基于波前计算和波速反馈法的心颤控制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11105074
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    吴宁杰
  • 依托单位：
    南京师范大学
  • 学科分类：
    A2503.统计物理与复杂系统
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

心颤是心脏猝死的最主要原因，当心脏严重受损时，如心肌纤维化、心肌缺血、电解质紊乱等，均易引起心颤。心肌膜电位在心脏解剖障碍区的传导阻滞，促使心电信号螺旋波在该处形成涡核中心，植入抗心动过速起搏器技术，可以部分消除涡核在该处的定扎，但仍然缺乏有效性，且对其生理机制也未完全阐明。本项目采用等高线追踪和光滑化算法，通过计算电信号传播的波阵面曲率场和波速场，对高频波前链在障碍区边缘的定扎和去定扎问题，受障碍区内外的激励性、障碍区尺度大小和边界效应等制约因素的影响进行研究，揭示消除心颤时所需电极的刺激频率和障碍区的特性之间的内在联系。本项目还提出了采用波前段的弧长、波速场以及波尖位置相关的空间梯度反馈场这三种方法，分别对稳定波前段、控制螺旋波波尖在障碍区的吸附和反射等问题进行研究，试图探索比靶波消除螺旋波更有效的控制方法，从而为电生理学家和心脏医学家防治心颤提供理论支持。

结项摘要

激发系统中波的控制研究具有现实意义。以心肌中的心颤为例，膜势电信号的传播被缺陷阻断，可导致心肌表面膜势电信号螺旋波态和湍流态的产生。项目组采用场主动分布的方法（即反馈）研究波的控制问题：一得出刺激频率和生成的靶波频率之间的函数关系，并用此高频靶波消除螺旋波；二提出闭环反馈控制原理，用波段长度作为反馈量，实现了对波段伸缩的有效控制；三利用装有“吸引子”的动态反馈窗，引导螺旋波的波头按任意轨迹行走，监控并有效地避开缺陷区；四作用在两个相邻区域上不同相位的共振周期场，发现在边界处的漂移是两者共振直线运动的合成；五在适当的频率、手征和幅值条件下，旋转电场可定扎漫游中的螺旋波，阻止多普勒效应引起的螺旋波的破缺。六得出神经元之间的变概率长程关联可导致螺旋波的产生，最后我们期望实验技术的发展能为我们的理论提供实现的可能。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Design of the spiral drift by distributing a feedback-related excitability over a small dynamic region
通过在小动态区域上分布反馈相关的兴奋性来设计螺旋漂移
  • DOI：
    10.1209/0295-5075/102/40002
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    EPL
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Wu, N. J.;Gao, H. J.;Ying, H. P.
  • 通讯作者：
    Ying, H. P.
Design and application of feedback-sustained target waves in excitable medium
可激励介质中反馈持续目标波的设计与应用
  • DOI：
    10.1016/j.cnsns.2012.06.020
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Communications in Nonlinear Science & Numerical Simulation
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wu, Ningjie;Chen, Jiangxing;Gao, Hongjun;Ying, Heping
  • 通讯作者：
    Ying, Heping

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  • 作者：
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其他文献

激发介质中反馈持续的靶波方法的设计和应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Communications in Nonlinear Science & Numerical Simulation
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴宁杰;陈江星;高鸿钧;应和平
  • 通讯作者：
    应和平
旋转电场驱动的螺旋波动力学性质研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    非线性科学与数值模拟通讯(英文版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈江星;彭亮;赵叶华;尤素萍;吴宁杰;应和平
  • 通讯作者：
    应和平
Dynamics of Vortex-Wave under Travelling-Wave Modulation
行波调制下涡波动力学
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    CHINESE PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    崔景安;吴宁杰;马军;应和平
  • 通讯作者：
    应和平
三维可激发系统中Winfree湍流态的控制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    物理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张宏;李炳伟;应和平;吴宁杰;曹周建;胡岗
  • 通讯作者：
    胡岗

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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