CN103366072B - 一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法 - Google Patents

Abstract

一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法，涉及心血管***。一、根据血液动力学参数和电路参数之间的等效关系，建立与肺循环***、体循环***、左心循环***、右心循环***等效的四腔室集总参数心血管动态电路模型；二、根据步骤一建立的电路模型，用状态变量分析法分析建立的动态电路，对电路中相关节点建立相应的状态方程；三、根据仿真的需求，设置步骤一、步骤二中的相应参数，并根据步骤一设置的电路模型以及步骤二设置的状态方程，进行求解状态方程得到电路中个结点时间曲线图；四、对步骤三得到的Q_M进行计算，得到二尖瓣关闭不全时血液返流量V_RM、二尖瓣前向输出量V_FM以及二尖瓣容积V_M。

Description

一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法

技术领域

本发明涉及心血管***，尤其是涉及一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法。

背景技术

二尖瓣关闭不全是心血管疾病中常见的病理现象之一，其成因是二尖瓣在心脏收缩期不能正常关闭，血液从左心室流向主动脉的同时有一部分从左心室返流回左心房。二尖瓣关闭不全会产生血液返流，从而引起左心室扩张以及左心室功能障碍，严重时甚至会引发心力衰竭以致死亡。研究二尖瓣关闭不全时的血液返流情况，尤其是不同程度的关闭不全对血液返流的影响，对于二尖瓣临床修复和瓣膜置换手术有着重要的指导意义。

目前对人体二尖瓣返流情况的分析大都是利用彩色多普勒超声心动图来评估二尖瓣关闭不全的程度，这种方法过多地依赖于医生和操作者的经验，具有一定的主观性（邱峻蔚，孙锟.二尖瓣反流程度影像学评估方法研究进展[J].中国介入影像与治疗学，2010，7(2):203-206），而且该方法仅能测量某个体的实际情况，由于伦理道德的约束，很多实验不能直接在人体身上进行，无法实现不同程度的病变情况，因此无法进一步研究其内在规律。也有采用动物实验方法进行研究，但是由于动物和人存在差异，动物模型实验方法不能完全反映出人体的特征（孙静，二尖瓣反流连续多普勒频谱评估左室松弛时间常数的动物实验研究[D].中国人民解放军军医进修学院，硕士学位论文，2012）。也有学者通过物理仿真的方法，采用机械装置、传感器等建立物理实物模型模拟人体心脏活动状态（闫翾宇，心脏动态建模仿真与模拟装置研究，上海交通大学，硕士学位论文，2011），但建立这种实物模型费时、费力，模型的参数不易调整，建立的模型与实际人体生理特征也存在差异。随着计算机技术的发展，有学者采用数字仿真的方式，即根据血液动力学参数和电路参数之间的等效关系，建立等效的电路模型、数学模型，在计算机上模拟人体心血管***的运行状态。采用数字仿真方法具有省时、省力、费用低、模型参数便于调整，可以实现极端情况下的实验等优点，便于研究其内在规律。但目前这些方法大都是对人体心血管***正常情况进行模拟仿真，也有学者对二尖瓣关闭不全情况进行模拟仿真（邓敏，二尖瓣反流的超声成像模拟[D]，四川大学，硕士学位论文，2006；张建，二尖瓣偏心反流定量计算的超声模拟研究[D]，四川大学，硕士学位论文，2007）。但在这些针对二尖瓣关闭不全的仿真方法中，存在以下不足之处：

1）目前的二尖瓣关闭不全仿真方法并没有将肺循环***、体循环***和心脏循环***三个循环***耦合起来。由于肺循环、体循环、心脏循环***对二尖瓣返流都会产生影响，因此分析二尖瓣返流时需考虑这三个循环***的影响。若仅考虑心脏循环***，对二尖瓣返流的仿真计算将会产生较大误差。

2）目前的二尖瓣关闭不全仿真方法不能定量的仿真不同程度二尖瓣关闭不全情况，仅仅能仿真“存在”或者“不存在”二尖瓣关闭不全现象。由于临床上存在不同程度的二尖瓣关闭不全现象，因此对不同程度的二尖瓣关闭不全需要用一个可以连续变化、可以定量表示的方法来进行仿真，才能更加接近实际现象。

3）目前的二尖瓣关闭不全仿真方法仅仿真了血液返流情况，而不能测量左心室压、左心室容积、左心房压、左心房容积、肺静脉压、二尖瓣流量、二尖瓣容积等相关生理参数的变化。这些生理参数对二尖瓣关闭不全的研究也具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有二尖瓣关闭不全仿真方法的不足，提供可考虑肺循环***、体循环***和心脏循环***对二尖瓣返流的影响，定量的仿真不同程度二尖瓣关闭不全情况，精确计算血液返流以及其他相关生理参数情况，从而为二尖瓣关闭不全的研究提供帮助的一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法。

本发明包括以下步骤：

一、根据血液动力学参数和电路参数之间的等效关系，建立与肺循环***、体循环***、左心循环***、右心循环***等效的四腔室集总参数心血管动态电路模型；

在步骤一中，

所述与左心循环***等效的电路模块M_LH由以下方式构成：电阻R_M一端接于P_LA节点，电阻R_M另一端与二极管D_M正极串联，二极管D_M负极接于P_LV节点；P_LA节点、P_LV节点分别通过时变倒电容E_LA(t)与E_LV(t)接地；

所述与体循环***等效的电路模块M_T由以下方式构成：电阻R_AP的一端接于P_AP节点，电阻R_AP的另一端与电感L_AP串联，电感L_AP的另一端与电阻R_AD连接于P_AD节点，电阻R_AD的另一端连接于P_VC节点；电路中P_AP节点、P_AD节点、P_PV节点这三点分别通过电容C_AP、C_AD、C_PVC接地；

所述与肺循环***等效的电路模块M_F由以下方式构成：电阻R_PA的一端接于P_PA节点，电阻R_PA的另一端与电感L_PA串联，电感L_PA的另一端与电阻R_PP连接于P_PP节点，电阻R_PP的另一端连接于P_PV节点；电路中P_PA节点、P_PP节点、P_PV节点这三点分别通过电容C_PA、C_PP、C_PV接地；

所述与右心循环***等效的电路模块M_RH由以下方式构成：电阻R_T一端接于P_RA节点，电阻R_T另一端与二极管D_T正极串联，二极管D_T负极接于P_RV节点；P_RA节点、P_RV节点分别通过时变倒电容E_RA(t)与E_RV(t)接地；

所述电路模块M_LH接电阻R_A一端，电阻R_A另一端与二极管D_A正极串联，二极管D_A负极和电路模块M_T相连；电阻R_VC一端接于电路模块M_T，电阻R_VC另一端接于电路模块M_RH；电路模块M_RH接电阻R_PT一端，电阻R_PT另一端与二极管D_PT正极串联，二极管D_PT负极和电路模块M_F相连；电路模块M_F接电阻R_PV一端，电阻R_PV另一端接电路模块M_LH；

电路中各个元器件的含义以及表示的仿真生理意义如表1所示；

表1

符号	仿真生理意义	实际物理元件
			RM	二尖瓣特征阻抗	电阻
RA	主动脉瓣特征阻抗	电阻
			RT	三尖瓣特征阻抗	电阻
RPT	肺动脉瓣特征阻抗	电阻
			RAP	主动脉近心端特征阻抗	电阻2 -->
CAP	主动脉近心端血流顺应性	电容
			LAP	主动脉近心端血流惯性	电感
RAD	主动脉远心端特征阻抗	电阻
			CAD	主动脉远心端血流顺应性	电容
RVC	腔静脉特征阻抗	电阻
			CVC	腔静脉血流惯性	电容
RPA	肺动脉近心端特征阻抗	电阻
			CPA	肺动脉近心端血流顺应性	电容
LPA	肺动脉近心端血流惯性	电感
			RPP	肺动脉远心端特征阻抗	电阻
CPP	肺动脉远心端血流顺应性	电容
			RPV	肺静脉特征阻抗	电阻
CPV	肺静脉血流惯性	电容
			ERV(t)	右心室时变弹性函数	时变倒电容
ERA(t)	右心房时变弹性函数	时变倒电容
			ELV(t)	左心室时变弹性函数	时变倒电容
ELA(t)	左心房时变弹性函数	时变倒电容
			DA	主动脉瓣开关状态	二极管
DT	三尖瓣开关状态	二极管
			DPT	肺动脉瓣开关状态	二极管
DM	二尖瓣关闭不全程度	二极管

电路中的E_RV(t)、E_RA(t)、E_LV(t)、E_LA(t)时变倒电容分别用以下时变弹性函数表示：

（1）E_LA(t)处的时变弹性函数为：

E_LA(t)＝E_minLA+(E_maxLA-E_minLA)×En(t)

其中：

E_maxLA表示左心房时变弹性函数最大取值，

E_minLA表示左心房时变弹性函数最小取值，

En(t)用如下公式表示：

其中：t表示时间变量，T表示心动周期，T_ac表示心房收缩开始时间、T_acp表示心房收缩持续时间，T_ar表示心房舒张开始时间、T_arp表示心房主动舒张持续时间；

（2）E_RA(t)处的时变弹性函数为：

E_RA(t)＝E_minRA+(E_maxRA-E_minRA)×En(t)

其中：

E_maxRA表示右心房时变弹性函数最大取值，

E_minRA表示右心房时变弹性函数最小取值，

En(t)的表示方法同上所示，即用式（1）表示；

（3）E_RV(t)处的时变弹性函数为：

E_RV(t)＝E_minRV+(E_maxRV-E_minRV)×En(t)

其中：

E_maxRV表示右心室时变弹性函数最大取值，

E_minRV表示右心室时变弹性函数最小取值，

En(t)用如下公式表示：

其中：

t表示时间变量，T表示心动周期，T_d表示心室收缩时间；

（4）E_LV(t)处的时变弹性函数为：

E_LV(t)＝E_minLV+(E_maxLV-E_minLV)×En(t)

其中：

E_maxLV表示左心室时变弹性函数最大取值，

E_minLV表示左心室时变弹性函数最小取值，

En(t)的表示方法同上所示，即用式（2）表示；

（5）电路中D_M的取值为：

$D_M=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{\&Delta;P}\&GreaterEqual;0\\ 0~1,\mathrm{\&Delta;P}<0\end{array}\right.$

ΔP表示为P_LA与P_LV处的电压差，

当ΔP＜0时，0≤D_M<1，D_M表示二尖瓣关闭不全程度，是一个可以连续变化、可以定量表示参数，当D_M等于0时表示不存在二尖瓣关闭不全病变的正常生理状态，D_M的值越大表示二尖瓣关闭不全程度越严重。

二、根据步骤一建立的电路模型，用状态变量分析法分析建立的动态电路，对电路中相关节点按照以下公式建立相应的状态方程；

$(P_{\mathrm{LV}}-P_{\mathrm{AP}})D_A/R_A=Q_{\mathrm{AP}}+C_{\mathrm{AP}}\frac{d{P}_{\mathrm{AP}}}{\mathrm{dt}}$

$P_{\mathrm{AP}}-P_{\mathrm{AD}}=L_{\mathrm{AP}}\frac{d{Q}_{\mathrm{AP}}}{\mathrm{dt}}+Q_{\mathrm{AP}}{R}_{\mathrm{AP}}$

$Q_{\mathrm{AP}}=(P_{\mathrm{AD}}-P_{\mathrm{VC}})/R_{\mathrm{AD}}+C_{\mathrm{AD}}\frac{d{P}_{\mathrm{AD}}}{\mathrm{dt}}$

$(P_{\mathrm{AD}}-P_{\mathrm{VC}})/R_{\mathrm{AD}}=C_{\mathrm{VC}}\frac{d{P}_{\mathrm{VC}}}{\mathrm{dt}}+\frac{P_{\mathrm{VC}}-P_{\mathrm{RA}}}{R_{\mathrm{VC}}}$

$(P_{\mathrm{RV}}-P_{\mathrm{PA}})D_{\mathrm{PT}}/R_{\mathrm{PT}}=C_{\mathrm{PA}}\frac{d{P}_{\mathrm{PA}}}{\mathrm{dt}}+Q_{\mathrm{PA}}$

$P_{\mathrm{PA}}-P_{\mathrm{PP}}=Q_{\mathrm{PA}}{R}_{\mathrm{PA}}+L_{\mathrm{PA}}\frac{d{Q}_{\mathrm{PA}}}{\mathrm{dt}}$

$Q_{\mathrm{PA}}=C_{\mathrm{PP}}\frac{d{P}_{\mathrm{PP}}}{\mathrm{dt}}+(P_{\mathrm{PP}}-P_{\mathrm{PV}})/R_{\mathrm{PP}}$

$(P_{\mathrm{PP}}-P_{\mathrm{PV}})/R_{\mathrm{PP}}=C_{\mathrm{PV}}\frac{d{P}_{\mathrm{PV}}}{\mathrm{dt}}+(P_{\mathrm{PV}}-P_{\mathrm{LA}})/R_{\mathrm{PV}};$

三、根据仿真的需求，设置步骤一、步骤二中的相应参数，并根据步骤一设置的电路模型以及步骤二设置的状态方程，进行求解状态方程得到电路中个结点时间曲线图；所需设置的参数及其表示的含义如表2所示，电路中个结点的时间曲线图表示含义如表3所示。

表2

符号	仿真生理意义
		RM	二尖瓣特征阻抗
RA	主动脉瓣特征阻抗
		RT	三尖瓣特征阻抗
RPT	肺动脉瓣特征阻抗
		RAP	主动脉近心端特征阻抗
CAP	主动脉近心端血流顺应性
		LAP	主动脉近心端血流惯性
RAD	主动脉远心端特征阻抗
		CAD	主动脉远心端血流顺应性
RVC	腔静脉特征阻抗
		CVC	腔静脉血流惯性g
RPA	肺动脉近心端特征阻抗
		CPA	肺动脉近心端血流顺应性
LPA	肺动脉近心端血流惯性
		RPP	肺动脉远心端特征阻抗
CPP	肺动脉远心端血流顺应性
		RPV	肺静脉特征阻抗
CPV	肺静脉血流惯性g
		T	心动周期
Td	心室收缩时间
		Tac	心房收缩开始时间
Tacp	心房收缩持续时间
		Tar	心房舒张开始时间
Tarp	心房主动舒张持续时间5 -->
		EminLA	左心室时变弹性函数最小取值
EmaxLA	左心室时变弹性函数最大取值
		EminRA	右心室时变弹性函数最小取值
EmaxRA	右心室时变弹性函数最大取值
		EminLV	左心房时变弹性函数最小取值
EmaxLV	左心房时变弹性函数最大取值
		EminRV	右心房时变弹性函数最小取值
EmaxRV	右心房时变弹性函数最大取值
		DM	二尖瓣关闭不全程度

表3

结点符号	仿真生理意义
		PLV	左心室压
PLA	左心房压
		PAP	主动脉压
VLV	左心房容积
		VLA	左心室容积
PPV	肺静脉压
		QM	二尖瓣流量

四、对步骤三得到的Q_M按照如下公式进行计算，得到二尖瓣关闭不全时血液返流量V_RM、二尖瓣前向输出量V_FM以及二尖瓣容积V_M，

$V_{\mathrm{RM}}=-{\&Integral;}_{T_0+T_d}^{T_0+T}{Q}_M\left(t\right)\mathrm{dt},T_0+T_d\&le;t\&le;T_0+T$

$V_{\mathrm{FM}}={\&Integral;}_{T_0}^{T_0+T_d}{Q}_M\left(t\right)\mathrm{dt},T_0\&le;t\&le;T_0+T_d$

$V_M={\&Integral;}_{T_0}^{T_0+T}{Q}_M\left(t\right)\mathrm{dt},T_0\&le;t\&le;T_0+T$

式中T₀表示任一心动周期的开始时间，T表示心动周期。

本发明提出的一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法，替代实物物理模型，可以动态实时观察仿真结果，这种方法缩短实验时间，降低费用，增强实验的灵活性和安全性，能够模拟一些在人体、动物以及实物物理模型上无法产生的现象。本发明提出的二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法克服了现有方法的不足之处，结合了肺循环***、体循环***和心脏循环***三个***，可以连续变化、定量表示二尖瓣关闭不全程度，可以精确计算血液返流以及其他相关生理参数情况，对临床研究二尖瓣关闭不全具有重要指导意义。

附图说明

图1为本发明实施例的包含肺循环***、体循环***和心脏循环***的四腔室集总参数心血管电路模型。

图2为左心室压时间曲线仿真结果图。

图3为左心室容积时间曲线仿真结果图。

图4为左心房压时间曲线仿真结果图。

图5为左心房容积时间曲线仿真结果图。

图6为肺静脉压时间曲线仿真结果图。

图7为二尖瓣流量时间曲线仿真结果图。

图8为二尖瓣容积时间曲线仿真结果图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明做进一步说明。

本发明实施例的具体步骤如下：

步骤一、

按照图1建立四腔室集总参数心血管动态电路模型，电路中各个元器件的含义以及表示的仿真生理意义如表1所示。

步骤二、

根据步骤一建立的电路模型，用状态变量分析法分析建立的动态电路，对电路中相关节点按照说明书中公式建立相应的状态方程。

步骤三、设置相应参数（详见表4）并求解状态方程，其中D_M的值按照如下公式，表示仿真中度二尖瓣关闭不全情况。

$D_M=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{\&Delta;P}\&GreaterEqual;0\\ 0.01,\mathrm{\&Delta;P}<0\end{array}\right.$

表4

参数	取值
		RM	0.007mmHg*s/ml
RA	0.01mmHg*s/ml
		RT	0.007mmHg*s/ml
RPT	0.01mmHg*s/ml
		RAP	0.230mmHg*s/ml
CAP	1.800ml/mmHg
		LAP	0.014mmHg*s2/ml
RAD	1.000mmHg*s/ml
		CAD	0.140ml/mmHg
RVC	0.0368mmHg*s/ml
		CVC	2.5181ml/mmHg
RPA	0.023mmHg*s/ml
		CPA	5.000ml/mmHg
LPA	0.0018mmHg*s2/ml
		RPP	0.100mmHg*s/ml
CPP	5.800ml/mmHg7 -->
		RPV	0.0056mmHg*s/ml
CPV	25.00ml/mmHg
		EminLA	0.15mmHg/ml
EmaxLA	0.25mmHg/ml
		EminRA	0.15mmHg/ml
EmaxRA	0.25mmHg/ml
		EminLV	0.06mmHg/ml
EmaxLV	3mmHg/ml
		EminRV	0.06mmHg/ml
EmaxRV	1mmHg/ml
		T	0.8
Tac	0.69
		Tacp	0.10
Tar	0.79
		Tarp	0.10

采用四阶龙格库塔法对状态方程的求解。得到主要状态变量（P_LV、V_LV、P_LA、V_LA、P_PV）的时间曲线图，如图2～6。

步骤四、对步骤三得到的Q_M按照如说明书中的公式行计算，得到二尖瓣关闭不全时血液返流量V_RM、二尖瓣前向输出量V_FM以及二尖瓣容积V_M。

结果如图7和8。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明专利技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法，其特征在于包括以下步骤：

一、根据血液动力学参数和电路参数之间的等效关系，建立与肺循环***、体循环***、左心循环***、右心循环***等效的四腔室集总参数心血管动态电路模型；所述与左心循环***等效的电路模块M_LH由以下方式构成：电阻R_M一端接于P_LA节点，电阻R_M另一端与二极管D_M正极串联，二极管D_M负极接于P_LV节点；P_LA节点、P_LV节点分别通过时变倒电容E_LA(t)与E_LV(t)接地；所述与体循环***等效的电路模块M_T由以下方式构成：电阻R_AP的一端接于P_AP节点，电阻R_AP的另一端与电感L_AP串联，电感L_AP的另一端与电阻R_AD连接于P_AD节点，电阻R_AD的另一端连接于P_VC节点；电路中P_AP节点、P_AD节点、P_PV节点这三点分别通过电容C_AP、C_AD、C_PVC接地；所述与肺循环***等效的电路模块M_F由以下方式构成：电阻R_PA的一端接于P_PA节点，电阻R_PA的另一端与电感L_PA串联，电感L_PA的另一端与电阻R_PP连接于P_PP节点，电阻R_PP的另一端连接于P_PV节点；电路中P_PA节点、P_PP节点、P_PV节点这三点分别通过电容C_PA、C_PP、C_PV接地；所述与右心循环***等效的电路模块M_RH由以下方式构成：电阻R_T一端接于P_RA节点，电阻R_T另一端与二极管D_T正极串联，二极管D_T负极接于P_RV节点；P_RA节点、P_RV节点分别通过时变倒电容E_RA(t)与E_RV(t)接地；

二、根据步骤一建立的电路模型，用状态变量分析法分析建立的动态电路，对电路中相关节点建立相应的状态方程；

三、根据仿真的需求，设置步骤一、步骤二中的相应参数，并根据步骤一设置的电路模型以及步骤二设置的状态方程，进行求解状态方程得到电路中个结点时间曲线图；

四、对步骤三得到的二尖瓣流量Q_M按照以下公式计算：

$V_{RM}=-{\&Integral;}_{T_0+T_d}^{T_0+T}{Q}_M\left(t\right)dt,T_0+T_d\&le;t\&le;T_0+T$

$V_{FM}={\&Integral;}_{T_0}^{T_0+T_d}{Q}_M\left(t\right)dt,T_0\&le;t\&le;T_0+T_d$

$V_M={\&Integral;}_{T_0}^{T_0+T}{Q}_M\left(t\right)dt,T_0\&le;t\&le;T_0+T$

式中T₀表示任一心动周期的开始时间，T表示心动周期，得到二尖瓣关闭不全时血液返流量V_RM、二尖瓣前向输出量V_FM以及二尖瓣容积V_M。

2.如权利要求1所述一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法，其特征在于在步骤一中，所述电路模块M_LH接电阻R_A一端，电阻R_A另一端与二极管D_A正极串联，二极管D_A负极和电路模块M_T相连；电阻R_VC一端接于电路模块M_T，电阻R_VC另一端接于电路模块M_RH；电路模块M_RH接电阻R_PT一端，电阻R_PT另一端与二极管D_PT正极串联，二极管D_PT负极和电路模块M_F相连；电路模块M_F接电阻R_PV一端，电阻R_PV另一端接电路模块M_LH；

电路中的E_RV(t)、E_RA(t)、E_LV(t)、E_LA(t)时变倒电容分别用以下时变弹性函数表示：

(1)E_LA(t)处的时变弹性函数为：

E_LA(t)＝E_minLA+(E_maxLA-E_minLA)×En(t)

其中：

E_maxLA表示左心房时变弹性函数最大取值，

E_minLA表示左心房时变弹性函数最小取值，

En(t)用如下公式表示：

其中：t表示时间变量，T表示心动周期，T_ac表示心房收缩开始时间、T_acp表示心房收缩持续时间，T_ar表示心房舒张开始时间、T_arp表示心房主动舒张持续时间；

(2)E_RA(t)处的时变弹性函数为：

E_RA(t)＝E_minRA+(E_maxRA-E_minRA)×En(t)

其中：

E_maxRA表示右心房时变弹性函数最大取值，

E_minRA表示右心房时变弹性函数最小取值，

En(t)的表示方法同上所示，即用式(1)表示；

(3)E_RV(t)处的时变弹性函数为：

E_RV(t)＝E_minRV+(E_maxRV-E_minRV)×En(t)

其中：

E_maxRV表示右心室时变弹性函数最大取值，

E_minRV表示右心室时变弹性函数最小取值，

En(t)用如下公式表示：

其中：

t表示时间变量，T表示心动周期，T_d表示心室收缩时间；

(4)E_LV(t)处的时变弹性函数为：

E_LV(t)＝E_minLV+(E_maxLV-E_minLV)×En(t)

其中：

E_maxLV表示左心室时变弹性函数最大取值，

E_minLV表示左心室时变弹性函数最小取值，

En(t)的表示方法同上所示，即用式(2)表示；

(5)电路中D_M的取值为：

$D_M=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{\&Delta;}P\&GreaterEqual;0\\ 0~1,\mathrm{\&Delta;}P<0\end{array}\right.$

ΔP表示为P_LA与P_LV处的电压差，

当ΔP＜0时，0≤D_M<1，D_M表示二尖瓣关闭不全程度，是一个可以连续变化、可以定量表示参数，当D_M等于0时表示不存在二尖瓣关闭不全病变的正常生理状态，D_M的值越大表示二尖瓣关闭不全程度越严重。

3.如权利要求1所述一种二尖瓣关闭不全血液返流的数字仿真方法，其特征在于在步骤二中，所述建立相应的状态方程按照以下公式建立：

$(P_{LV}-P_{AP})D_A/R_A=Q_{AP}+C_{AP}\frac{{\mathrm{dP}}_{AP}}{dt}$

$P_{AP}-P_{AD}=L_{AP}\frac{{\mathrm{dQ}}_{AP}}{dt}+Q_{AP}{R}_{AP}$

$Q_{AP}=(P_{AD}-P_{VC})/R_{AD}+C_{AD}\frac{{\mathrm{dP}}_{AD}}{dt}$

$(P_{AD}-P_{VC})/R_{AD}=C_{VC}\frac{{\mathrm{dP}}_{VC}}{dt}+\frac{P_{VC}-P_{RA}}{R_{VC}}$

$(P_{RV}-P_{PA})D_{PT}/R_{PT}=C_{PA}\frac{{\mathrm{dP}}_{PA}}{dt}+Q_{PA}$

$P_{PA}-P_{PP}=Q_{PA}{R}_{PA}+L_{PA}\frac{{\mathrm{dQ}}_{PA}}{dt}$

$Q_{PA}=C_{PP}\frac{{\mathrm{dP}}_{PP}}{dt}+(P_{PP}-P_{PV})/R_{PP}$

$(P_{PP}-P_{PV})/R_{PP}=C_{PV}\frac{{\mathrm{dP}}_{PV}}{dt}+(P_{PV}-P_{LA})/R_{PV}$

Q_M表示通过二尖瓣的血流量，Q_M＝(P_LA-P_LV)/R_M·D_M式中各个变量表示的仿真生理意义为：R_M表示二尖瓣特征阻抗，D_M表示二尖瓣关闭不全程度，P_LA表示左心房压、P_LV表示左心室压；

符号 仿真生理意义 R_A 主动脉瓣特征阻抗 R_PT 肺动脉瓣特征阻抗 R_AP 主动脉近心端特征阻抗 C_AP 主动脉近心端血流顺应性 L_AP 主动脉近心端血流惯性 R_AD 主动脉远心端特征阻抗 C_AD 主动脉远心端血流顺应性 R_VC 腔静脉特征阻抗 C_VC 腔静脉血流惯性g R_PA 肺动脉近心端特征阻抗 C_PA 肺动脉近心端血流顺应性 L_PA 肺动脉近心端血流惯性 R_PP 肺动脉远心端特征阻抗 C_PP 肺动脉远心端血流顺应性 R_PV 肺静脉特征阻抗

C_PV 肺静脉血流惯性g P_LV 左心室压 P_LA 左心房压 P_AP 主动脉压 P_PV 肺静脉压 D_A 主动脉瓣开关状态 D_PT 肺动脉瓣开关状态 Q_AP 通过主动脉近心端的血流量 Q_PA 通过肺动脉的血流量 P_AD 主动脉远心端压力 P_VC 腔静脉压力 P_RA 右心房压 P_RV 右心室压 P_PA 肺动脉压 P_PP 肺外周血管压

式中各个变量表示的仿真生理意义如上表所示。