[发明专利]一种心脏细胞模型动作电位模拟方法

权利要求书

1.一种心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，包括：

在数据初始化后，根据当前模拟时间，基于广义Trotter算子分裂法构建得到MC模型的四类完全解耦的渐进解，并根据所述四类渐进解计算得到钠离子通道电流；

根据当前模拟时间配置不同的固定时间步长，并根据所述钠离子通道电流和心脏细胞模型中其他离子通道电流计算出所有新的离子浓度；

根据所有离子电流的总和计算出动作电位；同时，当前模拟时间自增长一个步长并判断增长后的模拟时间是否超过预设心跳周期，当确定没有超过预设心跳周期时，将增长后的模拟时间作为当前时间重新计算钠离子通道电流以及其他离子通道电流、所有离子浓度和动作电位，直到增长后的模拟时间确定超过预设心跳周期时，输出动作电位结果，完成模拟；

所述根据当前模拟时间配置不同的固定时间步长的步骤中，具体为：

判断当前模拟时间是否存在于预设的刺激时间范围内，当确定当前模拟时间存在于预设的刺激时间范围内时，配置固定时间步长为第一预设时间步长；否则，配置固定时间步长为第二预设时间步长。

2.如权利要求1所述的心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，所述根据当前模拟时间，基于广义Trotter算子分裂法构建得到MC模型的四类渐进解，并根据所述四类渐进解计算得到钠离子通道电流的步骤中，包括：

在当前模拟时间为第一个心跳周期时，将MC模型状态系数矩阵分解为多个子矩阵，并通过广义Trotter公式构建得到MC模型的四类渐进解，根据需要任选一类渐进解得到新的状态；当判断达到收敛条件时，遍历求出最大截断阶的p值；

在当前模拟时间超过第一个心跳周期时，将所述最大截断阶的p值在第二个心跳周期开始使用求解MC模型的四类渐进解，得到新的状态，直至整个模拟结束；

在得到新的状态之后，计算MC模型的反转电势，最后计算钠离子通道电流。

3.如权利要求2所述的心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，所述MC模型状态系数矩阵分解为14个子矩阵。

4.如权利要求2所述的心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，所述四类渐进解为：

1-order GTOS:

2-order GTOS:

3-order GTOS:

4-order GTOS:

其中，p为截断阶，Δt为固定时间步长，和均为模型的状态占有率的中间过程量，所述F1、F2、F3、F4分别为1阶算子分裂公式、2阶算子分裂公式、3阶算子分裂公式、4阶算子分裂公式。

5.如权利要求2所述的心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，所述收敛条件为：当状态占有率的相对误差向量的所有元素的绝对值中的最大值小于0.01时，则认为模型的数值解达到了收敛解。

6.如权利要求1所述的心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，所述预设心跳周期为3000个心跳周期。

7.如权利要求1所述的心脏细胞模型动作电位模拟方法，其特征在于，所述第一预设时间步长为0.01毫秒，所述第二预设时间步长为0.1毫秒。