| 致谢 | 第6-8页 |
| 摘要 | 第8-10页 |
| Abstract | 第10-11页 |
| 目次 | 第12-17页 |
| 1 引言 | 第17-31页 |
| 1.1 心脏概述 | 第17-19页 |
| 1.1.1 心脏的解剖结构 | 第17页 |
| 1.1.2 心脏的细胞构成 | 第17-18页 |
| 1.1.3 心脏的电传导 | 第18-19页 |
| 1.2 虚拟心脏单细胞模型的研究 | 第19-22页 |
| 1.2.1 心脏单细胞模型的表示方法 | 第19-20页 |
| 1.2.2 窦房结模型的发展 | 第20页 |
| 1.2.3 房室结模型的发展 | 第20-21页 |
| 1.2.4 心房肌细胞模型的发展 | 第21页 |
| 1.2.5 心室肌细胞模型发展 | 第21-22页 |
| 1.2.6 浦肯野细胞模型的发展 | 第22页 |
| 1.3 心脏电传导的数学模型 | 第22-24页 |
| 1.3.1 细胞自动机模型 | 第22-23页 |
| 1.3.2 单域和双域模型 | 第23-24页 |
| 1.4 心脏电生理仿真建模进展 | 第24-27页 |
| 1.4.1 正常心脏的电生理仿真 | 第25页 |
| 1.4.2 心脏的病理仿真建模 | 第25-27页 |
| 1.5 本文的研究意义,目的及方法 | 第27-31页 |
| 1.5.1 选题的意义 | 第27-28页 |
| 1.5.2 本文的目标 | 第28页 |
| 1.5.3 本文的构成及各章节的主要内容 | 第28-31页 |
| 2 虚拟心脏(CARDIOME-CN)解剖结构建模 | 第31-55页 |
| 2.1 人体心脏解剖模型综述 | 第31-36页 |
| 2.2 人体心脏的传导系统建模 | 第36-48页 |
| 2.2.1 窦房结解剖结构 | 第36页 |
| 2.2.2 窦房结的细胞构成 | 第36-37页 |
| 2.2.3 房室结的解剖结构 | 第37-40页 |
| 2.2.4 房室结的细胞构成 | 第40-41页 |
| 2.2.5 左右心房间的传导束 | 第41-44页 |
| 2.2.6 结间束 | 第44-46页 |
| 2.2.7 心室内传导束 | 第46-48页 |
| 2.3 CARDIOME-CN三维心脏解剖模型的构建 | 第48-53页 |
| 2.3.1 数据的采集 | 第48页 |
| 2.3.2 图像分割及腔体轮廓的重建 | 第48-51页 |
| 2.3.3 构建虚拟心脏兴奋传导系统 | 第51-53页 |
| 2.4 各种解剖模型的对比 | 第53-55页 |
| 3 心脏解剖模型的网格划分 | 第55-71页 |
| 3.1 心脏解剖模型的面网格重建 | 第55页 |
| 3.2 MARCHING CUBES方法的基本原理 | 第55-56页 |
| 3.3 MC方法的算法流程 | 第56-59页 |
| 3.3.1 确定包含等值面的体元 | 第56-58页 |
| 3.3.2 求等值面与体元边界的交点 | 第58页 |
| 3.3.3 求等值面的法向量 | 第58-59页 |
| 3.3.5 用MC方法求等值面的算法流程 | 第59页 |
| 3.4 MC方法存在的问题 | 第59-61页 |
| 3.5 面网格的绘制结果 | 第61-62页 |
| 3.6 心脏解剖模型的体网格重建 | 第62-65页 |
| 3.6.1 有限元网格划分基本原则 | 第62-63页 |
| 3.6.2 理论依据和研究方法 | 第63-64页 |
| 3.6.3 算法选择 | 第64-65页 |
| 3.7 DELAUNAY三角形划分网格自动生成方法 | 第65-71页 |
| 3.7.1 约束DELAUNAY四面体网格划分算法概述 | 第65-66页 |
| 3.7.2 约束Delaunay四面体网格划分算法流程 | 第66-67页 |
| 3.7.3 网格优化及网格质量衡量指标 | 第67-68页 |
| 3.7.4 四面体网格划分结果 | 第68-71页 |
| 4 虚拟心脏纤维旋向的构建 | 第71-89页 |
| 4.1 心肌纤维旋向的定义 | 第72-73页 |
| 4.2 心脏纤维旋向数据的获得 | 第73页 |
| 4.3 心肌纤维旋向的配准 | 第73-80页 |
| 4.3.1 迭代最近点算法 | 第73-76页 |
| 4.3.2 K-D树法(K-D TREES) | 第76-78页 |
| 4.3.3 算法初始化和局部极小值 | 第78-80页 |
| 4.3.4 纤维旋向的配准结果 | 第80页 |
| 4.4 心室纤维旋向的构建步骤 | 第80-83页 |
| 4.4.1 利用基于经验的统计数据构建 | 第80-81页 |
| 4.4.2 利用肌丝分离方法构建 | 第81-83页 |
| 4.5 心肌纤维旋向的构建结果 | 第83-89页 |
| 4.5.1 心室纤维走行规律定性描述 | 第83-85页 |
| 4.5.2 心房纤维的走行规律 | 第85页 |
| 4.5.3 旋向数据的定量结果 | 第85-89页 |
| 5 全心脏的电生理仿真 | 第89-103页 |
| 5.1 不同部位单细胞动作电位建模 | 第89-97页 |
| 5.1.1 窦房结动作电位建模 | 第89-92页 |
| 5.1.2 心房肌动作电位建模 | 第92-95页 |
| 5.1.3 心室肌动作电位建模 | 第95-97页 |
| 5.2 心脏组织电兴奋传导的数学建模 | 第97-99页 |
| 5.2.1 单域和双域模型 | 第97-98页 |
| 5.2.2 兴奋扩散模型的数值算法 | 第98-99页 |
| 5.3 全心脏电兴奋传导的仿真结果 | 第99-103页 |
| 6 不同传导路径下的心房电兴奋传导仿真 | 第103-131页 |
| 6.1 房间传导通路及其传导率的设定 | 第103页 |
| 6.2 仿真结果 | 第103-119页 |
| 6.2.1 通过BACHMANN束的双心房传导 | 第104-107页 |
| 6.2.2 通过卵圆窝缘的双心房传导 | 第107-108页 |
| 6.2.3 通过冠状窦的双心房传导 | 第108-112页 |
| 6.2.4 同时通过BACHMANN束和卵圆窝缘的双心房传导 | 第112-113页 |
| 6.2.5 同时通过BACHMANN束和冠状窦的双心房传导 | 第113-115页 |
| 6.2.6 同时通过卵圆窝缘和冠状窦的双心房传导 | 第115-116页 |
| 6.2.7 同时通过BACHMANN束,卵圆窝缘和冠状窦的双心房传导 | 第116-118页 |
| 6.2.8 通过BACHMANN束的各向同性双心房传导 | 第118-119页 |
| 6.3 仿真结果的分析及讨论 | 第119-126页 |
| 6.3.1 右心房的传导 | 第119-121页 |
| 6.3.2 通过BACHMANN束的左心房传导 | 第121-122页 |
| 6.3.3 通过卵圆窝缘的左心房传导 | 第122-123页 |
| 6.3.4 通过冠状窦的左心房传导 | 第123-124页 |
| 6.3.5 通过卵圆窝缘的慢速传导 | 第124页 |
| 6.3.6 各向同性传导和各向异性传导的差异比较 | 第124-126页 |
| 附表 | 第126-131页 |
| 7 房颤的仿真 | 第131-145页 |
| 7.1 房颤概述 | 第131-135页 |
| 7.1.1 心脏在窦性心律和房颤时的电活动 | 第132-133页 |
| 7.1.2 房颤的分类 | 第133-134页 |
| 7.1.3 房颤的症状与影响 | 第134页 |
| 7.1.4 房颤的病理学 | 第134-135页 |
| 7.2 房颤的机制 | 第135-137页 |
| 7.2.1 房颤引发房颤 | 第136页 |
| 7.2.2 组织重构 | 第136-137页 |
| 7.3 房颤的仿真建模 | 第137-142页 |
| 7.3.1 I_(K1)的变化 | 第137-138页 |
| 7.3.2 I_(Cul)的变化 | 第138页 |
| 7.3.3 I_(to)的变化 | 第138-140页 |
| 7.3.4 I_(Na)的变化 | 第140页 |
| 7.3.5 重构细胞的动作电位 | 第140-142页 |
| 7.4 仿真的三维仿真结果 | 第142-145页 |
| 7.4.1 房颤的诱发方式 | 第142页 |
| 7.4.2 仿真结果 | 第142-145页 |
| 8 总结与展望 | 第145-149页 |
| 8.1 本论文的工作总结 | 第145-147页 |
| 8.1.1 虚拟心脏解剖模型的构建 | 第145-146页 |
| 8.1.2 心脏纤维旋向的构建 | 第146页 |
| 8.1.3 心肌细胞动作电位模型库的构建 | 第146页 |
| 8.1.4 对整个心脏电兴奋的仿真 | 第146页 |
| 8.1.5 对心房电传导的详细仿真 | 第146页 |
| 8.1.6 房颤的仿真研究 | 第146-147页 |
| 8.2 本论文的创新点 | 第147-148页 |
| 8.3 展望 | 第148-149页 |
| 参考文献 | 第149-168页 |
| 作者攻读博士学位期间取得的科研成果 | 第168页 |
