体外模拟心血管系统血液动力学性能分析

增强型体外反搏对心血管血流动力学影响的研究进展顾迎春,韩 凌,李 杨,侯亚敏,孙漾丽,郭秋月,王东伟摘要 综述国内外增强型体外反搏对心血管疾病即时和长期血流动力学的影响,分析相关影响机制㊂增强型体外反搏是一种环保㊁无创的心脏辅助循环装置,近年来关于增强型体外反搏对于心血管疾病血流动力学影响方面的研究报道相对较少㊂本研究通过梳理文献讨论了增强型体外反搏即时的血流动力学效应,如动脉血压㊁心肌灌注㊁心功能和外周循环,分析血流切应力提高引起的血管内皮功能改善㊁神经内分泌优化及侧支血管新生等远期生物学效应㊂提示不论即时效应还是远期效应,增强型体外反搏均可使心血管疾病病人获益,改善预后㊂关键词 心血管疾病;增强型体外反搏;血流动力学;生物学效应;综述d o i :10.12102/j.i s s n .1672-1349.2023.22.017 增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation ,EECP )是一种非侵入性辅助心脏循环的装置,被称为 被动的运动 ,最早应用于冠心病改善心肌缺血治疗,随着数值建模㊁临床研究等循证经验的丰富[1-3],国内外指南出炉,适应证逐渐拓展至心力衰竭㊁缺血性脑血管疾病㊁缺血性眼病㊁睡眠障碍㊁心理疾病等[4]㊂最初对EECP 治疗的研究多停留在短期血流动力学的方面,而EECP 治疗给病人带来的获益已经远远超越单纯的即时或短期血流动力学影响,其远期血流动力学对血管内皮的生物学效应探索成为热点㊂近年来,国内外关于EECP 治疗对心血管血流动力学研究进展报道甚少,结论不尽一致㊂本研究总结既往国内外EECP 治疗对心血管疾病即时或近期及远期血流动力学的影响,并对其机制深入分析,为EECP 治疗在临床应用提供指导㊂1 EECP 治疗对即时血流动力学的影响EECP 的工作原理是通过电子控制系统感知心电信号R 波,准确感知心脏收缩期主动脉瓣的开启及舒张期主动脉瓣的关闭,利用三套气囊序贯进行充气㊁排气无创性按压病人下半身的方式影响病人血流动力学指标[4]㊂既往对EECP 治疗的临床获益最初认识是其可对心脏的急性血流动力学产生影响,治疗过程中出基金项目 河南省高等学校重点科研项目计划(No.20A320070);河南省医学科技攻关计划省部共建备选项目(No.2018010047);河南省医学教育研究项目立项(No.wjlx2018293)作者单位 郑州大学附属郑州中心医院(郑州450000)通讯作者 王东伟,E -mail :**********************引用信息 顾迎春,韩凌,李杨,等.增强型体外反搏对心血管血流动力学影响的研究进展[J ].中西医结合心脑血管病杂志,2023,21(22):4157-4161.现的双脉动血流是其独特的血流动力学特征,即产生舒张期增压波是衡量EECP 能否发挥最大血流动力学效应的关键指标,要求治疗中舒张期增压波(D )和收缩波(S )比值大于1.2或体外反搏产生的舒张压面积与收缩压面积之比在1.5~2.0[5]㊂然而,临床实践中却发现不少病人无法达到上述参数标准,但其血流动力学获益并没有被抹杀㊂既往研究发现有效率并不预示EECP 治疗后心绞痛的立即改善;较高的D/S 与较低的D/S 比率,心绞痛级别降低不明显[6-7]㊂而需要注意的是,在同一种反搏模式下,随着冠状动脉狭窄程度的增大,狭窄后冠状动脉的平均壁面切应力减小,易形成动脉粥样硬化,对于不同狭窄的冠状动脉应该施加不同的体外反搏模式达到最佳的反搏效果[8]㊂从提高心动周期的切应力水平出发,则反搏压应设定为0.030~0.035mPa 为佳[9],同时还需关注病人的临床感受,不应过分要求达到血流动力学参数指标㊂本综述分别从EECP 对动脉血压㊁心肌灌注及心功能㊁外周阻力影响等方面阐述EECP 带来的即时或近期血流动力学效应㊂1.1 EECP 对即时动脉血压的影响从理论上讲,EECP 治疗应提高人体主动脉舒张压,才能达到增加冠状动脉供血改善心肌缺血的目的,应降低收缩压,才能起到降低后负荷的作用㊂戴红芬等[10]构建模拟人体血液循环系统的数学仿真模型,发现应用EECP 治疗之后主动脉压力㊁冠状动脉血流量所对应的曲线有了明显的增强趋势㊂冷秀玉等[11]综合既往研究认为EECP 治疗可提高主动脉舒张压的幅度,能否充分提高主动脉根部舒张期灌注是衡量EECP 治疗有效性的重点,支持主动脉舒张压升高的观点,对于动脉收缩压的影响则报道不一㊂另一项经典研究评价EECP 治疗即时血流动力学效应[12],以有创的方式监测主动脉压㊁左室压等,亦发现主动脉收缩压峰值下降11%,主动脉舒张压增加92%,但同时也发现左心室舒张压显著降低;临床上以无创动态血压监测EECP治疗效果,亦发现EECP治疗后肱动脉收缩压及舒张压均显著下降[13-14]㊂虽然多数研究中采用有创的方式测量主动脉压力,但其实大动脉中的血压阻力小㊁降落幅度较小,可以用上臂测得的肱动脉压代表主动脉压[15]㊂针对即时动脉血压变化及结论差异分析如下:1)对于舒张期血压的影响,有研究报道舒张期血压是上升的,而有的研究则显示是下降的,事实上两种观点并不冲突,而是所指概念不同㊂既往研究中所指的主动脉舒张压并不是某一瞬间的舒张压,而是指心脏舒张期增压波曲线下的面积或增压波波峰距离基线的垂直距离[5],把增压波曲线下的面积分为无数个小矩形,通过血压曲线面积的积分计算得出,EECP 治疗后增压波下的面积或增压波波峰距基线的垂直距离较反搏前明显增加㊂而研究中的左室舒张压或无创外周肱动脉舒张压均是心室舒张末期动脉血压最低值的一个瞬间血压,而且血液从主动脉趋向远端的过程中,血压逐渐降低㊂2)对于收缩期血压的影响,结合以往研究,大多更倾向于降低的观点㊂首先,EECP治疗在心肌收缩期囊袋同时排气,减低心肌后负荷,心排出量增加,瞬间降低总外周阻力,则心脏收缩期血流快速流向外周,从而降低即时收缩期血压,机制上可能与EECP治疗产生的双向搏动性血流可即时提高冲刷内皮的血流切应力有关,调节舒血管物质一氧化氮(nitric oxide,NO)和前列环素(prostaglandin-I2,PGI2)及血管内皮缩血管因子内皮素(endothelin,ET)等释放,降低血压水平[16]㊂研究发现EECP具有增强人血压脉动性的作用,而脉动血流又具备扩张小动脉㊁减少血管阻力的作用,协同改善血管切应力,降低血压[17]㊂其次,心脏处于舒张期时,囊袋挤压下肢动脉的同时,下肢静脉最先被挤压,心脏前负荷回心容量增加,导致肾动脉血流量同样增加,激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统,促使肾素-血管紧张素-醛固酮分泌减少,血压下降;再者,反搏作用下回心血流量增加,右房压力升高,张力增加,刺激心钠素的分泌和释放,产生利钠利尿降压作用㊂Taguchi等[18]研究证实了此观点,发现EECP治疗中15min及60min心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP)显著升高,但在EECP治疗结束后60min时,ANP浓度开始下降,提示EECP治疗可短暂性提高ANP水平,通过舒张血管㊁降低外周血管阻力起到降压作用,还可短暂性增加肾小球滤过率㊁抑制肾小管重吸收等达到利钠利尿㊁调节循环血量效果,与临床上病人体外反搏后尿意增加相一致㊂右心房压力的增加还可兴奋心肺感受器,使迷走神经紧张性升高,导致收缩压血压下降㊂最后,心脏舒张期体外反搏囊袋序贯加压挤压下肢动脉促使血流向主动脉反流,心舒期留在主动脉血流增多,主动脉平均舒张压升高,刺激颈动脉窦压力感受器,使交感神经抑制㊁迷走神经兴奋,导致血压升高受到抑制等,均支持EECP 治疗后外周肱动脉血压下降的观点[5]㊂1.2EECP治疗对心肌灌注及功能影响解剖学上,冠状动脉血管起自于主动脉根部,心脏舒张期EECP治疗产生的双脉动血流及增压波可明显提高主动脉内压,增加冠状动脉灌注,提高冠状动脉内压力介差,从而促进附属的毛细血管生成㊂Michaels 等[19]应用心导管检查研究EECP治疗期间冠状动脉内压力和冠状动脉内多普勒血流速度,在EECP开始时同时记录主动脉中心和冠状动脉内压力,发现与主动脉压的变化类似,冠状动脉内舒张压峰值也增加,从(71ʃ10)mmHg升至(137ʃ21)mmHg,平均冠状动脉内压急剧增加,由(88ʃ9)mmHg升至(102ʃ16) mmHg(P=0.006),冠状动脉内多普勒测量的平均峰值速度亦显著增加[从基线时(11ʃ5)cm/s升至反搏时(23ʃ5)cm/s,P=0.001],增加109%㊂同时冠状动脉血流定量的心肌梗死溶栓(thrombolysis in myocardial infarction,TIMI)帧数显示,与基线相比, EECP治疗期间冠状动脉血流增加了28%㊂另一项研究建立多尺度几何模型模拟冠状动脉内血流动力学环境,发现主动脉最大舒张压和平均舒张压有显著改善,未应用EECP治疗时前降支(left anterior descending,LAD)主干狭窄,LAD分支远端流速小于右冠状动脉和左旋支(left circumflex artery,LCX)流量,而应用EECP治疗后,狭窄血管的血流有了很大的改善,右冠状动脉㊁LAD㊁LCX血流率亦显著改善[20]㊂以上研究均证实EECP治疗对冠状动脉血流的即时影响,此外,短期内进行疗程EECP治疗同样可以延续获益㊂Masuda等[21]研究发现治疗后静息时心肌灌注增加[由(0.69ʃ0.27)mL/(min㊃g)升到(0.85ʃ0.47)mL/(min㊃g), P<0.05]㊂在缺血区,EECP治疗后静息心肌灌注及服用双嘧达莫后冠状动脉血流储备均明显改善㊂针对慢血流病人,以往研究经胸多普勒超声心动图(transthoracic Doppler echocardiography,TTDE)评估EECP治疗对其冠状动脉血流速度和冠状动脉血流储备的影响,治疗后发现静息及充血的冠状动脉舒张峰值血流速度㊁冠状动脉血流储备均显著增加,表明EECP治疗对改善冠状动脉血流速度是有效的[22]㊂荟萃分析亦发现标准EECP治疗可显著增加冠心病病人的心肌灌注[23]㊂早期研究表明EECP治疗后心室射血时间㊁射血流速指数㊁心排血量㊁每搏量㊁心排血指数明显增加㊂后经学者通过有创手段或无创手段反复验证,均支持这一结论,并且更直接地获得了更多EECP治疗对心功能即时影响的直接数据㊂Ashkan等[24]应用整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)测量EECP治疗期间对心肌收缩力的直接影响,入组的难治性心绞痛病人均接受1h EECP治疗,在EECP治疗前和治疗期间,每隔15min进行二维超声心动图和多普勒超声心动图检查,发现EECP治疗期间左心室的收缩功能表现为GLS增加和心排血量增加,提示EECP可即时改善左室GLS和收缩功能㊂另一研究在基线和EECP治疗期间记录不同下肢袖带组合和袖带膨胀压力下的血流动力学研究表明,随着袖带膨胀压力的增加,EECP治疗导致右心房和主动脉舒张压呈剂量依赖性增加(P<0.0001),左心室容量亦增加,而对于心肌效率的影响为中性,主要原因在于前负荷的增加减弱了由收缩期后负荷下降引起的左室舒张压的降低[12]㊂Taguchi等[18]对24例急性心肌梗死病人在EECP治疗60min前㊁中㊁后进行研究,测定心率㊁右心房压力(RAP)㊁肺毛细血管楔压(PCWP)和心排血指数(CI),经EECP治疗后,心率无变化,在EECP期间及之后,RAP和PCWP显著增加,CI显著升高㊂还有研究发现无论冠状动脉血管狭窄程度如何,特别是严重狭窄,EECP治疗均可改善血流动力学状况和血流模式[25]㊂1.3EECP治疗对周围循环的影响近年来,关于EECP治疗对外周循环血流动力学研究逐渐增多㊂Gurovich等[26]将18名健康青年男性随机分到单次45min的EECP治疗或假EECP治疗组,治疗后发现反搏后肱动脉和股动脉血流介导的血管扩张功能(flow-mediated dilation,FMD)均较基线升高,股动脉扩张达到峰值的时间也显著缩短㊂既往研究也发现每天1h的EECP治疗可增加冠状动脉疾病病人小腿和前臂阻力动脉的峰值肢体血流,并改善内皮依赖性血管舒张,改善外周血管阻力[27]㊂关于EECP治疗对冠心病病人外周循环(颈总动脉㊁肱动脉)即时血流动力学的影响研究,发现收缩期峰值流速(PSV)㊁舒张期峰值流速(PDV)㊁舒张末期流速(EDV)㊁间-平均峰值流速(TAMAX)㊁搏动指数(PI)㊁阻力指数(RI)和血流量(FR),颈总动脉血流量在反搏过程中升高(P<0.01),反搏后仍有上升趋势㊂在反搏过程中,PI㊁RI及PDV均升高(P<0.05),而EDV显著降低(P<0.01),反搏后均恢复至反搏前水平,提示EECP治疗能有效增加颈总动脉及肱动脉舒张期血流速度,并增加颈动脉平均血流量,表明EECP治疗干预对冠心病病人外周循环的血流动力学有积极的影响[28]㊂刘磊等[29]构建犬急性心肌梗死模型评价EECP治疗是否具有扩张血管和增加血流脉动性的作用,发现流量差㊁流量脉动指数和流量标准差3个血流脉动性指标分别由反搏前的(317ʃ48)mL/min㊁(2.85ʃ0.21)㊁(96ʃ21)mL/min升高到反搏中的(447ʃ88) mL/min㊁(4.56ʃ0.90)㊁(131ʃ39)mL/min,差异有统计学意义(P<0.05)㊂平均血管阻力由反搏前的(578ʃ72)Wood单位降低到反搏中的(476ʃ85)Wood单位(P<0.05),表明EECP治疗可使血管阻力下降,血压和血流脉动性增强㊂因此,结合EECP治疗的即时及短期血流动力学效益相关研究结果及机制可见,对于缺血性心血管疾病病人可显著提高心肌供血,降低心脏后负荷,改善外周循环,促进脏器功能恢复等,在临床应用具有可行性及有效性㊂2EECP治疗对远期血流动力学影响目前,对体外反搏的探索已不仅仅局限于即时血流动力学效应,而是更加关注到由EECP治疗带来的血管内皮系统改变,即血流切应力提高导致的长期血流动力学影响㊂血流切应力是流动的血流由于摩擦作用而对单位面积血管内皮产生的切向方向的应力,壁血流切应力(WSS)是影响EECP长期治疗效果的最重要的血流动力学参数㊂2.1EECP治疗对内皮功能的保护及机制经多普勒超声证实,EECP治疗时降主动脉血流速度加快,可提高冲刷内皮的切应力,生理学内皮血流切应力在15~70dyne/cm2,100~400dyne/cm2的血流切应力被证明对血管内皮有害㊂研究发现EECP治疗可使内皮血流切应力增加30~60dyne/cm2,处于有利无害的状态[30]㊂Li等[20]也发现EECP治疗后WSS 面积增加和振荡剪切指数(OSI)降低,与临床研究一致㊂Xu等[25]应用有限体积法也证明了这一结论㊂WSS的作用之一即是刺激血管内皮产生内皮源性的NO和ET-1㊂Akhtar等[16]研究发现在EECP治疗过程中,血浆NO水平逐渐升高,血浆ET-1水平逐渐降低,EECP治疗第1h后,血浆NO增加(13.8ʃ15.7)% (P=0.014),血浆ET-1减少(5.6ʃ8.5)%(P= 0.0065)㊂EECP治疗36h后,与基线相比,NO水平增加(61.6ʃ17.3)%,ET-1降低(36.3ʃ7.5)%,这种显著的改变持续到EECP治疗后的3个月,而且EECP治疗可能通过调节环磷酸鸟苷(cGMP)含量激活一氧化氮依赖通路[25]㊂而Shakouri等[31]研究则得出不一致的结论,与治疗前基线参数相比,经过20次EECP 治疗(每次1h,每周3次)后NO㊁ET-1㊁C-反应蛋白水平与治疗前比较差异均无统计学意义,研究者认为可能与受试者的压力水平没有得到控制影响整体结果有关㊂另一项研究从长期EECP治疗对凋亡相关基因表达的影响进行分析,结果发现EECP治疗可以保护血管内皮细胞免于凋亡,从而延缓早期动脉粥样硬化病变的进展,可能是由于促凋亡基因凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)的转录下调和抗凋亡基因BIRC2的上调[32]㊂此外,还有研究发现高胆固醇血症模型猪冠状动脉管腔表面覆盖大量贴壁细胞,血管内皮细胞(VECs)排列不规则,脱屑明显,内皮损伤明显,而EECP治疗组细胞黏附较少,血管内皮细胞脱屑较少,且倾向于平行于血流方向排列,内膜面积明显变小,左心室后壁厚度明显变薄,显著降低内膜-中膜面积比,提示EECP治疗可减少高胆固醇血症引起的内皮损伤,抑制血管平滑肌细胞增殖和迁移,降低增殖细胞核抗原增殖指数,抑制细胞外基质形成,最终通过增加动脉壁剪切应力抑制内膜增生和动脉粥样硬化的发展,激活内皮NO合酶/NO通路[33]㊂2.2EECP治疗对神经内分泌的优化作用各种炎症介质及细胞因子均通过神经内分泌途径发挥作用,调节血管内皮功能㊂以往研究发现EECP 治疗可使血浆NO水平升高及ET-1水平下降,且持续到治疗后的3个月[16]㊂Taguchi等[18]对24例急性心肌梗死病人在EECP治疗前㊁中㊁后进行研究,在每个时间点测定神经体液因子的循环浓度,发现EECP治疗15min和60min后,ANP浓度显著升高,而脑利钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)浓度无明显变化㊂肾素㊁醛固酮和儿茶酚胺的浓度无变化,ANP升高而BNP不升高是EECP治疗使神经内分泌效果优化的重要机制㊂然而,另一项研究则发现EECP治疗会影响心肌缺血病人的肾素-血管紧张素-醛固酮系统,抑制心血管局部血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)水平[34]㊂此外, Zhang等[35]研究发现与高胆固醇血症对照组相比,接受EECP治疗的动物冠状动脉和腹主动脉粥样硬化病变的面积明显减少,巨噬细胞聚集减少㊂EECP治疗后,与炎症相关的基因,如CRP㊁补体3a㊁血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)㊁诱导型一氧化氮合酶及核因子-κB (NF-κB)等表达减弱,提示长期EECP治疗可下调促炎基因的表达,延缓动脉粥样硬化发展,其潜在机制可能与EECP治疗促进的脉冲剪切应力的长期暴露有关,这种暴露抑制由高胆固醇血症引起的有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK)-p38/NF-κB/VCAM-1信号通路的过度激活㊂2.3EECP治疗对新生血管生成及侧支循环的影响内皮切应力改善可促进内皮生长因子的合成,使其参与新生血管形成的过程,而EECP治疗则利用这一机制发挥长期的生物学影响㊂近期研究发现EECP 干预增强了内皮祖细胞(EPCs)功能的增殖㊁迁移㊁黏附和成管能力,与FMD独立相关,而且EECP治疗可使心绞痛病人循环造血祖细胞(HPCs)数量增加,可能持续至EECP治疗后1个月[36]㊂Wu等[37]建立急性冠状动脉闭塞犬模型,经过6周EECP治疗后,发现梗死区域出现了更多的微血管;与对照组相比,梗死区血管内皮生长因子同样显示高表达,血管新生可能是EECP治疗后心肌灌注改善的作用机制之一㊂针对EECP治疗对冠心病病人冠状动脉侧支动脉生长影响研究发现,EECP组压力衍生的侧支血流指数和分数血流储备显著改善(P=0.001),为反搏刺激冠状动脉生成提供了直接的功能证据[38]㊂Pagonas等[39]前瞻性对照研究同样发现,长期EECP治疗(超过7周EECP)治疗可促进稳定型心绞痛病人的冠状动脉侧支循环形成㊂3小结EECP治疗可通过其独特的机制发挥即时及近远期血流动力学效应㊂而且其适应证也不再局限于改善缺血性心血管疾病血供,可通过其对血流切应力㊁神经内分泌优化等机制对整体内环境进行调控,但其长期作用的预后情况有待进一步探索㊂参考文献:[1]LI B,CHEN S,QI X,et al.The numerical study on specializedtreatment strategies of enhanced external counterpulsation for cardiovascular and cerebrovascular disease[J].Medical& Biological Engineering&Computing,2018,56(11):1959-1971. [2]YE S,YANG M,ZHU Y,et al.Numerical analysis of hemodynamiceffect under different enhanced external counterpulsation(EECP) frequency for cerebrovascular disease:a simulation study[J].Comput Methods Biomech Biomed Engin,2021,25(10):1169-1179.[3]ZHOU Z F,WANG D J,LI X M,et al.Effects of enhanced externalcounterpulsation on exercise capacity and quality of life in patients with chronic heart failure:a meta-analysis[J].Medicine (Baltimore),2021,100(27):e26536.[4]SHEN L,WANG X M,WU G F.Expert consensus on the clinicalapplication of enhanced external counterpulsation in elderly people(2019)[J].Aging Med(Milton),2020,3(1):16-24. [5]伍贵富,杜志民.增强型体外反搏:理论与实践[M].北京:人民卫生出版社,2012:1-5.[6]STYS T,LAWSON W E,HUI J C,et al.Acute hemodynamic effectsand angina improvement with enhanced external counterpulsation[J].Angiology,2001,52(10):653-658.[7]MICHAELS A D,KENNARD E D,KELSEY S E,et al.Does higherdiastolic augmentation predict clinical benefit from enhancedexternal counterpulsation?Data from the International EECPPatient Registry(IEPR)[J].Clin Cardiol,2001,24(6):453-458. [8]陈司晗,刘有军.不同冠脉狭窄的体外反搏血流动力学研究[D].北京:北京工业大学生命学院,2018.[9]杜健航,包芸,靳亚非.体外反搏下不同反搏压对动脉内血流动力学环境影响的研究[J].中国生物医学工程学报,2005,24(5):620-623.[10]戴红芬,金伟伟,陈晨.基于等效电路模型仿真的体外反搏技术研究[J].中西医结合心脑血管病杂志,2016,14(19):2252-2255. [11]冷秀玉,伍贵富.体外反搏的工作原理与作用机制[J].中华老年医学杂志,2019(5):476-479.[12]MICHAELS A D,TACY T,TEITEL D,et al.Invasive left ventricularenergetics during enhanced external counterpulsation[J].Am JTher,2009,16(3):239-246.[13]滕钒.动态血压监测观察体外反搏对血压的影响[J].中外医疗,2018,37(17):43-45.[14]LIANG J,SHI J,WEI W,et al.External counterpulsation attenuateshypertensive vascular injury through enhancing the function ofendothelial Progenitor Cells[J].Front Physiol,2020,11:590585. [15]买晨迪,黄敏杰. 课程思政 在生理学教学中的应用研究[J].大众文艺,2023(18):160-162.[16]AKHTAR M,WU G F,DU Z M,et al.Effect of externalcounterpulsation on plasma nitric oxide and endothelin-1levels[J].Am J Cardiol,2006,98(1):28-30.[17]LIU L,WU G,ZHOU S,et al.Effects of external counterpulsationon the pulsatility of blood pressure and blood flow in dogs[J].Journal of Biomedical Engineering,2002,19(2):196-199. [18]TAGUCHI I,OGAWA K,KANAYA T,et al.Effects of enhancedexternal counterpulsation on hemodynamics and its mechanism[J].Circ J,2004,68(11):1030-1034.[19]MICHAELS A D,ACCAD M,PORTS T A,et al.Left ventricularsystolic unloading and augmentation of intracoronary pressureand Doppler flow during enhanced external counterpulsation[J].Circulation,2002,106(10):1237-1242.[20]LI B,WANG W,MAO B,et al.Long-term hemodynamic mechanismof enhanced external counterpulsation in the treatment ofcoronary heart disease:a geometric multiscale simulation[J].Med Biol Eng Comput,2019,57(11):2417-2433.[21]MASUDA D,NOHARA R,HIRAI T,et al.Enhanced externalcounterpulsation improved myocardial perfusion and coronaryflow reserve in patients with chronic stable angina;evaluation by(13)N-ammonia positron emission tomography[J].EuropeanHeart Journal,2001,22(16):1451-1458.[22]LUO C,LIU D,DU Z,et al.Short-term effects of enhanced externalcounterpulsation on transthoracic coronary flow velocity andreserve in patients with coronary slow flow[J].InternationalJournal of Cardiology,2012,154(1):84-85.[23]QIN X X,DENG Y Y,WU D D,et al.Does enhanced externalcounterpulsation(EECP)significantly affect myocardial perfusion?A systematic review&meta-analysis[J].PLoS One,2016,11(4):e0151822.[24]ASHKAN E,OLE M.The immediate hemodynamic effects ofenhanced external counterpulsation on the left ventricularfunction[J].Scandinavian Cardiovascular Journal,2012,46(2):81-86.[25]XU L,CHEN X,CUI M,et al.The improvement of the shear stressand oscillatory shear index of coronary arteries during EnhancedExternal Counterpulsation in patients with coronary heartdisease[J].PLoS One,2020,15(3):e0230144.[26]GUROVICH A N,BRAITH R W.Enhanced externalcounterpulsation creates acute blood flow patterns responsiblefor improved flow-mediated dilation in humans[J].HypertensRes,2013,36(4):297-305.[27]AVERY J C,BECK D T,CASEY D P,et al.Enhanced externalcounterpulsation improves peripheral resistance artery bloodflow in patients with coronary artery disease[J].Appl PhysiolNutr Metab,2014,39(3):405-408.[28]麦周明,张亚慧,陈子奇,等.增强型体外反搏对冠心病患者外周循环即时血流动力学影响的临床观察研究[J].中国循证心血管医学杂志,2020,12(5):535-539.[29]刘磊,伍贵富,周少春,等.体外反搏对犬血流脉动性和血管阻力的影响[J].生物医学工程学杂志,2002,19(2):196-199. [30]BUSCHMANN E E,BRIX M,LI L,et al.Adaptation of externalcounterpulsation based on individual shear rate therapyimproves endothelial function and claudication distance inperipheral artery disease[J].Vasa,2016,45(4):317-324. [31]SHAKOURI S K,RAZAVI Z,ESLAMIAN F,et al.Effect of enhancedexternal counterpulsation and cardiac rehabilitation on quality oflife,plasma nitric oxide,endothelin1and high sensitive CRP inpatients with coronary artery disease:a pilot study[J].Annals ofRehabilitation Medicine,2015,39(2):191-198.[32]XIONG Y,REN Y F,X U J,et al.Enhanced externalcounterpulsation inhibits endothelial apoptosis via modulation ofBIRC2and Apaf-1genes in porcine hypercholesterolemia[J].IntJ Cardiol,2014,171(2):161-168.[33]ZHANG Y,HE X,CHEN X,et al.Enhanced externalcounterpulsation inhibits intimal hyperplasia by modifying shearstress responsive gene expression in hypercholesterolemic pigs[J].Circulation,2007,116(5):526-534.[34]陆丽,吴伟康,郑振声,等.体外反搏对心肌缺血犬RAS的影响及与血流动力学的关系[J].中国病理生理杂志,2002,18(7):804-807.[35]ZHANG Y,HE X,LIU D,et al.Enhanced external counterpulsationattenuates atherosclerosis progression through modulation ofproinflammatory signal pathway[J].Arterioscler Thromb VascBiol,2010,30(4):773-780.[36]KIERNAN T J,BOILSON B A,TESMER L,et al.Effect of enhancedexternal counterpulsation on circulating CD34+progenitor cellsubsets[J].International Journal of Cardiology,2011,153(2):202-206.[37]WU G,DU Z,HU C,et al.Angiogenic effects of long-termenhanced external counterpulsation in a dog model ofmyocardial infarction[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2006,290(1):H248-254.[38]BUSCHMANN E E,UTZ W,PAGONAS N,et al.Improvement offractional flow reserve and collateral flow by treatment withexternal counterpulsation(.-2Trial)[J].European Journalof Clinical Investigation,2010,39(10):866-875.[39]PAGONAS N,UTZ W,SCHULZ-MENGER J,et al.Assessment ofthe effect of external counterpulsation on myocardial adaptivearteriogenesis by invasive functional measurements--design ofthe arteriogenesis network trial2[J].Int J Cardiol,2010,145(3):432-437.(收稿日期:2022-12-14)(本文编辑王雅洁)。

血液流动的动力学模拟和疾病研究血液循环是人体生命的基础之一。

在循环过程中，血液的流动动力学对人体的健康至关重要。

动力学是研究系统运动规律的学科。

在生物医学领域，动力学模拟可以帮助医学科学家了解疾病的发病机制，认识疾病的危险因素和预测治疗效果。

本文将探讨血液流动的动力学模拟对疾病的研究以及未来的研究方向。

1.动力学模拟技术在血液流动研究和疾病研究中的作用血液的流动动力学影响着心血管系统的运行，心血管疾病发病率最高的人群是中老年人群。

血液流动动力学的异常会导致心血管疾病的发生，如高血压，冠心病，心肌梗死等等。

动力学模拟技术可以帮助医学家探究人体血液循环系统的复杂流动状态，并提供准确的数值预测。

动力学模拟可以定量地描述具体机理过程，并可使计算成为比实验更加准确和方便。

例如，科学家们可以利用动力学模拟技术建立人类血液循环系统的数学模型，模拟血液流动过程中的各种参数，例如血氧含量，血流速度，血管压力等。

研究人员还可以利用这一技术来模拟疾病的发展，例如动脉硬化，糖尿病，冠状动脉狭窄等。

动力学模拟技术的应用，可以使心血管疾病的研究更加准确。

2.疾病模拟技术在疾病药物研究中的应用动力学模拟技术不仅对心血管疾病研究有着积极的作用，还能够在疾病药物研究和临床治疗中发挥重要作用。

例如，科学家们可以设计前瞻性药物研究计划，利用动力学模拟技术预测新药物的药效，毒性和副作用。

3.未来的发展趋势未来，动力学模拟技术在疾病的研究和治疗方面的应用将会越来越广泛。

随着科技的不断发展，未来的动力学模拟技术将更加强大且更加准确。

科学家们将能够建立更为精细的生物医学模型，进行准确的预测并指导具体的治疗方案。

总之，动力学模拟技术在血液循环和疾病研究中的应用和发展前景，给人类健康带来了希望。

虽然研究过程可能缓慢且复杂，但我们相信，这一技术的不断进步将为医学领域的大发展提供坚实的基础。

血液动力学模型血液动力学模型是一种用于描述和分析心血管系统功能的模型。

通过模拟血液在心血管系统中的流动，血液动力学模型可以帮助我们理解血液循环中的各种生理参数，如血压、心脏泵血能力以及血管的阻力等。

这种模型为研究心血管疾病的发病机制、指导临床诊断和治疗策略提供了重要的理论基础和工具。

一、血液动力学模型的基本原理血液动力学模型根据血液的流动特性和心血管系统的解剖结构建立起数学模型。

在模型中，我们通常将心脏视为一个泵，将血管看作是一种阻力元件，通过描述泵的流量和血管的阻力，我们可以推导出血液循环中各个组织器官的血流动力学参数。

常用的血液动力学模型包括流体动力学模型和电路模型。

流体动力学模型是一种基于输运方程和质量守恒定律的模型，通过求解这些方程可以得到血液在心血管系统中的流速、压力等参数。

这种模型考虑了心脏和血管的解剖结构以及流体的运动方程，因此在模拟复杂的流动现象时具有比较高的准确性。

电路模型则是一种将心血管系统抽象为电路的模型。

通过将心脏视为电池、血管视为电阻、血流视为电流，我们可以利用电路理论来描述血液流动的特性。

电路模型简化了血液动力学模型的计算过程，便于分析和模拟不同情况下的血流动力学参数变化。

二、血液动力学模型的应用血液动力学模型在临床医学中具有广泛的应用价值。

通过模拟和分析血液循环中的动力学参数，我们可以深入了解心血管系统的功能状态，从而对心脏病、高血压、动脉硬化等疾病的发病机制及其影响进行研究。

例如，在研究心脏病时，血液动力学模型可以帮助我们评估心脏泵血能力的变化。

通过模拟心脏瓣膜的关闭和开启动作、心肌收缩和舒张过程，我们可以计算出心脏的每搏输出量、心脏指数等参数，用于评估心脏的功能状态。

这对于诊断心力衰竭、心肌缺血等心脏疾病具有重要的临床意义。

血液动力学模型还可以用于指导心血管疾病的治疗策略。

通过模拟不同治疗手段对血流动力学参数的影响，我们可以评估治疗效果，并优化治疗方案。

例如，在介入治疗中，我们可以模拟支架植入、血管成形术等手术操作对血管阻力的改变，进而评估手术效果和预测并发症的风险。

一、实验目的1. 了解血管的结构和功能；2. 掌握血管模拟实验的基本操作方法；3. 观察血管在血液流动过程中的变化，加深对血管生理功能的理解。

二、实验原理血管是血液流经的管道，具有输送血液、调节体温、保护组织等生理功能。

血管模拟实验通过模拟血管的结构和功能，使学生在实验过程中直观地观察血液在血管中的流动情况，从而加深对血管生理功能的认识。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：塑料软管、红色液体（模拟血液）、注射器、夹子；2. 仪器：实验台、计时器。

四、实验步骤1. 准备实验材料，将塑料软管固定在实验台上，形成一个环形的管道；2. 在塑料软管的一端连接注射器，另一端连接夹子；3. 将红色液体注入注射器，将注射器插入软管，缓慢推注红色液体；4. 观察红色液体在软管中的流动情况，记录血液流动的时间；5. 在软管的不同位置夹上夹子，模拟血管的狭窄，观察红色液体流动速度的变化；6. 在软管的另一端夹上夹子，模拟血管的阻塞，观察红色液体的流动情况；7. 取下夹子，观察红色液体的流动恢复情况；8. 实验结束后，清洗实验器材。

五、实验结果与分析1. 在实验过程中，观察到红色液体在塑料软管中呈连续流动，模拟了血液在血管中的流动情况；2. 当在软管的不同位置夹上夹子时，红色液体的流动速度减慢，模拟了血管狭窄时血液流动的阻力增加；3. 当在软管的另一端夹上夹子时，红色液体无法流出，模拟了血管阻塞时血液无法流动的情况；4. 取下夹子后，红色液体流动恢复，模拟了血管恢复通畅时血液流动的情况。

六、实验结论通过血管模拟实验，我们了解了血管的结构和功能，掌握了血管模拟实验的基本操作方法。

实验结果表明，血管在血液流动过程中起着重要作用，血管的狭窄和阻塞会影响血液的流动，从而影响人体的生理功能。

七、实验心得本次实验让我对血管的生理功能有了更直观的认识，同时也提高了我的动手操作能力。

在实验过程中，我学会了如何操作实验器材，如何观察和记录实验结果。

生物医学工程中心血液流动力学仿真研究近年来，生物医学工程领域中的血液流动力学仿真研究已经取得了显著的进展。

利用计算仿真的方法，科研人员可以深入研究血液在人体内的流动特性，探索疾病的发生机制，并为治疗方案的优化提供指导。

本文将介绍生物医学工程中心血液流动力学仿真研究的相关内容。

血液流动力学仿真研究是通过建立生物流体动力学模型，对血液的流动状态进行模拟和分析的科学研究领域。

模型的建立需要考虑多种因素，如血液的黏性、流速、压力梯度、管道的形状、管壁的材质等。

通过改变不同因素的数值，可以模拟不同病理条件下的血流情况，进而预测病变的发生、发展以及针对性的治疗措施。

生物医学工程中心的研究团队将血液流动力学仿真应用于多个领域，包括心脑血管疾病、肿瘤血管学、器官移植、生物材料等。

其中最具影响力的研究之一是心脑血管疾病领域的仿真研究。

通过建立心血管系统的模型，可以对动脉硬化、动脉瘤、心脏瓣膜疾病等疾病进行仿真分析，为临床医生提供判断和治疗的依据。

研究人员还可以通过模拟手术操作，评估不同手术方案的可行性和效果。

除了心脑血管疾病，生物医学工程中心血液流动力学仿真研究还在肿瘤血管学领域有着广泛的应用。

现如今，抗血管生成药物已成为癌症治疗的重要手段之一。

研究人员通过建立肿瘤血管的仿真模型，可以评估不同药物对肿瘤血管的作用效果，指导临床医生制定个体化的治疗方案。

此外，仿真模型还可以模拟药物在肿瘤组织内的输送情况，评估治疗方案对肿瘤灶的覆盖程度，为临床提供更准确的治疗指导。

器官移植也是生物医学工程中心血液流动力学仿真研究的重要领域之一。

器官损伤和功能障碍是许多疾病的主要原因，而器官移植是目前唯一的治疗手段之一。

通过建立器官的仿真模型，可以模拟移植手术中器官与血液的相互作用，评估移植后器官的功能恢复情况，优化手术方案，提高移植成功率。

另外，在生物医学工程中的材料研究中，血液流动力学仿真也扮演着重要的角色。

生物材料的选择和设计对于器械和植入物的耐久性和安全性有着直接的影响。

血管生物力学研究中的仿真模拟技术随着生物医学工程领域的不断发展，仿真模拟技术在医学研究中扮演着越来越重要的角色。

血管生物力学研究作为生物医学工程的一个重要分支，其研究对象是人体血管系统的功能和结构特点，旨在揭示血管系统中的各种疾病的发病机理、评估治疗方案、设计新型药物和器械，并为临床医学提供可靠的理论支持。

仿真模拟技术在血管生物力学研究中发挥着越来越重要的作用，本文将从仿真模拟技术在血管生物力学研究中的应用、仿真模拟技术的优势以及仿真模拟技术在未来的发展方向等方面进行讨论。

一、仿真模拟技术在血管生物力学研究中的应用仿真模拟技术可模拟人体血管系统的物理过程，从而利用计算机准确地预测血管系统行为、进行参数化分析等。

仿真模拟技术在血管生物力学研究中的应用主要包括以下几个方面：1、动力学仿真动力学仿真利用数学和物理学方法来研究人体血管系统在流体动力学作用下的行为。

动力学仿真可以模拟血液在血管内的流动过程、血流速度、温度变化等动态变化过程，并用于评估病理状态下的血管系统的行为，如动脉瘤破裂、动脉粥样硬化等。

2、结构力学仿真结构力学仿真主要用于研究血管的结构特点和功能，包括力学特性、应力分布、应变分布等。

结构力学仿真可以用于模拟血管外部和内部受力情况，如血管内的血流动力学、血管壁的压力变化、动、静脉堵塞的情况。

3、工程仿真工程仿真用于设计和制造人工血管和人工心脏。

工程仿真根据建模设计出不同类型的人工心脏支架和血管支架等工程设施，并通过仿真模拟验证其在生物体内的性能和可靠性。

二、仿真模拟技术的优势相比于传统实验研究，仿真模拟技术不仅可以降低研究成本和时间，同时还具备以下几个优势：1、解决传统实验难题传统实验中，血管的结构和功能较为复杂，受到多种因素的影响，如加热、责任、液体作用等。

而仿真模拟技术可以完全解决这些实验中存在的问题，从而提供更加准确的数据和分析。

2、直观仿真模拟技术的数据得到模拟器的玻璃显微镜查看，从而打破了以往实验中实验员需要具备实验技能的限制。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过脉动流测试方法，对人工心脏瓣膜进行体外血流动力学性能评估，包括瓣膜的开闭功能、密封性能、耐久性和血流动力学性能。

通过模拟心脏的自然工作环境，对瓣膜在不同生理和病理条件下的性能进行全面分析，为瓣膜的临床应用提供科学依据。

二、实验材料与设备1. 实验材料：- 人工心脏瓣膜（机械瓣、生物瓣等）- 生理盐水、甘油与水配比溶液或血液- 测试液储水槽和心房腔- 模拟主动脉和周边血管弹性的顺应腔- 模拟血管阻性，产生并维持主动脉血压的阻尼器- 各类传感器（位移传感器、流量计、压力传感器等）2. 实验设备：- 脉动流测试装置- 数字粒子图像测速仪（DPIV）- 人工心脏瓣膜脉动流性能测试仪三、实验方法1. 脉动流测试：（1）将人工心脏瓣膜安装于模拟心室腔，连接流量发生器；（2）调节心室前负荷，模拟心房低压环境；（3）设置脉动流测试装置，模拟不同生理和病理条件下的脉动血流流场；（4）测定血流动力学相关参数，包括流速、压力、流量等；（5）分析瓣膜的开闭功能、密封性能、耐久性和血流动力学性能。

2. 数字粒子图像测速仪（DPIV）：（1）将人工心脏瓣膜安装于模拟心室腔，连接DPIV系统；（2）在测试液中进行实验，利用DPIV技术获取瓣膜附近流场信息；（3）分析流场数据，评估瓣膜周围流动的定量和定性特征，包括剪切应力、停滞区域、涡流形成等。

四、实验结果与分析1. 脉动流测试结果：（1）瓣膜开闭功能：实验结果表明，瓣膜在脉动流条件下能够顺利打开和关闭，符合设计要求；（2）密封性能：实验结果显示，瓣膜在脉动流条件下具有良好的密封性能，防止血液逆流；（3）耐久性：经过长时间测试，瓣膜性能稳定，未出现明显损伤；（4）血流动力学性能：实验结果显示，瓣膜在不同流量和压力条件下具有良好的血流动力学性能，适应不同生理状态。

2. DPIV测试结果：（1）流场分析：实验结果表明，瓣膜周围流动呈现出良好的湍流特性，未出现明显的停滞区域和涡流；（2）剪切应力：实验结果显示，瓣膜周围剪切应力适中，有利于血液流动，减少血栓形成风险；（3）停滞区域：实验结果表明，瓣膜周围停滞区域较小，有利于血液流动，减少血栓形成风险。

血液循环系统的生物力学模拟血液循环系统是人体中最为重要的生命支撑系统之一，而现如今，科学技术的进步与发展，已经能够通过生物力学模拟来对血液循环系统进行更为深入的研究。

本文将从模拟方法、流体力学分析及应用等方面对血液循环系统的生物力学模拟进行探讨。

一、模拟方法目前，血液循环系统的生物力学模拟主要采用计算流体力学（CFD）方法，即将血液看作一种流体，并利用数值模拟方法模拟流体在管道中的运动及流动规律。

CFD方法主要分为欧拉法和拉格朗日法两种，其中欧拉法主要用于研究不可压缩流体，而拉格朗日法则更适用于处理可压缩流体。

同时，在进行血液循环系统模拟时，还需要考虑血液的非牛顿性及血管的非线性，此时，需要结合粘弹性流体动力学（VE-PSE）等多种方法，使模拟结果更加真实可靠。

二、流体力学分析在进行血液循环系统的生物力学模拟时，流体力学分析是不可缺少的。

常用的流体力学参数包括：采用欧拉法求解的速度场，采用拉格朗日法求解的粒子速度场、粒子轨迹、压力场及剪切应力场等。

同时，在模拟时还需要考虑血流的特性，如血液流动的速度、血管的阻力、流量等，这些参数是进行血液循环系统模拟时的重要依据，也是生物力学模拟研究的重点之一。

三、应用血液循环系统的生物力学模拟在临床医学中具有重要的应用价值。

例如，在心脏病及血管疾病等方面的诊断与治疗中，生物力学模拟可以帮助医生更准确地定位病变部位或评估病变程度，提高医疗质量。

同时，血液循环系统的生物力学模拟也可用于仿真手术模拟，对于新手医生的指导及规范操作起到了积极作用。

总之，血液循环系统的生物力学模拟是一项又深又广的研究领域，其具有广泛的应用前景。

希望今后在血液循环系统的研究中，能够不断推进生物力学模拟的技术以及它在临床医学中的应用，为人类的健康贡献更多力量。

血液循环动力学特性分析及心血管健康评估模型血液循环动力学是指血液在心血管系统中流动的力学规律以及相关参数的研究。

心血管系统是人体内最重要的系统之一，它确保了氧气和营养物质的输送、代谢产物的清除以及激素和免疫细胞的传递。

心血管疾病是造成全球死亡和残疾的主要原因之一，因此，了解血液循环动力学特性对于心血管健康评估和疾病预防至关重要。

血液循环动力学特性可以通过多种方法进行评估，包括非侵入性和侵入性技术。

非侵入性技术包括超声心动图和核磁共振成像，这些方法可以提供心脏结构和功能的信息。

侵入性技术包括导管检查和心导管术，可以提供更详细和准确但较为创伤的血流动力学参数。

血流动力学参数包括心输出量、心脏收缩力、周围阻力和血流速度等。

心输出量是指单位时间内从心脏每分钟泵出的血液量，它是评估心血管系统功能的重要指标。

心脏收缩力是心脏收缩产生的力量，它取决于心肌的收缩能力和负荷情况。

周围阻力是循环系统中血管对血液流动的阻力，它受血管的直径、长度和血液的黏稠度等因素的影响。

血流速度是血液在血管中流动的速度，它反映了血液的流动性和血管的阻力。

这些参数的变化可以反映心血管系统的整体状态和疾病的发展。

为了更好地评估心血管健康状况并预测心血管疾病的风险，研究人员开发了各种心血管健康评估模型。

这些模型基于大量的流行病学数据和心血管疾病的风险因素，如高血压、高血脂、糖尿病、吸烟等。

通过分析这些风险因素和血流动力学参数的关联性，可以建立一个综合评估模型，用于判断个体患心血管疾病的风险。

心血管健康评估模型通常包括心血管疾病的风险评估和心血管健康指数的计算。

心血管疾病的风险评估可以通过心血管风险评分表来完成，该表根据各种风险因素进行评分，然后根据总分来估计患病风险的概率。

心血管健康指数是一个综合指标，通过将各种血流动力学参数和风险因素考虑在内，来评估一个人的心血管健康状况。

随着科技的发展和研究的进一步深入，心血管健康评估模型也在不断改进和完善。

血流动力学模拟在心血管疾病中的应用心血管疾病是当前医学领域中的重要疾病之一，主要包括高血压、冠心病、心肌梗死等。

这些疾病的发生与心血管系统的异常有关，而了解心血管动力学的变化可以更好地诊断和治疗这些疾病。

目前，基于数学模型的血流动力学模拟技术成为了研究心血管疾病的重要手段，具有广泛的应用前景。

一、血流动力学模拟的原理血流动力学模拟是基于计算流体力学的模拟方法来研究血管内血液流动的物理过程。

该技术可以通过数值计算求解血流体与血管壁的相互作用，从而模拟出血流动力学的变化。

在流场的模拟过程中，考虑了多种因素的影响，包括血管壁的形状、大小、弹性、血流的速度、流体性质等，以模拟真实的血流环境。

这些因素的综合作用可以成为心血管疾病的病因以及预测其病程和治疗效果。

二、血流动力学模拟在冠脉疾病中的应用冠脉疾病是一种常见的心血管疾病，它通常由冠状动脉的狭窄或闭塞引起心肌缺氧而发生。

血流动力学模拟技术可以用于探究冠脉病变的发生机制，预测其进展情况和预测治疗效果等方面。

研究表明，在冠脉病变的狭窄处，血管的阻力大大增加，同时压力和速度的变化也明显。

基于数学模型的血流动力学模拟技术可以发现冠状动脉中的血流分布及紊流等变化，更好地了解堆积与水平主角部分的血浆中足够氧和营养支持的细胞数量。

这种模拟技术还可以预测病变的进展情况，指导临床治疗，如球囊扩张术和支架植入术等。

三、血流动力学模拟在动脉硬化中的应用动脉硬化是一种与心血管疾病密切相关的病变，可以导致动脉内膜增厚和狭窄等病变。

血流动力学模拟技术可以用来研究在不同程度的动脉硬化情况下的血管壁压力、剪应力等动力学参数，以更好地理解动脉硬化的发生机制和进展情况。

通过血流动力学模拟技术，可以发现高血压等因素可能引起的血管壁剪应力过大而损伤内皮细胞，从而加速动脉硬化的形成。

此外，通过模拟不同情况下的血管壁的应力力学特性，可以预测动脉硬化的进展和风险。

四、血流动力学模拟在疾病诊断和治疗中的应用目前，血流动力学模拟技术已开始应用于疾病诊断和治疗。