شبیه سازی سیستم کاردیووسکولار و مطالعه تغییرات حجم و فشار خون در فرکانسهای مختلف

این مقاله یک مدل عددی از سیستم قلب و عروق انسان را ارائه می دهد. مدل با استفاده از روابط ریاضی حاکم بر سیستم قلب و عروق، شبیه سازی را انجام می دهد. در این مدل سیستم قلب و عروق به چندین قسمت تقسیم شده و رفتار هر تکه از رگ با خواص الاستیسیته، مقاومت و اینرسی خون داخل رگ شبیه سازی شده است. تغییرات قدرت پمپ کنندگی بطنها (انقباض عضلات بطن‌ها) به صورت توابع نیم سینوسی در نظر گرفته شده است. پس از تکمیل مدل، معادلات حاکم بر سیستم استخراج شده که در نهایت 34 معادله دیفرانسیلی به دست آمده است. این معادلات شامل محاسبه مقادیر دبی، حجم و فشار خون در بخش های مختلف قلب و عروق می باشند که با یکدیگر کوپل بوده و باید همزمان حل شوند. حل معادلات حاکم بر سیستم توسط نرم افزار (MATLAB (SIMULINK و به روش Runge_Kutta انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از مدل با مقادیر فیزیولوژیکی تطابق قابل قبولی دارد. مدل فوق قادر است به ازاء تعداد ضربان های مختلف قلب شبیه سازی را انجام دهد که در این مقاله تأثیر فرکانس های مختلف بر عملکرد قلب نیز نشان داده شده است. مدل توانایی شبیه سازی بیماری های مختلفی را دارد که در این مقاله فقط بیماری VSD مدل شده است.

Keywords:

شبیه‌سازی , سیستم قلب و عروق , مدل ریاضی , بیماری VSD , نرم افزار MATLAB