2012年宜宾学院第三届大学生数学建模竞赛题目 « 数学建模网

2012年宜宾学院第三届大学生数学建模竞赛题目

时间：2012年05月19日作者：amao查看次数:1,939 次评论次数：1

消息来源：http://lm.madio.net/html/loc2252_90/20120518_855.html

A题：比格犬心肌急性缺血再灌注中的参数选择

一背景材料
材料与方法
一、研究对象
健康比格犬10只，均为雌性，体质量9～16kg，平均(12.49±1.33)kg，由四川省医学科学院·四川省人民医院实验动物所提供。
二、仪器与方法
仪器：采用Acuson Sequoia 512和Siemens SV2000型彩色多普勒超声诊断仪，内置VVI成像软件；4V1c探头，频率4.25～4.75MHz，SYNGO US图像处理工作站(Siemens公司)；LEAD2000型多道电生理仪(成都锦江电子)；IE902-C型麻醉呼吸机(北京瑞得伊格尔有限公司)，DF1200微量输液泵。
动物模型的制备：常规术前准备后用氯胺酮(4～6mg／kg)和芬太尼(0.001～0.002mg／kg)联合静脉麻醉实验动物；气管插管连接呼吸机人工呼吸，调节通气频率及潮气量于合适水平；体表记录心电图。分离左侧颈总动脉插入测压导管监测左心室流出道压力，建立四肢静脉通道补液及给药。胸骨左缘4、5肋间切口开胸，剪开心包制成心包吊篮。用丝线逐渐结扎左冠状动脉前降支心尖部和最靠近心尖部的对角支，为减少室颤等并发症，每结扎完一根丝线后观察5min后再结扎下一处，每只犬共结扎4处，不同犬每次结扎位置尽量一致（如图1所示），持续上述4处结扎60min后解除全部结扎点，再灌注120min，从而完成犬左心室前壁急性缺血再灌注模型的制备。
图像采集：在VVI模式下，设置二维灰阶图像参数，动态范围65～70dB，图像帧频50～80Hz，采用二次谐波成像。采集左心室前壁中间段在基础状态及急性心肌缺血再灌注后连续3个完整心动周期的心尖二腔心切面和左心室乳头肌水平短轴切面二维灰阶动态图像，储存于磁光盘中，以备脱机VVI分析。

（略）图1 冠状动脉结扎示意图（图中黑圈处）

心脏病理染色：将10%氯化钾10ml注入左心房处死犬，取出犬心脏，在-200C冰柜中冷冻25分钟后将左心室横切成约3-5mm的短轴切片，放人2％氯化三苯四氮唑溶液(TTC)中，在37.50C电热恒温培养箱内染色30分钟，其中染色15分钟后翻转一次切片，以便充分染色；染色完成后放入4%的多聚甲醛内固定，次日进行数码照相，提取数据。
图像分析：将存储的图像导入VVI工作站，动态观察左心室前壁中间段在基础状态和急性心肌缺血再灌注后心内膜下心肌运动速度大小和方向；选取心内膜最清晰的一帧图像冻结(多为收缩中、末期)，调节图像亮度、对比度及灰度，强化内膜边缘；从12点钟位置顺时针开始手工逐点描记勾画左心室心内膜边界；操作完成后，系统自动跟踪心内膜上的每一个点，生成不同方向和大小的动态速度向量图。如未满意跟踪，可重新勾画或调整曲线位置，使心内膜上取样点的位置靠近心肌。本研究采用左心室18节段划分法，软件自动显示左心室短轴乳头肌水平6个节段(前间隔、前壁、侧壁、后壁、下壁、后间隔)、心尖二腔心6个节段(前壁基底段、前壁中间段、前壁心尖段、下壁心尖段、下壁中间段、下壁基底段)的时间-运动曲线。记录左心室前壁中间段心内膜下长轴4个参数（纵向应变LS、纵向应变率LSr、纵向速度LV、纵向位移LD）和短轴8个参数（径向位移RD、径向速度RV、周向应变CS、周向应变率CSr、径向应变RS、径向应变率RSr、旋转角度R、角度旋转率RR），以备定量分析；采用M型超声测量左心室收缩末期内径(LVIDS)、舒张末期内径(LVIDD)、射血分数(LVEF)及心率(HR)，采用频谱多普勒测量主动脉瓣口前向血流速度时间积分(VTI)。
三、统计学分析
采用SPSS13.0统计软件包，所有数据在检验前进行正态性检验和方差齐性检验，呈正态分布数据以均数±标准差（±s）表示，若非正态分布改用秩和检验，多组均数比较采用单因素方差分析（ONE WAY ANOVA）,组间均数比较采用Student-Newman-Keulsa(SNK)检验，检验水准α=0.05。

结果
一、一般情况
10只犬中，2只犬因实验中突发室颤死亡，8只犬成功建立左心室前壁心肌急性缺血再灌注模型，结扎犬冠状动脉左前降支心尖部和最靠近心尖部的对角支后15min，心电图即出现ST段抬高、T波倒置等缺血表现，肉眼观犬左心室前壁中间部逐渐由浅红色变为暗红色（见图2）。

（略）图2冠状动脉结扎15min后左心室前壁颜色加深（箭头所示）
每只犬心脏标本均进行了TTC染色，8只犬左心室前壁中间段均未见明显梗死灶（见图3）。

（略）图3 左心室前壁中间段TTC染色未见梗死灶

二、常规超声参数比较
基础状态和急性缺血再灌注后比较，LVIDD、LVIDS、LVEF、HR及VTI五种参数的均数无统计学差异(P>0.05)。见表1。

（略）表l 基础状态、急性缺血再灌注后常规超声参数比较表（±s）

问题一根据所给的资料确定那个参数灵敏地反映了缺血程度，为什么？给出理由。
问题二根据所给的资料确定那个参数能准确地反映了缺血程度，是否可作为缺血的指标？
数据见附件2