用左心室涡流参数评估早期心衰心脏功能的数值模拟与实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902006
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1001.生物固体力学与生物流体力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The pathological process of heart failure is accompanied by the change of interventricular flow field. Abnormal left ventricular vortex is one of cause of left ventricular dysfunction. However, the quantitative relationship between left ventricular vortex and cardiac function is not yet clear. In our preliminary study of dogs, we found that left ventricular vortex is related to cardiac function. Moreover, early heart failure showed normal ventricular anatomic structure by ultrasound, but the formation time and the distribution of ventricular vortex was changed. Therefore, it was assumed that there exists the correlation between the left ventricular vortex and cardiac function and left ventricular vortex has the function of the early evaluation of cardiac function. In this project, we plan to solve these problems in 3 aspects as follows. Firstly, dog chronic heart failure model is established to analysis the distribution of blood flow, left ventricle vortex and cardiac function. Secondly, the numerical simulation is carried out to quantitative study the hemodynamic characteristics of left ventricular and the relationship between left ventricular vortex and cardia function. Thirdly, the early evaluation parameters are proposed accord to the study in patients. As the project finished, the fundamental theory that the early evaluation of heart failure by left ventricular vortex will be established, and it has to be a clinical guidance.
心衰病变过程伴随着心室内部流场的改变。异常的左心室涡流是造成左心室功能障碍的因素之一。然而,左心室涡流参数与心功能参数间的定量关系尚不清楚。我们在犬的预试验发现左心室涡流与心功能有一定关系,并且在早期心衰超声显示心室解剖结构正常的情况下,心室内涡流的形成时间与涡流分布发生了改变,由此假设左心室涡流与心功能具有相关性,并能用于定量评估早期心衰心脏功能。为此,本项目对左心室涡流参数早期评估心衰心脏功能开展研究,第一,利用犬压力负荷慢性心衰模型,对照生理与心衰病理下左心室血流分布以及左心室涡流特性的变化规律;第二,采用数值模拟方法研究心衰病理下定量分析左心室涡流参数与心功能参数之间的关系;第三,通过临床测量左心室涡流参数验证具有评估心功能价值的血流动力学参数。项目的完成可以为血流动力学在心衰早期评估心功能奠定理论基础并提供临床指导。

结项摘要

在项目执行过程中,项目负责人严格按照研究计划开展工作。本项目构建了球囊式导管制备比格犬慢性心力衰竭模型的新方法,同时结合数值计算与临床数据,研究左心室涡流在心衰发生与发展过程的变化规律。研究结果表明,射血分数明显降低与BNP明显升高指示心衰发生,此时前射血时间与射血时间比值PET/ET和Qbs明显升高,心肌细胞排列紊乱伴随肥大,且随着心衰的发生、发展,比格犬左室能量耗散、室壁应力及涡流呈现下降趋势。数值计算结果显示,左心室涡在等容收缩期持续减小且涡强度明显减小,心尖附近区域血液振荡且停滞时间长。临床数据同样证实心衰组对比正常组在能量损失与血流组分等参数有显著性差异,心衰早期心室残余血液已发生改变,与左心室涡流直接相关。综上所述,本项目采用数值模拟、动物实验和临床研究相结合的方法展开左心室涡流参数评估早期心衰心脏功能的研究,初步探明了左心室内血流分布、左心室涡流与心功能变化规律,涡强度、涡持续时间、能量耗散和血液停滞等参数与心功能参数间的关系,为进一步验证左心室涡流参数(能量损失、血流组分)的临床价值提供了基础。本项目的研究结果有望为血流动力学在心衰早期评估心功能方面奠定理论基础并提供临床指导。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Hemodynamic Effect of Pulsatile on Blood Flow Distribution with VA ECMO: A Numerical Study
脉动对 VA ECMO 血流分布的血流动力学影响:一项数值研究
  • DOI:
    10.3390/bioengineering9100487
  • 发表时间:
    2022-09-20
  • 期刊:
    BIOENGINEERING-BASEL
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Kaiyun Gu;Sizhe Gao;Zhe Zhang;Bingyang Ji;Yu Chang
  • 通讯作者:
    Yu Chang

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其他文献

基于心率的主动脉血泵流量控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谷凯云;高斌;常宇
  • 通讯作者:
    常宇
主动脉内血泵的全程滑模控制器设计
  • DOI:
    10.2110/jsr.2011.53
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高斌;谷凯云;常宇;刘有军
  • 通讯作者:
    刘有军
主动脉内血泵的全程滑模控制器设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘有军;谷凯云;常宇;高斌
  • 通讯作者:
    高斌
与人体血液需求量自适应的血泵流量控制算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    北京生物医学工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈宁宁;谷凯云;轩艳姣;常宇
  • 通讯作者:
    常宇
基于主动脉内血泵的集中参数模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谷凯云;高斌;常宇;刘有军
  • 通讯作者:
    刘有军

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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