一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法和存储设备与流程

1.本发明涉及动脉血流动力学领域，特别涉及一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法和存储设备。


背景技术：

2.中医按摩推拿是我国传统医学的一部分，是中华文明的璀璨果实。在中医现代化的历程中，人们尝试通过现代科学技术对中医按摩推拿的机理进行循证研究。目前，研究按摩推拿对动脉血管的血流动力力学的方法有基于运动狭窄模型的有限元分析方法、有基于格子玻尔兹曼的数值方法、有基于毛细血管-组织血液动力学模型的方法。然而，受限于人体动脉血管系统的复杂性，这些方法往往难以实现对多段动脉血管的模拟和分析。
3.且其中对于有限元分析方法，由于血管系统的有限元网格模型数量庞大、边界条件复杂、流体力学动力学方程求解困难，使得大多数研究仅限于对某小段动脉血管的建模和分析，难以展开对较大规模动脉系统的科学研究。
4.对于格子玻尔兹曼方法，这是介于微观分子动力学模型和宏观连续模型的介观模型，具有相对有限元方法的优势，但是对于模拟动脉血管的宏观系统，其格子玻尔兹曼方程相对比较复杂。
5.故此如何研究按摩推拿对多段动脉血管的血流动力学的影响则成了亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为此，需要提供一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法，用以解决现有技术无法研究按摩推拿对多段动脉血管的血流动力学的影响的技术问题，具体技术方案如下：
7.一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法，包括步骤：
8.构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型中的每段动脉血管被抽象为rlc电路；
9.采用时变rlc(t)电路取代rlc电路，形成新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述时变rlc(t)电路中随时间变化的动脉血管半径由不同的波形函数表示，所述不同的波形函数代表动脉血管半径随不同按摩推拿手法的变化规律；
10.运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化。
11.进一步的，所述“构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型”，具体还包括步骤：
12.将人体动脉血管划分为若干段，每段动脉血管抽象等效为rlc电路；
13.根据人体的动脉树模型构建集中参数等效电路网络仿真模型；
14.根据人体主动脉血流量波形构建所述仿真模型的激励源。
15.进一步的，所述时变rlc(t)电路为在rlc电路上引入扰动生成时变的rlc(t)电路。
16.进一步的，所述“运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化”，具体还包括步骤：
17.通过仿真软件运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，以可视化界面形式呈现模型运行结果。
18.进一步的，所述“将人体动脉血管划分为若干段”，具体还包括步骤：
19.将人体动脉血管划分为55段。
20.为解决上述技术问题，还提供了一种存储设备，具体技术方案如下：
21.一种存储设备，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：
22.构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型中的每段动脉血管被抽象为rlc电路；
23.采用时变rlc(t)电路取代rlc电路，形成新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述时变rlc(t)电路中随时间变化的动脉血管半径由不同的波形函数表示，所述不同的波形函数代表动脉血管半径随不同按摩推拿手法的变化规律；
24.运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化。
25.进一步的，所述指令集还用于执行：
26.所述“构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型”，具体还包括步骤：
27.将人体动脉血管划分为若干段，每段动脉血管抽象等效为rlc电路；
28.根据人体的动脉树模型构建集中参数等效电路网络仿真模型；
29.根据人体主动脉血流量波形构建所述仿真模型的激励源。
30.进一步的，所述时变rlc(t)电路为在rlc电路上引入扰动生成时变的rlc(t)电路。
31.进一步的，所述指令集还用于执行：
32.所述“运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化”，具体还包括步骤：
33.通过仿真软件运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，以可视化界面形式呈现模型运行结果。
34.进一步的，所述指令集还用于执行：所述“将人体动脉血管划分为若干段”，具体还包括步骤：
35.将人体动脉血管划分为55段。
36.本发明的有益效果是：一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法，包括步骤：构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型中的每段动脉血管被抽象为rlc电路；采用时变rlc(t)电路取代rlc电路，形成新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述时变rlc(t)电路中随时间变化的动脉血管半径由不同的波形函数表示，所述不同的波形函数代表动脉血管半径随不同按摩推拿手法的变化规律；运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化。通过上述方法，将不同按摩推拿手法对动脉血管半径的影响用波形函数表示，该波形函数做rlc(t)电路的参数之一，用rlc(t)电路取代原有的rlc电路，形成的新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，该仿真模型在运行过程中可直观地给出人体不同动脉血流动力学随不同按摩推拿手法的变化情况，进
而可以为制定更为合理科学的按摩推拿治疗方案提供参考。
附图说明
37.图1为具体实施方式所述一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法的流程图；
38.图2为具体实施方式所述构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型的流程图；
39.图3a为具体实施方式所述每一段动脉的rlc集中参数等效电路模型；
40.图3b为具体实施方式所述55段动脉树模型示意图；
41.图3c为具体实施方式所述左上肢7段集中参数等效电路模型示意图；
42.图4a为具体实施方式所述时变电阻示意图；
43.图4b为具体实施方式所述时变电容示意图；
44.图4c为具体实施方式所述时变电感示意图；
45.图5为具体实施方式所述不同频率下的正弦波和三角波形状示意图；
46.图6为具体实施方式所述时变电阻r(t)模型的构建流程示意图；
47.图7a为具体实施方式所述血压变化示意图；
48.图7b为具体实施方式所述血流量变化示意图；
49.图8为具体实施方式所述一种存储设备的模块示意图。
50.附图标记说明：
51.800、存储设备。
具体实施方式
52.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
53.请参阅图1至图7b，在本实施方式中，一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法可应用在一种存储设备上，所述存储设备包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备等。具体技术方案如下：
54.步骤s101：构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型中的每段动脉血管被抽象为rlc电路。
55.步骤s102：采用时变rlc(t)电路取代rlc电路，形成新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述时变rlc(t)电路中随时间变化的动脉血管半径由不同的波形函数表示，所述不同的波形函数代表动脉血管半径随不同按摩推拿手法的变化规律。
56.步骤s103：运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化。
57.如图2所示，步骤s101具体还包括步骤：
58.步骤s201：将人体动脉血管划分为若干段，每段动脉血管抽象等效为rlc电路。在本实施方式中，根据先验知识将人体动脉血管分为若干段，例如55段，其中每段动脉血管可基于以下公式抽象等效为rlc电路：
59.r＝8ηl/(πr^4)、l＝ρl/(πr^2)、c＝(2πr^3l)/eh
60.其中，r、l、c分别对应电路的电阻、电感和电容；η为真实动脉血管内的血液粘度，ρ
为真实动脉血管内的血液密度，r、l、h分别为该段真实动脉血管的半径、长度及动脉壁层厚，e为该段真实动脉血管的弹性模量。
61.如图3a所示为每一段动脉的rlc集中参数等效电路模型，图3b为55段动脉树模型，图3c为左上肢7段集中参数等效电路模型。
62.步骤s202：根据人体的动脉树模型构建集中参数等效电路网络仿真模型。并确定仿真模型的所有已知参数。
63.步骤s203：根据人体主动脉血流量波形构建所述仿真模型的激励源。例如对于7段左上肢的集中参数模型，采用正常人的标准设定参数，将人体心率设为70beat/min，仿真激励源采用人体主动脉弓血压测量波形进行8阶傅里叶拟合，得到如下的随时间变化的血流量激励源函数；
64.blood pressure
65.＝a0+a1cos(ωt)+b1sin(ωt)+a2cos(2ωt)+b2sin(2ωt)+a3cos(3ωt)+b3sin(3ωt)+a4cos(4ωt)+b4sin(4ωt)+a5cos(5ωt)+b5sin(5ωt)+a6cos(6ωt)+b6sin(6ωt)+a7cos(7ωt)+b7sin(7ωt)+a8cos(8ωt)+b8sin(8ωt)
66.其中a0＝70，a1＝83.95，b1＝102.3，a2＝-24.61，b2＝98.8，a3＝-53.43，b3＝20.81，a4＝-28.62，b4＝19.83，a5＝-38.05，b5＝-11，a6＝-7.822，b6＝-17.14，a7＝-4.74，b7＝-7.411，a8＝-0.7815，b8＝-8.382，ω＝7.328。
67.步骤s102中基于按摩推拿会导致动脉血管半径r变化的事实，在研究按摩推拿对动脉血流动力学的影响时，采用随时间变化的等效rlc(t)电路模型替换掉按摩推拿所处的原动脉等效rlc电路，例如采用图4a所示的时变电阻，图4b所示的时变电容，图4c所示的时变电感模型。
68.根据按摩推拿手法的特点，动脉血管半径随按摩推拿的变化规律可以用不同的波形函数描述。例如，正弦波函数、三角波函数等等。波形特征参数包括频率、相位、幅值等，可以反映不同按摩推拿手法的技术特征。例如不同频率下的正弦波和三角波形状如图5所示。不同倍频(0.5f、f、2f、4f)的(a)正弦波血管半径时变曲线、(b)三角波血管半径时变曲线、(c)不同相位(0
°
、90
°
、180
°
)的正弦波血管半径时变曲线。
69.为了便于研究不同按摩推拿部位对动脉血流动力学的影响，时变rlc(t)电路模型采用在原地常rlc电路模型上引入扰动产生时变的rlc。时变电阻r(t)模型的构建流程如图6所示，图6左上角为定常电阻r模型，左下角为扰动，两者汇集为时变电阻r(t)，并封装为一个模块。
70.步骤s103中，为了让结果更直观的显示，所述“运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化”，具体还包括步骤：
71.通过仿真软件运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，以可视化界面形式呈现模型运行结果。
72.即模型构建完成后，通过仿真软件的运算和展示，可以查看不同段动脉血流动力学的变化，例如血压、血流量等。如图7a为血压变化示意图，图7b为血流量变化示意图。
73.一种检测按摩推拿对血流动力学影响的方法，包括步骤：构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型中的每段动脉
血管被抽象为rlc电路；采用时变rlc(t)电路取代rlc电路，形成新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述时变rlc(t)电路中随时间变化的动脉血管半径由不同的波形函数表示，所述不同的波形函数代表动脉血管半径随不同按摩推拿手法的变化规律；运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化。通过上述方法，将不同按摩推拿手法对动脉血管半径的影响用波形函数表示，该波形函数做rlc(t)电路的参数之一，用rlc(t)电路取代原有的rlc电路，形成的新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，该仿真模型在运行过程中可直观地给出人体不同动脉血流动力学随不同按摩推拿手法的变化情况，进而可以为制定更为合理科学的按摩推拿治疗方案提供参考。
74.请参阅图3a至图8，在本实施方式中，一种存储设备800的具体实施方式如下：
75.一种存储设备800，其中存储有指令集，所述指令集用于执行：
76.构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型中的每段动脉血管被抽象为rlc电路；
77.采用时变rlc(t)电路取代rlc电路，形成新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，所述时变rlc(t)电路中随时间变化的动脉血管半径由不同的波形函数表示，所述不同的波形函数代表动脉血管半径随不同按摩推拿手法的变化规律；
78.运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化。
79.进一步的，所述指令集还用于执行：
80.所述“构建人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型”，具体还包括步骤：
81.将人体动脉血管划分为若干段，每段动脉血管抽象等效为rlc电路。在本实施方式中，根据先验知识将人体动脉血管分为若干段，例如55段，其中每段动脉血管可基于以下公式抽象等效为rlc电路：
82.r＝8ηl/(πr^4)、l＝ρl/(πr^2)、c＝(2πr^3l)/eh
83.其中，r、l、c分别对应电路的电阻、电感和电容；η为真实动脉血管内的血液粘度，ρ为真实动脉血管内的血液密度，r、l、h分别为该段真实动脉血管的半径、长度及动脉壁层厚，e为该段真实动脉血管的弹性模量。
84.如图3a所示为每一段动脉的rlc集中参数等效电路模型，图3b为55段动脉树模型，图3c为左上肢7段集中参数等效电路模型。
85.根据人体的动脉树模型构建集中参数等效电路网络仿真模型。并确定仿真模型的所有已知参数。
86.根据人体主动脉血流量波形构建所述仿真模型的激励源。例如对于7段左上肢的集中参数模型，采用正常人的标准设定参数，将人体心率设为70beat/min，仿真激励源采用人体主动脉弓血压测量波形进行8阶傅里叶拟合，得到如下的随时间变化的血流量激励源函数；
87.blood pressure
88.＝a0+a1cos(ωt)+b1sin(ωt)+a2cos(2ωt)+b2sin(2ωt)+a3cos(3ωt)+b3sin(3ωt)+a4cos(4ωt)+b4sin(4ωt)+a5cos(5ωt)+b5sin(5ωt)+a6cos(6ωt)+b6sin(6ωt)+a7cos(7ωt)+b7sin(7ωt)+a8cos(8ωt)+b8sin(8ωt)
89.其中a0＝70，a1＝83.95，b1＝102.3，a2＝-24.61，b2＝98.8，a3＝-53.43，b3＝20.81，a4＝-28.62，b4＝19.83，a5＝-38.05，b5＝-11，a6＝-7.822，b6＝-17.14，a7＝-4.74，b7＝-7.411，a8＝-0.7815，b8＝-8.382，ω＝7.328。
90.进一步的，基于按摩推拿会导致动脉血管半径r变化的事实，在研究按摩推拿对动脉血流动力学的影响时，采用随时间变化的等效rlc(t)电路模型替换掉按摩推拿所处的原动脉等效rlc电路，例如采用图4a所示的时变电阻，图4b所示的时变电容，图4c所示的时变电感模型。
91.根据按摩推拿手法的特点，动脉血管半径随按摩推拿的变化规律可以用不同的波形函数描述。例如，正弦波函数、三角波函数等等。波形特征参数包括频率、相位、幅值等，可以反映不同按摩推拿手法的技术特征。例如不同频率下的正弦波和三角波形状如图5所示。不同倍频(0.5f、f、2f、4f)的(a)正弦波血管半径时变曲线、(b)三角波血管半径时变曲线、(c)不同相位(0
°
、90
°
、180
°
)的正弦波血管半径时变曲线。
92.为了便于研究不同按摩推拿部位对动脉血流动力学的影响，时变rlc(t)电路模型采用在原地常rlc电路模型上引入扰动产生时变的rlc。时变电阻r(t)模型的构建流程如图6所示，图6左上角为定常电阻r模型，左下角为扰动，两者汇集为时变电阻r(t)，并封装为一个模块。
93.进一步的，为了让结果更直观的显示，所述指令集还用于执行：
94.所述“运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，得到不同按摩推拿手法对不同段动脉血流动力学的影响变化”，具体还包括步骤：
95.通过仿真软件运行所述新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，以可视化界面形式呈现模型运行结果。
96.即模型构建完成后，通过仿真软件的运算和展示，可以查看不同段动脉血流动力学的变化，例如血压、血流量等。如图7a为血压变化示意图，图7b为血流量变化示意图。
97.通过执行上述存储设备800中的指令集，将不同按摩推拿手法对动脉血管半径的影响用波形函数表示，该波形函数做rlc(t)电路的参数之一，用rlc(t)电路取代原有的rlc电路，形成的新的人体动脉的集中参数等效电路网络仿真模型，该仿真模型在运行过程中可直观地给出人体不同动脉血流动力学随不同按摩推拿手法的变化情况，进而可以为制定更为合理科学的按摩推拿治疗方案提供参考。
98.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。