文献中发表了几个分娩教育模拟模型，并将其纳入商业培训模拟器(CAE Healthcare Lucina)。然而，这个模拟器的引擎不包括临床相关指标的模型:子宫收缩幅度和频率，宫颈扩张。在本文中，提出了一个正常分娩初产的模型。
概念和数学模型代表下丘脑催产素释放、催产素药代动力学、催产素对子宫收缩、宫颈扩张的影响，以及宫颈扩张对下丘脑催产素释放的(正)反馈。
模拟结果宫颈扩张提出，以及目标数据为正常初产。相应的催产素浓度和子宫收缩的幅度和频率也被提出。
一个原始的经验模型的教育模拟催产素浓度，子宫收缩，宫颈扩张在第一阶段的劳动被提出。宫颈扩张的模拟结果与正常患者的目标数据相匹配。该模型为考虑更多自变量和患者情况奠定了基础，因此可以大大扩展可以模拟的训练场景的范围。
子宫收缩、胎儿下降和宫颈扩张被用来评估分娩的进展。这些相关的现象在产妇之间有很大的差异，并可能在胎儿的情况下发生。模拟器允许在正常和危急情况下随意练习，对真正的患者没有任何风险。文献中发表了几个分娩教育模拟模型[1，2，3.]，并整合到市面上可用的训练模拟器[4］．所引用的模型使子宫压波形的振幅、频率、持续时间和静息音在催产素和抗宫缩药的影响下自发演变。然而，这些变量与宫颈扩张之间的关系是有脚本的。
催产素的积极反馈循环在第一阶段分娩过程中起着核心作用。下丘脑向血液中释放催产素，催产素被输送到子宫，刺激子宫收缩。宫缩导致胎儿下降。胎儿头下降引起宫颈扩张。颈椎牵张感受器通过传入神经向下丘脑发送信号，刺激催产素的额外释放，从而闭合环路。随着时间的推移，这个循环会导致逐渐加强的收缩和扩张[5］．
可以为一些收缩和扩张概况建立数据库，并用于脚本训练模拟目的。然而，对于许多患者的情况，以及可能受到外源性催产素和抗宫缩药等外部影响的催产素浓度、子宫收缩、胎儿下降和子宫扩张之间的相互作用的真实模拟，需要基于模型的方法。这样的模型不仅增加了对交互过程的了解，而且大大扩展了可以模拟的场景的范围，超出了数据库中可以描述的相对简单的现象。
在这篇创新论文中，我们提出了一个模拟催产素浓度和收缩和扩张曲线的经验模型，为这样一个模型奠定了基础。该模型应该能够在真实或加速时间内运行，并且应该易于操作，以反映不同的患者。
本文做出了基本假设，类似于巴斯托斯等人的文章。[3.]，在理解生理关系的基础上，为了使模型尽可能简单，同时接近Zhang等的目标数据。[6］．介绍中描述的子系统和连接子系统的变量在图的框图中体现出来。1．
第一阶段分娩时宫颈扩张教育模拟的概念模型。Oxt。：oxytocin
模型方程见图。1从左到右依次介绍如下。下丘脑释放催产素的速率r (t)在mU/min中有固定的分量，体现在参数中P1线性依赖于增益P2在感觉到的扩张上d (t)在厘米:
参数的单位可以很容易地从变量的单位推导出来。催产素质量的变化取决于消除速率常数P3.，当前质量m (t)为释放速率，释放速率由一级药代动力学模型表示:
质量除以分布的体积P4结果为催产素浓度mU/mL:
收缩频率的浓度依赖性f (t)在1/min和收缩幅度(t)单位为毫米汞柱，用s形曲线表示。（4)及(5)．例如，在Eq. (4)，当浓度为零时，频率为零;对于浓度等于P6时，为最大频率的50%P5；浓度较高时，它倾向于P5．两种药效学关系的斜率由P7：
振幅有一个非零基线P8和一个浓度依赖的部分反映在P9(最大振幅值与基线振幅值之差):
扩张的变化取决于胎儿对子宫颈施加的压力P10，在这个版本的模型中假设是固定的，并且在频率和振幅的乘积上。第二个影响被假定为与增益成线性比例P11．因此，产生的子宫模型是
参考参数和经经验调整的参数见表1．
方程(1 - 6)在MATLAB (MATLAB R2017a, The MathWorks Inc.)中实现，采用积分步长为1 min的欧拉正演法对两个微分方程进行积分。给出了模型仿真结果，并与Zhang等人获得的目标数据进行了比较。6]用于宫颈扩张。
模拟扩张与正常患者的扩张相匹配，其近似值被认为足以用于教育模拟。参数P2而且P11被调整以达到这个匹配。进一步的研究可以解决哪些参数是患者或人群特定的，并可用于模拟不同的分娩类型。模型参数估计过程可以形式化，以便临床教师可以轻松地使用它来满足他或她的教育目标。正在进行的工作包括扩展目标数据集，并将模拟结果与之匹配，以提高模型的有效性，并证明匹配不同患者档案的可能性。药物动力学模型的关键分析可能是必要的。探索外源性催产素给药模型的有效性也很有趣。
一个原始的经验模型的教育模拟催产素浓度，子宫收缩，宫颈扩张在第一阶段的劳动被提出。宫颈扩张的模拟结果与正常患者的目标数据相匹配。所提出的模型为考虑更多的自变量和患者情况提供了一个健全、明确的基础，从而大大扩展了可以模拟的训练场景的范围。
Bastos LF, Lobo MF, van Meurs WL, Ayres-de-Campos D.用于分娩和分娩教育模拟的宫内压力发生器。中华医学杂志，2010;32:40 - 5。
Bastos LF, van Meurs W, Ayres-de-Campos D.分娩过程中子宫收缩演变的教育模拟模型。中国生物医学工程学报，2012;
Lobo MF, Bastos LF, van Meurs WL, Ayres-de-Campos D.催产素对子宫收缩影响的教育模拟模型。中华医学杂志。2013;35:524-31。
分娩模拟器。https://caehealthcare.com/patient-simulation/lucina．2017年6月8日访问。
Marieb EN, Hoehn K.怀孕与人类发展。在:人体解剖学和生理学。第10版:培生教育有限公司;2015.1116 - 7页。
张娟，张志刚，张志刚，张志刚。自然分娩模式与新生儿正常结局的关系。妇产科杂志2013;116:1281-7。
Fuchs A-R, Romero R, Keefe D, Parra M, Oyarzun E, Behnke E.催产素分泌与人类分娩:女性自然分娩时脉冲频率和持续时间增加。美国妇产科杂志。1991;165:1515-23。
抗利尿激素、催产素和口渴的生理学研究。在:内分泌学和代谢的原则和实践。第三版:利平科特·威廉姆斯和威尔金斯;2001.p . 276 - 84。
液体生理学。http://www.anaesthesiamcq.com/FluidBook/fl2_1.php．2017年6月1日访问。
卡尔代罗-巴尔西亚R，波塞罗JJ。催产素和孕妇子宫的收缩能力。神经科学，1959;75(2子宫):813-30。
Antonucci MC, Pitman MC, Eid T, Steer PJ, Genevier ES。同时监测头-宫颈力，宫内压和分娩时宫颈扩张。中华医学杂志，1997;19:317-26。
Silvano Gefferie在2017年4月20-21日，荷兰恩斯赫德召开的急性护理应用建模会议上，因其在这篇论文中阐述的工作而获得了Nicolaas Westerhof青年研究者一等奖。Willem van Meurs在2016-2017学年的部分工资是由加拿大蒙特利尔CAE医疗保健公司的拨款资助的。
本研究中使用和/或分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。
SG, AS和KW进行了研究并撰写了手稿。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。HZ在研究的第一阶段提供了一般指导，并在后面的阶段给出了他对数学模型的看法。WvM在整个研究项目中提供指导，并对学术写作和风格提供反馈。LFB澄清了她发表的模拟催产素对子宫收缩影响的模型的实施。MBvdH-vdJ对手稿的生理、建模和教育模拟方面给出了一般反馈。
不适用。
Drs。费雷拉·巴斯托斯(Ferreira Bastos)和范·默尔斯(Van Meurs)获得了波尔图大学向加拿大蒙特利尔CAE医疗保健公司介绍中提到的分娩模拟器的特许权使用费。在2016-2017学年，Willem van Meurs是加拿大蒙特利尔CAE医疗保健公司的顾问，并获得了该公司的资助。其余的作者宣称他们没有竞争利益。
伟德体育在线施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
开放获取本文根据创作共用属性4.0国际许可协议(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)，允许在任何媒介上不受限制地使用、分发和复制，前提是您对原作者和来源给予适当的赞扬，提供到创作共用许可证的链接，并注明是否进行了更改。创作共用公共领域奉献弃权书(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)除另有说明外，适用于本条所提供的资料。
杰弗里，s.r.，斯科尔滕，a.w.j.，威伦斯，K.A.E.et al。第一产程宫颈扩张教育模拟的经验模型。睡觉一起3.， 9(2018)。https://doi.org/10.1186/s41077-018-0068-3
收到了：
接受：
发表：
DOI：https://doi.org/10.1186/s41077-018-0068-3
