失重对人体血液循环系统影响的仿真研究

2结果
　　2.1仿真1G环境下的生理变量ABP变化范围为78~118 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）, LVP为4~116 mmHg, LAP为3~14 mmHg，权威实验资料中ABP为75~117 mmHg, LVP为2~118 mmHg, LAP为2~12 mmHg，且两者波形相似（Fig 1, 2），模型仿真结果与实验数据大体吻合，说明模型有效.
　　2.21G与0G环境下SBP, DBP仿真结果仿真的1G环境下人体SBP为118 mmHg，0G环境下为115 mmHg，变化不大； 1G环境下人体DBP为75 mmHg，0G环境下为58 mmHg，有明显下降的趋势；0G环境下人体脉压比1G环境下大14 mmHg.0G和1G环境下ABP, LVP及LAP的压力时间曲线波形相似（Fig 2, 3）.
　　2.31G, 0G与微重力环境下CVP仿真结果仿真1G环境下人体CVP变化范围为5.821~5.873 cm H2O（1 cm H2O =0.098 kPa），平均为5.847 cm H2O ；微重力（G=0.001G）环境下为9.053~9.137 cm H2O，平均为9.095 cm H2O ；0G环境下为9.055~9.145 cm H2O，平均为9.1 cm H2O. 0.001G与0G环境下CVP平均值分别比1G环境下CVP平均值高3.248 cm H2O 与3.253 cm H2O ，可见失重后CVP有升高的趋势，而0.001G与0G之间的CVP差别不大.1G, 0G与0.001G环境下CVP的压力时间曲线波形相似（Fig  4）.
　　3讨论
 
　　近年来广泛开展了失重对人体血液循环系统影响的仿真研究.  我们所采用的模型属于链式模型范畴，在考虑到系统的输入输出的同时对系统内部按照其自身的结构，结合研究的目的进行细分，这就使建立的模型具有较好的准确度，更接近于实际.实践也证明，链式模型在精度、动态响应方面远优于黑箱理论模型和集总参数模型［4］. 本模型计算速度快，所仿真的实验数据与标准曲线接近，证明了链式模型确实在仿真研究中具有实用性和优越性.
　　在验证模型有效性的基础上，我们模拟了失重后人体血压的变化.仿真结果表明，失重后SBP变化不大，提示失重后心输出量可能改变不大，从而对SBP影响有限.仿真计算出的DBP在失重后明显降低，说明失重后在心输出量变化不大的情况下，心舒张期中血液向外周流动的速度加快，心舒张期末存留在主动脉中的血量减少，使DBP降低，提示外周阻力可能减小. CVP是衡量人体在0G或微重力环境下体液头向转移的一个重要指标，也是持续监测心充盈压唯一可能的手段，它的大小取决于心脏射血能力和静脉回心血量之间的相互关系. CVP与心脏射血能力呈负相关，与静脉回心血量呈正相关. 　 0G时CVP较1G时增加，提示失重后心脏射血能力减弱或静脉回流加快，导致CVP升高，而外周静脉压升高也可能导致同样效果. 近年研究表明， 0G环境中人体实验初期CVP升高，微重力环境下早期未出现CVP升高［5］. 仿真结果表明，0G与微重力环境下，初期的CVP均较1G时升高，而且两者的CVP几乎在同一范围内变化，这与人体实验结果存在矛盾，尚待进一步研究.
　　【参考文献】
　　［1］ 白净. 生理系统仿真［M］. 清华大学出版社，1994:85-115.
　　［2］ 白净. 血液循环系统仿真［M］. 清华大学出版社，1995:134-179.
　　［3］ Jaron D, Moore TW, Bai J. Cardiovascular responses to acceleration stress: A  computer simulation ［M］. Proceedings of the IEEE,  1988;76(6):700-707.
　　［4］ 任挺进，李志刚，谢茂清，等.链式结构模型与多段集总参数模型的比较［J］.清华大学学报，1999:10(39):251-255.
　　Ren TJ，Li ZG, Xie MQ, et al. Comparison study between chain structure model and multisegment model based on lumpedparameter ［J］. J Tsinghua Univ, 1999:10(39):251-255.
　　［5］汪德生,孙磊,向求鲁,等. 模拟失重或微重力条件下中心静脉压变化的研究进展［J］. 航天医学与医学工程，1999；12(6):459-463