本发明涉及医学建模领域，具体涉及一种基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法。
背景技术：
1、心力衰竭可分为左心衰竭和右心衰竭，左心衰竭表示左心功能受损较严重，右心衰竭则表示右心功能受损更为突出。左心衰竭相比于右心衰竭更加普遍，其主要原因是心肌细胞缺氧和梗塞导致心脏泵血功能减弱，其临床症状表现为心输出量明显降低和低血压。如果左心衰竭或右心衰竭未得到及时有效治疗，可能相互诱发，最终演变为全心衰竭。针对心衰的严重程度，目前可选择三种主要治疗方法：第一种方法是药物治疗，利用包括儿茶酚胺类等药物对心肌收缩力进行增强，从而提升心输出量，但同时也可能增加心脏射血阻力和心肌耗氧，有可能加重心肌梗死病情。这种方法通常在心衰早期阶段使用。第二种方法是机械循环辅助装置，这种方法常用于心衰中晚期阶段。其中左心室辅助装置是一种常见的机械辅助循环装置，用于辅助左心室泵血功能。而晚期心衰时，心脏移植被认为是最佳治疗手段，但该方法面临供体匮乏的挑战。
2、主动脉内球囊泵(iabp)是最早和最广泛使用的机械循环支持类型之一，可以改善血液动力学。iabp设备包括带有聚乙烯球囊的柔性导管，由控制台操作驱动系统，通过导管向球囊内输送氦气。球囊的充气是根据心电图和血压波形触发的，它与心脏周期呈相反模式运行，在收缩高峰期完全放气，在舒张中期完全充气，从而产生反搏效应。iabp广泛用于治疗各种心脏病症，包括心源性休克、心肌梗死、不稳定性心绞痛、感染性休克和心脏挫伤。它还在冠状动脉介入和心脏移植的桥梁期间使用。
3、随着计算机技术的进步，iabp的控制与驱动系统得到了显著改善，朝着更智能化、更安全化的方向不断发展。研究总结显示，使用iabp的优势包括降低收缩压、左室舒张末压、减少心肌耗氧量、增加心输出量5％至40％以及提高冠状动脉峰值血流速度。这些优势为患者提供了更好的心血管支持，有助于改善心脏手术后出现的低心排量状态。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法。
2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法，包括如下步骤：
4、s1、建立非线性心血管集总参数电路模型；
5、s2、在所建立的非线性心血管集总参数模型中添加iabp球囊模块，获取包含iabp球囊模块作用下的主动脉压力变化及入口流量变化；
6、s3、增加特殊电流模拟iabp球囊模块的膨胀/收缩过程带来的血流量变化，基于非线性心血管集总参数电路中随时间变化的电容模拟心室泵血；
7、s4、基于s3的结果构建微分方程组进行求解，得到主动脉压力变化及入口流量变化。
8、进一步的，所述s1中建立的非线性心血管集总参数电路模型包括：
9、利用电阻rm和第一理想二极管dm串联连接模拟二尖瓣；
10、利用电阻ra和第二理想二极管da串联连接以模拟主动脉瓣；
11、利用第一理想二极管dm和第二理想二极管da开关状态的组合模拟心动周期中的四个阶段。
12、进一步的，所述s3中基于非线性心血管集总参数电路中随时间变化的电容模拟心室泵血的具体方式为：
13、
14、e(t)＝δ[(emax-emin)en(tn)+emin]
15、
16、式中，c(t)为心室弹性，en(tn)为双峰函数，emax和emin依次为收缩末期压力-容积曲线的斜率和舒张末期压力-容积曲线的斜率，δ为表示心脏病程度的因子，tn为采样时刻。
17、进一步的，所述s4中微分方程组表示为：
18、
19、式中，y1为左心室压力，y2为动脉压，y3为主动脉压，y4为主动脉血流，it为所增加的特殊电流，c(t)为心室弹性，ca为主动脉顺应性，rs为全身血管阻抗，rm为二尖瓣阻力，cs为全身血管顺应性，lap为左心室压力，rbp为包含iabp球囊的血管段的阻力；r(*)为阶跃函数，用于表示二极管的截流作用。
20、本发明具有以下有益效果：
21、本方法零维心血管集总参数模型能够正确预测健康人体的心输出量及血压变化，此外使用iabp辅助心衰患者具有改善血流动力学的潜力。本方法不仅揭示了非线性心血管集总参数模型的合理性和可行性，也为iabp实施提供了理论指导。
1.一种基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法，其特征在于，所述s1中建立的非线性心血管集总参数电路模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法，其特征在于，所述s3中基于非线性心血管集总参数电路中随时间变化的电容模拟心室泵血的具体方式为：
4.根据权利要求1所述的基于非线性心血管集总参数模型预测iabp的零维求解方法，其特征在于，所述s4中微分方程组表示为：
