對於血鉀濃度改變引起心肌興奮性的變化?其變化可否用函數表達?表達式是否具有意義?

低鉀血症會引起心肌興奮性的升高,輕度高鉀血症會引心肌興奮性升高,而重度高血鉀心肌興奮性下降。這能否建立函數相關性,相關性有無意義實際意義?

試想應用:對於心功能或者其他器官出現障礙的情況下,能否建立電解質與功能發揮的模擬函數,指導調節穩態,延緩甚至扭轉衰竭。如果從事相關研究的人員希望介紹一下。


已刪。


可以,不過就這個具體問題,目前表達式不會非常精確,有意義但是意義不大。

生物醫療工程中的System Modeling(其實就是數學系統建模)這個分支就是專門搗鼓這些問題的,主要是通過模擬和微分方程解決題主所描述的這類問題。

當然,由於系統的複雜性,這些模型相當複雜——光是一個低級的模型就可能非常複雜,而隨著系統層級的升高,模型複雜性進一步升高。(例如下圖就是一個簡單的心臟功能模型,每一個小框可以看做一個函數,每個函數又由別的更低級的函數組成……需要精確表達有無數變數需要考慮)

關於上面說的「更低級的函數」,舉個例子,例如這個光是模擬Purkinje cell的DiFrancesco-Noble Model,一共有十六個變數,其中有六個變數和鉀離子濃度相關。

這個模型是在1985年提出的,你可以想像解起來會多困難。不過幸運的是,藉助現在牛逼的計算技術以及完善的演算法和更簡易的軟體,複雜系統的模擬可以更簡單快速實現。模擬整個系統並不是不可能,不過這依然無法完美模擬複雜程度很高的系統,畢竟人類的能力是有限的,系統複雜性一高就無法避免各種疏漏,無法做到絕對精確。

換個角度,絕對精確的函數顯然不是必須的。很多時候,雖然不能建立一個完美的函數表達,但光是學習這些考慮到主要變數的模型,就可以極大程度的增加人們對各類生理現象和疾病的認知。這對操縱某些特定變數的藥物和療法的研發有非常大的幫助,也就是正如題主所說的:

對於心功能或者其他器官出現障礙的情況下,能否建立電解質與功能發揮的模擬函數,指導調節穩態,延緩甚至扭轉衰竭。

對於心功能或者其他器官出現障礙,由於我們了解絕大多數障礙的起因,我們並不需要模擬整個器官系統,很多時候而只要了解其中的一小部分便可以解決這些障礙。這也是最經濟的辦法。

當然,針對個體,除了建立模型,還可以通過實驗來取得所謂的「函數」。例如題主所描述的:

低鉀血症會引起心肌興奮性的升高,輕度高鉀血症會引心肌興奮性升高,而重度高血鉀心肌興奮性下降。

的由來。

直接實驗就可以了解到的信息,直接使用也未嘗不是辦法。光是這個認知,就使得人們了解到血鉀濃度對心肌的影響,制定了一系列有效的治療(殺人)方法。

解決這類黑箱問題從來就不是一個經濟的選擇。

大概就是這樣。


理論上可以,實際很難。

首先興奮性是個概念,有現成可用的評價指標嗎?

還有病人年齡 基礎疾病 甚至巨大的個體差異等等需要考慮。

而且建立函數需要大量數據,而從以上提到如此眾多變數來看,靠回顧性分析恐怕不夠,必須有設計了不同血鉀水平分組的對列研究,而你這種明知或故意製造血鉀異常的試驗,倫理上過不了關。

當然從動物試驗入手也許可以實現。


謝邀

個體差異太大,精確的數學方法無法描述,你看藥物有效性的描述都只能用ED95來表述,具體到個案毫無意義。

這也是醫學很難去操作的一個原因,人體沒有那麼精確


我認為這個可以有,但模型會很粗糙,前提條件也會很多。

藥學里有門葯代動力學,專門研究藥物在體內的代謝和分布情況(不知道在醫學專業有沒有類似課程),並總結出粗略的數學模型。只要能實時監測血鉀濃度,是可以推算出心肌部分的鉀離子分布情況的。心肌的電生理研究的也算比較多,建個模應該還是可以的,我本科在的實驗室就是做心肌的膜片鉗的。

如此得來的也只是一個模型,應該已經有人做這個工作了。每個人的身體情況都是不同的,同時激素、神經都在時刻的調節著心跳。如果把這些影響因素也弄到方程里修正,那就複雜了,因為外界對人的刺激就都會成為潛在的影響因素了,這樣一來可能就要涉及玄學內容了。。

抱歉答案中出現了許多「可能」、「應該」之類的詞。。就要考試了,考完試著查查文獻,也答個詳細點的。。


如果真要做研究的話,有想法了應該去查文獻。


很高大上的交叉學科問題,但是估計對臨床沒多大意義。一旦出現高鉀就降唄,期間多複查就行了。另外如果感興趣的話建議做鈉離子研究,快速補鈉會導致腦橋中央髓鞘溶解,建立一個模型是否能很好的指導補鈉速度呢?有意義,但人體太複雜,個體差異大,不太好實施啊。


兄弟,這種高難度的問題,你可是問錯人了~學醫的哪個人現在還學高數啊?數學家反過來又有幾個懂醫的?想法甚好,但是付諸實踐就得打個問號了


很難描述,個體差異太大


興奮性取決於靜息電位和閾電位差值還有Na通道的狀態,前者可以寫個關於鉀離子濃度的函數。我回去看看病生:)


題主的問題 讓我聯想到了注射死刑


可以建立,但是只能適用於此時的此人。例Y=kX+b,k和b由此時的此人決定。所以有卵用?還好沒有這些玩意,不然得多少人失業啊……


不同個體差異太大,其他指標無法精確控制,你只關注血鉀,血鈉血鈣的變化你考慮不,而且心肌興奮性如何量化,離體還是體內。


我覺得可以,你有心可以去找找文獻,這種基礎醫學的東西肯定很早就有人做過了。但是沒有意義,因為個體差異的存在,估計能得到共性的曲線圖形,未必能在數值上得到統一。


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