Медицина и здравоохранение сегодня

Моделирование насосной функции правой половины сердца

Учебные материалы / Устройство для регистрации ночной остановки дыхания / Моделирование насосной функции правой половины сердца

Электрическая система авторегуляции сердца

Модель авторегуляции сердца (рисунок 4.1) состоит из 5 мультивибраторов с внешним запуском разной частоты и 4 одновибраторов, которые представляют соответствующие части проводящей системы миокарда. Каждый элемент характеризуется своей частотой сокращений: синусно-предсердный (синоатриальный) узел - F = 60 - 80 ударов в минуту; предсердно-жёлудочковый (атриовентрикулярный) узел - F = 40 - 50 [ уд/мин ]; предсердно-желудочковый пучок (пучок Гиса) - F = 30 - 40 [ уд/мин ]; правая и левая ножки пучка Гиса - F = 20 [ уд/мин ]. Связь между частотой сокращений и частотой элементов схемы следующая: f = F/60 [ Гц ].[30]

Так как напряжение на конденсаторе ООС каждого мультивибратора UОС ≤ 0,1 Umax , то экспоненциальную зависимость заряда конденсатора можно рассматривать как пилообразную. Тогда напряжение на конденсаторе ООС каждого мультивибратора можно описать в общем виде следующей приближенной формулой:

Umin + at при Tn < t < T/2 + Tn ,- at при T/2 + Tn <= t <= T(1+ n) , n=0,1,2…

В этой формуле Т =1/f - период , f - частота , а - коэффициент, который рассчитывается по формуле:

a = (Umax - Umin )f

Рисунок 4.1 - Электрическая модель авторегуляции сердца:

- синусно-предсердный (синоатриальный) узел; 2 - предсердно-жёлудочковый (атриовентрикулярный) узел; 3 - предсердно-желудочковый пучок (пучок Гиса); 4 - правая ножка пучка Гиса; 5 - левая ножка пучка Гиса; 6, 7, 8, 9 - преобразователи электрического импульса в силу сокращения миокарда (сократительные кардиомиоциты).

• Разработка расчетной схемы механико-гидравлической системы сердца
• Составление системы уравнений, описывающих процессы функционирования правой половины сердца
• Выбор начальных условий моделирования и цифровых коэффициентов уравнений
• Запись дифференциальных уравнений с учетом выбранных цифровых коэффициентов
• Разработка программного обеспечения моделирования насосной функции правой половины сердца c учетом упругости вен
• Алгоритм программы, реализующий решение системы уравнений, моделирующей насосную функцию правой половины сердца с учетом упругости вен
• Результаты моделирования насосной функции правой половины сердца