[发明专利]模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型

权利要求书

1.模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，包括主动脉管、头臂动脉管、颈动脉管、锁骨下动脉管、椎动脉管、颈内动脉管、颈外动脉管、基底动脉管、大脑中动脉管、大脑前动脉管、大脑后动脉管、前交通动脉管和后交通动脉管；

主动脉管、头臂动脉管和锁骨下动脉管构成体循环动脉网络，体循环动脉网络的末端，包含降主动脉下游、锁骨下动脉下游和颈外动脉下游；血流从该体循环动脉网络流入颈动脉管和椎动脉管，随后流入由颈内动脉管、颈外动脉管、基底动脉管、大脑中动脉管、大脑前动脉管、大脑后动脉管、前交通动脉管和后交通动脉管构成的脑循环动脉网络；脑循环动脉网络的末端，包含大脑中动脉下游、大脑前动脉下游和大脑后动脉下游；

所述动脉模型中，每个动脉管都由若干单元组成，每一个单元均采用薄壁直血管；血管中的血流均为轴对称层流；每一个单元均采用集中参数的电路等效模型来模拟，电路等效模型包含串联的一个电阻、一个电感及一个电容，来模拟血流阻力、血流惯性和液容；

每一单元的电路结构相似，但参数不同，参数由血管半径、血管长度、管壁厚度、管壁弹性、血液密度和血液粘度计算所得；

在主动脉管、头臂动脉管、颈动脉管、锁骨下动脉管、椎动脉管、颈内动脉管、颈外动脉管和基底动脉管中，当血流在上述动脉管中流动时，由重力作用产生血压的下降或上升；血压下降或上升，取决于血流在上述动脉管中的流动方向是向下或向上；

血压上升或下降的幅度分别与动脉管长度，以及动脉管走形与重力方向夹角的余弦值成正比；即血压变化量P_G表达式如下：

P_G＝ρglcosθ

ρ表示血液密度，g表示重力加速度，l表示动脉管长度，θ表示动脉管走形与重力方向的夹角；

针对站立体位，脑部位于心脏的上方，血流克服重力被输送至脑部时，血压发生下降，表现为站立体位时的脑灌注压低于平卧位时的脑灌注压，脑血流量因而减小，当脑血流量小于标准值时，脑循环动脉网络的末端外周血管扩张，增大液容，减小脑血流的液阻；

失重条件下，因重力导致的血压下降会完全消失，即表现为失重时的脑灌注压高于正常重力作用时的脑灌注压，脑血流量因而增加；当脑血流量大于标准值时，脑循环动脉网络的末端外周血管通过收缩减小液容，增大脑血流的液阻，从而维持脑血流的稳定。

2.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，所述主动脉管分为升主动脉单元、主动脉弓近心端单元、主动脉弓远心端单元和降主动脉单元。

3.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，所述锁骨下动脉管分为左锁骨下动脉管和右锁骨下动脉管；左锁骨下动脉管包括近心端单元和远心端单元，右锁骨下动脉管包括近心端单元、中段单元和远心端单元。

4.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，所述颈内动脉管分为左侧颈内动脉管和右侧颈内动脉管；左右侧颈内动脉管均包括近心端单元和远心端单元。

5.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，所述大脑前动脉管分为左侧大脑前动脉管和右侧大脑前动脉管；左右侧大脑前动脉管均包括近心端单元和远心端单元。

6.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，所述大脑后动脉管分为左侧大脑后动脉管和右侧大脑后动脉管；左右侧大脑后动脉管均包括近心端单元和远心端单元。

7.如权利要求1所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型，其特征在于，所述的模拟失重条件下脑血管血流的仿真模型中血液具体流入过程如下：

血液输入为左心室输出的生理脉动的血流量；血流从主动脉管出发，经过升主动脉单元、主动脉弓及降主动脉单元；在主动脉弓处血流分叉分别进入头臂动脉管、左颈动脉管和左锁骨下动脉管；进入头臂动脉管的血液又分叉进入右锁骨下动脉管、右颈动脉管和右椎动脉管；进入左锁骨下动脉管的血液又分叉进入左椎动脉管及左锁骨下动脉管下游；左右颈动脉分别分叉为左右颈外动脉管和左右颈内动脉管；左右颈内动脉管又分叉为后交通动脉管、大脑前动脉管及大脑中动脉管；

左右椎动脉管合并成基底动脉管，随后又分叉为左右大脑后动脉管；

左右大脑前动脉管之间有前交通动脉管相连，与左右颈内动脉管、左右后交通动脉管和左右大脑后动脉管构成环状；

进入左右颈动脉管和左右椎动脉管的血流，流经上述动脉网络，最终流入两侧大脑前动脉管、大脑中动脉管和大脑后动脉管，并根据流入上述脑动脉的流量值，调节上述脑动脉外周血管的液容及液阻，从而影响脑血流量；当重力变化时，血液流经血管段的血压发生变化，引起流入脑动脉的血流量发生变化，并因脑血流的自调节功能进一步调整脑血流量。