摘要:根据生物流体系统同工程流体系统所具有的相似性,将功率键合图建模方法应用于人体血液循环系统的计算机仿真当中,对一个简化的人体血液循环系统模型进行了仿真研究,所得仿真数据同基本的生理规律符合较好。为生理医学仿真提供了一种易于理解和统一的建模方法。
关键词:功率键合图法 计算机仿真 血液循环系统
0 引 言
对人体的生理功能进行计算机模拟,借助于计算机仿真技术研究人体的生理特性和病理机制,是目前国内外生物医学工程领域的一个研究方向。对人体血液循环系统(Human Blood Circulation System,简称BCS)的计算机模拟,则是国内外生理仿真领域内的研究热点。BCS计算机仿真技术是以生理解剖数据和生理实验数据为基础,根据血流动力学和血液流体力学规律建立起血液循环系统的数学模型,通过计算机仿真实验,可为人体血液循环系统生理研究提供定量性、预见性的分析和结论。
所谓功率键合图,就是描述系统功率流的传输、转化、贮存和耗散的图形表示。功率键合图建模法的基本原则是把流体系统的结构及各主要动态影响因素以图示模型形式加以表示,从图形模式出发,建立系统的动态数学模型,然后进行计算机仿真求解。这种建模方法于50年代后期由美国的佩恩特(H.Paynter)教授提出,尔后由美国的卡诺普(D.Karnopp)和罗森堡(R.Rosenberg)两位教授作了大量工作,使之逐步趋于完善。目前,这种功率键合图建模方法已在国内外各类工程技术领域特别是液压技术领域的动态特性分析研究中得到了广泛应用。
1 功率键合图法概述