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摘要：反应扩散系统中螺旋波和时空混沌的控制一直是学者们关注的热点问题,对这些问题研究的兴趣来人们在心脏中观察到螺旋波,发现心律失常与心肌中出现螺旋波电信号有关,螺旋波破碎成时空混沌将导致心脏的纤维性颤动,危及生命.因此计算机模拟和实验方法去研究螺旋波动力学,治疗心律失常的方法,对心脏病的防治有.,人们螺旋波的特性了如空间梯度场扰动、参数扰动、混沌信号控制、反馈控制、周期信号驱动等控制螺旋波和时空混沌方法,但这些方法有些不是具体的心型的,因此在临床上存在控制方法不容易实施控制效果差等问题.,人们心脏的电生理特性还了借助药物治疗心律失常,药物控制方法在一定上了比较好的疗效,但长期使用药物又会破坏心肌组织中的离子平衡,导致心颤.因此探索新的治疗心律失常的方法是非常有的.本论文主要研究了二维心脏组织上螺旋波和时空混沌的控制.研究结果分别介绍如下：章为综述性,主要包括7个小节.第1节简单介绍非线性系统与混沌,第2节主要介绍几种典型的反应扩散系统,第3节主要介绍螺旋波的动力学,包括螺旋波的产生、漫游以及失稳破碎,第4节主要介绍心脏的基本结构及心脏中跨膜电位的形成,第5节主要介绍心脏动力学模型,第6节介绍非线性动力学控制心律失常的方法,第7节主要介绍心颤的类型和临床除颤的方法.章研究用钙离子通道阻滞剂抑制心脏组织中的螺旋波和时空混沌.使用钙离子通道阻滞剂单纯减少钙离子流的最大电导率不能达到控制目的,使用钙离子通道阻滞剂调制钙离子流的最大电导率,使之按行波方式变化.研究结果：在选取控制参数下,该方法能在短时间内抑制螺旋波和时空混沌,使系统回到静息态.在钙电导率按行波方式变化下,观察到时空混沌转变成螺旋波的现象.对控制机制作了简要讨论.章研究提高扩散系数的方法来抑制螺旋波和时空混沌,并不交替和交替两种方式改变扩散系数.数值模拟结果：在选择控制参数下,以不交替方式提高扩散系数可以抑制螺旋波,但不能抑制时空混沌,因为控制效果依赖控制时机；交替方式提高扩散系数可抑制时空混沌,发现螺旋波和时空混沌被抑制是均匀介质中出现了传导障碍的缘故.章研究提高细胞外的钾离子浓度来抑制心脏中的螺旋波和时空混沌.了两种抑制策略,一是让细胞外的钾离子浓度突然提高,当提高幅度时,该方法能地抑制心脏中的螺旋波和时空混沌,尤其对被缺陷钉扎的螺旋波也能实现抑制.二是让细胞外的钾离子浓度周期变化,但限制变化的幅度.研究,在选取控制参数下,该方法能抑制螺旋波和时空混沌,但不能抑制被缺陷钉扎的螺旋波.对控制机制了分析.关键词：螺旋波论文时空混沌论文心脏论文离子电流论文
摘要3-5
Abstract5-9
章 引言和综述9-26
1.1 非线性系统与混沌9-10
1.2 时空系统及时空斑图10-13
1.3 螺旋波的动力学13-16
1.3.1 螺旋波的产生13-14
1.3.2 螺旋波的漫游14-15
1.3.3 螺旋波的破碎15-16
1.4 心脏动力学16-18
1.4.1 心脏的基本结构16-17
1.4.2 心肌细胞跨膜电位及形成机制17-18
1.5 心脏动力学模型18-21
1.5.1 单细胞动力学模型19-20
1.5.2 心脏组织动力学模型20-21
1.6 非线性动力学与心脏心律失常的控制21-24
1.6.1 独立于模型的控制22-23
1.6.2 低维时间上心律失常的非线性动力学控制23
1.6.3 时空心律不齐的非线性动力学控制23-24
1.7 心律失常及临床除颤方法24-26
章 用钙离子阻滞剂抑制心脏中的螺旋波和时空混沌26-33
2.1 Luo-Rudy相Ⅰ模型26-28
2.2 控制方法28
2.3 数值模拟结果28-31
2.4 控制机制分析31
2.5 小结31-33
章 提高扩散抑制心脏中的螺旋波和时空混沌33-39
3.1 控制方法33-34
3.2 数值模拟及结果34-37
3.3 控制机制分析37-38
3.4 小结38-39
章 提高细胞外的钾离子浓度抑制心脏中的螺旋波和时空混沌39-46
4.1 不同细胞外钾离子浓度下的螺旋波39-40
4.2 捷变方法抑制心脏中的螺旋波和时空混沌40-42
4.3 周期调制细胞外的钾离子浓度抑制螺旋波和时空混沌42-44
4.4 机制分析44-45
4.5 小结45-46