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心脏中的螺旋波和时空混沌的抑制研究

邝玉兰 唐国宁

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心脏中的螺旋波和时空混沌的抑制研究

邝玉兰, 唐国宁

Suppressions of spiral waves and spatiotemporal chaos in cardiac tissue

Kuang Yu-Lan, Tang Guo-Ning
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  • 以Luo-Rudy相I心脏模型为基础,研究心脏中螺旋波和时空混沌的控制,提出了两种控制方法: (Ⅰ)通过交替改变细胞外钾离子浓度来产生平面波,再利用弱外电场辅助平面波抑制螺旋波和时空混沌; (Ⅱ)先提高细胞外钾离子浓度,然后利用外电场激发波的方式产生平面波,再用平面波去抑制螺旋波和时空混沌. 研究结果表明,只要适当选择控制参数,这两种方法都能够有效抑制螺旋波和时空混沌. 当心肌出现局部缺血时,在心肌缺血处就会出现高的细胞外钾离子浓度,在这种情况下, 可以采用电场发射波的方法来抑制心脏中的螺旋波和时空混沌.对这些控制方法的优点和控制机制做了解释.
    Suppressions of spiral waves and spatiotemporal chaos in cardiac tissue are investigated by using the Luo-Rudy phase I model. Two control methods are proposed. (Ⅰ) A planar wave is generated by alternately changing the extracellular potassium ion concentration, and then a weak external electric field is used to help plane wave to suppress spiral waves and spatiotemporal chaos. (Ⅱ) The extracellular potassium ion concentration is first enhanced. Planar waves are then generated by the wave emission induced by an external electric field. We use the planar waves to suppress the spiral waves and spatiotemporal chaos. The results show that the control methods can effectively suppress spiral waves and spatiotemporal chaos when relevant parameters are appropriately chosen. When regional myocardial ischemia occurs, high extracellular potassium ion concentration will appear where myocardial ischemia occurs. The methods of wave emission can be used to suppress spiral waves and spatiotemporal chaos in heart in this case. The advantages and mechanism of the control methods are explained.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11165004, 10765002)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11165004, 10765002).
    [1]

    Meron E, Pelc E P 1988 Phys. Rev. Lett. 60 1880

    [2]

    Ma J, Wu N J, Ying H P, Pu Z S 2006 Chin. J. Comput. Phys. 23 243

    [3]

    Ma J, Pu Z S, Feng W J, Li W X 2005 Acta Phys. Sin. 54 4602 (in Chinese) [马军, 蒲忠盛, 冯旺军, 李维学 2005 54 4602]

    [4]

    Yi X Z, Liu Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6844 (in Chinese) [尹小舟, 刘勇 2008 57 6844]

    [5]

    Gao J Z, Xie L L, Xie W M, Gao J H 2011 Acta Phys. Sin. 60 080503 (in Chinese) [高加振, 谢玲玲, 谢伟苗, 高继华 2011 60 080503]

    [6]

    Gabbay M, Ott E, Guzdar P N 1999 Phys. Rev. E 59 2443

    [7]

    Krinsky V I, Hamm E, Voignier V 1996 Phys. Rev. Lett. 76 3854

    [8]

    Kheowan O U, Zykov V S, Rangsiman O, Muller S C 2001 Phys. Rev. Lett. 86 2170

    [9]

    Osipov G V, Collins J J 1999 Phys. Rev. E 60 54

    [10]

    Qu Z L, Weiss J N 2005 Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289 1692

    [11]

    Zhong M,Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 3070 (in Chinese) [钟敏, 唐国宁 2010 59 3070]

    [12]

    Ouyang Q 2001 Physics 30 31 (in Chinese) [欧阳颀 2001 物理 30 31]

    [13]

    Young J B, Abraham W T, Smith A L 2003 The Journal of the American Medical Association 289 2685

    [14]

    Wathen M S, Degroot P J, Sweeney M O, Stark A J, Otterness M F, Adkisson W O, Canby R C, Khalighi K, Machado C, Rubenstein D S, Volosin K J 2004 Circulation 110 2591

    [15]

    White J B, Walcott G P, Pollard A E, Ideker R E 1998 Circulation 97 1738

    [16]

    Pumir A, Krinsky V 1999 J. Theor. Biol. 199 311

    [17]

    Pumir A, Nikolski M, Hörning M, Isomura A, Agladze K, Yoshikawa K, Gilmour R, Bodenschatz E, Krinsky V 2007 Phys. Rev. Lett. 99 208101

    [18]

    Hörning M, Takagi S, Yoshikawa K 2010 Phys. Rev. E 82 021926

    [19]

    Kleber A G 1983 Circ. Res. 52 442

    [20]

    Luo C H, Rudy Y 1991 Circ. Res. 68 1501

    [21]

    Wu J H, Han Q S 1988 Computational Fluid Dynamics Theory, Mmethod and Application 05 (Beijing: Science press) p105 (in Chinese) [吴江航, 韩庆书 1988 计算流体力学的理论,方法及应用 05 (北京:科学出版社) 第105页]

    [22]

    Cui H, Sun L, Wang Z R 2006 J. Pract. Electrocardiol. 15 116 (in Chinese) [崔红, 孙玲, 王志榕 2006 实用心电学杂志 15 116]

    [23]

    Shaw R M, Rudy Y 1997 Cardiovasc. Res. 35 256

    [24]

    Zhong M, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 1593 (in Chinese) [钟敏, 唐国宁 2010 59 1593]

  • [1]

    Meron E, Pelc E P 1988 Phys. Rev. Lett. 60 1880

    [2]

    Ma J, Wu N J, Ying H P, Pu Z S 2006 Chin. J. Comput. Phys. 23 243

    [3]

    Ma J, Pu Z S, Feng W J, Li W X 2005 Acta Phys. Sin. 54 4602 (in Chinese) [马军, 蒲忠盛, 冯旺军, 李维学 2005 54 4602]

    [4]

    Yi X Z, Liu Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6844 (in Chinese) [尹小舟, 刘勇 2008 57 6844]

    [5]

    Gao J Z, Xie L L, Xie W M, Gao J H 2011 Acta Phys. Sin. 60 080503 (in Chinese) [高加振, 谢玲玲, 谢伟苗, 高继华 2011 60 080503]

    [6]

    Gabbay M, Ott E, Guzdar P N 1999 Phys. Rev. E 59 2443

    [7]

    Krinsky V I, Hamm E, Voignier V 1996 Phys. Rev. Lett. 76 3854

    [8]

    Kheowan O U, Zykov V S, Rangsiman O, Muller S C 2001 Phys. Rev. Lett. 86 2170

    [9]

    Osipov G V, Collins J J 1999 Phys. Rev. E 60 54

    [10]

    Qu Z L, Weiss J N 2005 Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289 1692

    [11]

    Zhong M,Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 3070 (in Chinese) [钟敏, 唐国宁 2010 59 3070]

    [12]

    Ouyang Q 2001 Physics 30 31 (in Chinese) [欧阳颀 2001 物理 30 31]

    [13]

    Young J B, Abraham W T, Smith A L 2003 The Journal of the American Medical Association 289 2685

    [14]

    Wathen M S, Degroot P J, Sweeney M O, Stark A J, Otterness M F, Adkisson W O, Canby R C, Khalighi K, Machado C, Rubenstein D S, Volosin K J 2004 Circulation 110 2591

    [15]

    White J B, Walcott G P, Pollard A E, Ideker R E 1998 Circulation 97 1738

    [16]

    Pumir A, Krinsky V 1999 J. Theor. Biol. 199 311

    [17]

    Pumir A, Nikolski M, Hörning M, Isomura A, Agladze K, Yoshikawa K, Gilmour R, Bodenschatz E, Krinsky V 2007 Phys. Rev. Lett. 99 208101

    [18]

    Hörning M, Takagi S, Yoshikawa K 2010 Phys. Rev. E 82 021926

    [19]

    Kleber A G 1983 Circ. Res. 52 442

    [20]

    Luo C H, Rudy Y 1991 Circ. Res. 68 1501

    [21]

    Wu J H, Han Q S 1988 Computational Fluid Dynamics Theory, Mmethod and Application 05 (Beijing: Science press) p105 (in Chinese) [吴江航, 韩庆书 1988 计算流体力学的理论,方法及应用 05 (北京:科学出版社) 第105页]

    [22]

    Cui H, Sun L, Wang Z R 2006 J. Pract. Electrocardiol. 15 116 (in Chinese) [崔红, 孙玲, 王志榕 2006 实用心电学杂志 15 116]

    [23]

    Shaw R M, Rudy Y 1997 Cardiovasc. Res. 35 256

    [24]

    Zhong M, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 1593 (in Chinese) [钟敏, 唐国宁 2010 59 1593]

  • [1] 李倩昀, 白婧, 唐国宁. 两层老化心肌组织中螺旋波和时空混沌的控制.  , 2021, 70(9): 098202. doi: 10.7498/aps.70.20201294
    [2] 李新霞, 李国壮, 刘洪波. 中国聚变工程实验堆等离子体螺旋波阻尼系数的研究.  , 2020, 69(14): 145201. doi: 10.7498/aps.69.20200222
    [3] 李倩昀, 黄志精, 唐国宁. 通过抑制波头旋转消除心脏中的螺旋波和时空混沌.  , 2018, 67(24): 248201. doi: 10.7498/aps.67.20181291
    [4] 杨雄, 程谋森, 王墨戈, 李小康. 螺旋波等离子体放电三维直接数值模拟.  , 2017, 66(2): 025201. doi: 10.7498/aps.66.025201
    [5] 王小艳, 汪芃, 李倩昀, 唐国宁. 用晚钠电流终止心脏中的螺旋波和时空混沌.  , 2017, 66(13): 138201. doi: 10.7498/aps.66.138201
    [6] 潘飞, 王小艳, 汪芃, 黎维新, 唐国宁. 通过放慢钠通道开闭控制心脏中的螺旋波和时空混沌.  , 2016, 65(19): 198201. doi: 10.7498/aps.65.198201
    [7] 潘飞, 黎维新, 王小艳, 唐国宁. 用低通滤波方法终止心脏组织中的螺旋波和时空混沌.  , 2015, 64(21): 218202. doi: 10.7498/aps.64.218202
    [8] 成玉国, 程谋森, 王墨戈, 李小康. 磁场对螺旋波等离子体波和能量吸收影响的数值研究.  , 2014, 63(3): 035203. doi: 10.7498/aps.63.035203
    [9] 乔成功, 李伟恒, 唐国宁. 细胞外钾离子浓度延迟恢复对螺旋波的影响研究.  , 2014, 63(23): 238201. doi: 10.7498/aps.63.238201
    [10] 刘海英, 杨翠云, 唐国宁. 心脏老化和收缩对螺旋波动力学的影响研究.  , 2013, 62(1): 010505. doi: 10.7498/aps.62.010505
    [11] 袁国勇, 张焕, 王光瑞. 多可激性障碍下的螺旋波动力学.  , 2013, 62(16): 160502. doi: 10.7498/aps.62.160502
    [12] 乔成功, 王利利, 李伟恒, 唐国宁. 钾扩散耦合引起的心脏中螺旋波的变化.  , 2013, 62(19): 198201. doi: 10.7498/aps.62.198201
    [13] 周振玮, 王利利, 乔成功, 陈醒基, 田涛涛, 唐国宁. 用同步复极化终止心脏中的螺旋波和时空混沌.  , 2013, 62(15): 150508. doi: 10.7498/aps.62.150508
    [14] 刘少宝, 吴莹, 郝忠文, 李银军, 贾宁. 钠离子和钾离子通道噪声扰动对神经网络时空模式的影响.  , 2012, 61(2): 020503. doi: 10.7498/aps.61.020503
    [15] 邝玉兰, 唐国宁. 利用短期心脏记忆消除螺旋波和时空混沌.  , 2012, 61(19): 190501. doi: 10.7498/aps.61.190501
    [16] 祝金川, 李成仁, 齐笳羽, 任旭东, 岳喜爽. CO2激光器对相位共轭波时空混沌系统控制和同步的研究.  , 2011, 60(10): 104213. doi: 10.7498/aps.60.104213
    [17] 钟敏, 唐国宁. 局域反馈抑制心脏中的螺旋波和时空混沌.  , 2010, 59(3): 1593-1599. doi: 10.7498/aps.59.1593
    [18] 钟敏, 唐国宁. 用钙离子通道激动剂抑制心脏组织中的螺旋波和时空混沌.  , 2010, 59(5): 3070-3076. doi: 10.7498/aps.59.3070
    [19] 岳立娟, 沈 柯, 徐明奇. 非线性反馈法控制相位共轭波的光学时空混沌.  , 2007, 56(8): 4378-4382. doi: 10.7498/aps.56.4378
    [20] 马 军, 蒲忠胜, 冯旺军, 李维学. 旋转中心力场消除螺旋波和时空混沌.  , 2005, 54(10): 4602-4609. doi: 10.7498/aps.54.4602
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-26
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-05

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