0-1维闭环多尺度心血管模型广泛应用于人体血流动力学和病理学的研究,传统模型大多采用时变倒电容模型模拟心脏的泵血功能,忽略了心脏微观层面的工作过程,限制了其在研究心脏疾病机理方面的应用。本文目的在于提出一个基于心肌细胞模型和集中参数模型的全身闭环多尺度心血管模型。通过将心脏四个房室的几何形状分别简化为不同容积、壁厚的薄壁半球模型,耦合心肌细胞模型与横桥动力学模型来模拟心脏心肌细胞肌节的收缩运动,并用Laplace定律实现心腔收缩与心肌肌节张力的转化,来评估其血动力学性能。模型仿真得到的心脏体积、压力波形以及瓣膜流量波形能够基本再现在生理范围内,心肌细胞层面的动作电位的瞬态变化和细胞内钠、钾、钙三类微观离子流,也显示合理的电生理学特性。本模型能实现从微观心肌电生理学到宏观心脏收缩运动层面的整个心脏工作过程的模拟,拓展0-1维心血管模型在研究心血管系统疾病机理方面的应用提供可能。本文进一步将心血管模型应用于全身麻醉引起的体温调节系统的损伤和低温环境对围手术期体温调节的仿真模拟。本文通过将简单的麻醉模型耦合到个体化体温调节模型中,用于评估年龄、肥胖和心血管疾病等个体化特征对体温调节的影响。计算结果显示在低温环境下,与年轻人相比,老年人体核温度较低,体表温度偏高。本文发现当血管收缩的阈值设置降低约0.5-3℃时,会引起体核温度的显著降低,显示身体的个体化特征对低温环境下人体温度有重要影响。