抗网络是最常用的心电数据增强模型,改进的扩散模型正成为心电数据增强的研究热点,心脏电生理模型适合用于提升可解释性;展望了未来研究方向,包括生成ECG生理真实性与临床相关性的加强,模型稳定性与多样性的协同提升,轻量化与边缘计算的定向适配,可解释生成和临床决策的结合。 展开更多
关键词 数据增强 生成对抗网络 心脏电生理模型 扩散模型
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心室肌细胞电生理-力学复合模型在心力衰竭中的仿真研究
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作者 张宇 夏灵 窦建洪 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期724-729,745,共7页
目的:研究心力衰竭情况下快速收缩心肌和慢速收缩心肌力学特性的变化及其对心脏电生理的影响。方法:基于心衰心肌生理实验数据建立心室肌细胞电生理-力学复合模型,仿真对比正常和心衰肌细胞内钙离子浓度的变化,进而研究其对细胞收缩力... 目的:研究心力衰竭情况下快速收缩心肌和慢速收缩心肌力学特性的变化及其对心脏电生理的影响。方法:基于心衰心肌生理实验数据建立心室肌细胞电生理-力学复合模型,仿真对比正常和心衰肌细胞内钙离子浓度的变化,进而研究其对细胞收缩力学特性的影响。结果:仿真显示与正常细胞相比,心衰肌细胞电生理特性的变化导致细胞内钙离子浓度降低。进而与肌钙蛋白的钙结合亚单位(TnC)结合的钙离子比正常时大大减小,直接导致细胞收缩力减小。结论:心衰时心室肌细胞的收缩力减小,肌细胞中正常的电力学反馈作用减弱,增大了心室壁细胞动作电位的透壁梯度,从而可能诱发心律失常。仿真结果与文献报道的实验发现一致,将来在组织和器官层次上的心脏建模工作可以整合单细胞的电力学模型,有助于深入研究心力衰竭的病理机制。 展开更多
关键词 心力衰竭 生理-力学细胞模型 心脏功能 动作
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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
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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 生理-力学动态心脏模型 有限元法 心肌缺血
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