《心臟的多形態耦合與層級級聯計算可視化方法的研究》是依託山東大學，由楊飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：心臟的多形態耦合與層級級聯計算可視化方法的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊飛
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
心臟計算可視化對心臟實驗數據和數學模型加以分析和處理，並將結果以視覺感知的方式表現出來，以揭示正常和病理條件下心臟的生物物理特性。當前心臟計算可視化聚焦於單形態單層級心臟的結構與功能可視化，缺少對心臟複雜的綜合功能現象的分析和表現。為了更深入地理解目前靠生理實驗及臨床手段無法洞察的心臟內部三維空間的耦合功能運行機制，本課題創新性地擬開展心臟多形態耦合與層級級聯計算可視化方法的研究，綜合運用心臟解剖學和計算生物學，建立心臟解剖結構、纖維刺激導向及動態興奮傳導多個形態的耦合關聯，捕捉形態之間的耦合信息，揭示出通過多態耦合才能呈現出的心臟綜合活動特徵；將心臟從細胞到器官各級進行層級關聯，可視化出各層級的區域空間相互對應的生物物理現象，揭示心臟器官的巨觀功能現象在微觀細胞級別的活動根源。本研究為觀察並深入理解心臟生物物理活動現象以及心臟疾病的預防、治療與藥物設計提供一個更為有效的研究手段和依據。
結題摘要
本課題主要研究心臟的多形態及多個層級的綜合計算可視化方法，為心臟研究者和醫學人員觀察並深入理解心臟生物物理活動現象，以及心臟疾病的預防、治療與藥物設計提供一個更為有效的研究手段和依據。為實現上述目標，本課題主要包括兩方面的研究內容： (1) 建立心臟解剖結構、纖維刺激導向及動態興奮傳導多個形態的耦合關聯； (2) 從細胞、組織、器官三個不同層級上實現虛擬心臟計算可視化方法，實現面向心臟電生理過程和功能模擬的數學建模技術。 本項目通過一系列理論研究，取得了如下一系列富有意義的成果： (1) 構建了心臟精細生物解剖模型； (2) 實現了心臟的心肌纖維可視化； (3) 提出了心臟的三維電生理行為-形態耦合計算可視化； (4) 完成了大規模心臟數據的多變數關聯可視化； (5) 提出了心臟細胞及組織層級電生理模型構建可視化； (6) 實現了心臟器官層級電生理模型構建可視化； (7) 提出了心臟心肌缺血病態電生理活動計算可視化。 本項目已發表學術論文8 篇。其中國際知名SCI期刊6 篇，EI期刊1 篇，以及EI國際會議論文1 篇。
