外場(chǎng)控制螺旋波動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、螺旋波是普遍存在于自然界中的一類遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡態(tài)的時(shí)空斑圖。研究表明，螺旋波及其破裂在很多實(shí)際系統(tǒng)中是有害的。例如在心肌組織中，螺旋波的生成是導(dǎo)致心動(dòng)過(guò)速的主要原因；而螺旋波的破裂會(huì)將導(dǎo)致心顫的發(fā)生。因此，找到有效方法來(lái)預(yù)防和控制螺旋波，對(duì)心動(dòng)過(guò)速的診療等諸多實(shí)際問(wèn)題具有十分重要的意義。
　　伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)的發(fā)展和心肌細(xì)胞動(dòng)作電位數(shù)學(xué)模型的完善,計(jì)算機(jī)模擬和非線性穩(wěn)定性分析已成為探討和揭示心顫發(fā)生機(jī)制以及控制策略不

2、可替代的一種及其重要的研究方法。本論文正是通過(guò)采用這種方法，研究這種非線性波的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和相關(guān)控制策略。章節(jié)和結(jié)構(gòu)安排如下：
　　在第一章中，簡(jiǎn)單地介紹了螺旋波的普遍存在性、反應(yīng)-擴(kuò)散系統(tǒng)、螺旋波的形成過(guò)程以及計(jì)算機(jī)模擬中幾個(gè)常用的幾個(gè)偏微分方程模型。
　　在第二至第五章中，我們?cè)敿?xì)地闡述了通過(guò)數(shù)值模擬和解析計(jì)算所取得的四個(gè)主要結(jié)果。
　　在第二章中，從時(shí)空對(duì)稱性角度出發(fā)，在激發(fā)系統(tǒng)中加入旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性電場(chǎng)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)螺旋波

3、，研究了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱電場(chǎng)對(duì)激發(fā)介質(zhì)中螺旋波的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響和控制效果。研究發(fā)現(xiàn)：旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)能驅(qū)動(dòng)螺旋波達(dá)到同步旋轉(zhuǎn)；壓制Hopf分叉引起的漫游行為；阻止低激發(fā)性下螺旋波的破裂等一系列的顯著控制效果。
　　在第三章中，研究了激發(fā)介質(zhì)的周期性形變對(duì)受釘扎螺旋波動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響。首先，研究了缺陷性質(zhì)對(duì)受釘扎螺旋波的影響，發(fā)現(xiàn)了嵌入、環(huán)繞等現(xiàn)象；接著，給出了螺旋波波頭半徑與形變頻率的相圖；然后，揭示了形變驅(qū)動(dòng)螺旋波脫釘?shù)臈l件；最后，闡述了三種

4、不同的脫釘機(jī)理。研究結(jié)果加深了心肌組織形變與釘扎動(dòng)作電位相互作用的理解。
　　在第四章中，我們首次提出一種使用旋轉(zhuǎn)電脈沖(REP)在缺陷上激發(fā)興奮波的方法(REP-WEH)，驅(qū)除受釘扎螺旋波的新控制策略。通過(guò)與傳統(tǒng)的EP（單向脈沖）方法比較，發(fā)現(xiàn)REP方法能夠更有效地驅(qū)除釘扎螺旋波,同時(shí)我們對(duì)REP的優(yōu)點(diǎn)和機(jī)理做了詳細(xì)的闡述。
　　在第五章中，采用Barkley模型，我們研究通過(guò)局部刺激產(chǎn)生靶波來(lái)驅(qū)除釘扎在缺陷上的單臂、多臂