波前

概念含義

波前是一種波面，或者說是波陣面。請看下面的詳細解釋。

波陣面: 波源發(fā)出的振動在介質(zhì)中傳播經(jīng)相同時間所到達的各點組成的面。同一波陣面上各點的振動相位相同。

我們把波動過程中,介質(zhì)中振動相位相同的點連成的面稱為波陣面,把波陣面中走在最前面的那個波陣面稱為波前.由于波面上各點的相位相同,所以波面是同相面。

在某一時刻，由波源最初振動狀態(tài)傳到的各點所連成的曲面，叫做波前或者波陣面。顯然，波前是波陣面的特例，但卻是傳到最前面的那個波面，所以，在任一時刻，只有一個波前。波前是球面的波，叫做球面波，波前是平面的波，叫做平面波。在各向同性的介質(zhì)中，波線與波面垂直。

波傳播到某一位置處等相位面組成的曲面稱為波前。換個說法，它指的是某一時刻波動所達到最前方的各點所連成的曲面。波前質(zhì)點的振動情況與機械波的波源初始振動情況相同。

心顫是心臟猝死的最主要原因，當心臟嚴重受損時，如心肌纖維化、心肌缺血、電解質(zhì)紊亂等，均易引起心顫。心肌膜電位在心臟解剖障礙區(qū)的傳導(dǎo)阻滯，促使心電信號螺旋波在該處形成渦核中心，植入抗心動過速起搏器技術(shù)，可以部分消除渦核在該處的定扎，但仍然缺乏有效性，且對其生理機制也未完全闡明。本項目采用等高線追蹤和光滑化算法，通過計算電信號傳播的波陣面曲率場和波速場，對高頻波前鏈在障礙區(qū)邊緣的定扎和去定扎問題，受障礙區(qū)內(nèi)外的激勵性、障礙區(qū)尺度大小和邊界效應(yīng)等制約因素的影響進行研究，揭示消除心顫時所需電極的刺激頻率和障礙區(qū)的特性之間的內(nèi)在聯(lián)系。本項目還提出了采用波前段的弧長、波速場以及波尖位置相關(guān)的空間梯度反饋場這三種方法，分別對穩(wěn)定波前段、控制螺旋波波尖在障礙區(qū)的吸附和反射等問題進行研究，試圖探索比靶波消除螺旋波更有效的控制方法，從而為電生理學(xué)家和心臟醫(yī)學(xué)家防治心顫提供理論支持。

激發(fā)系統(tǒng)中波的控制研究具有現(xiàn)實意義。以心肌中的心顫為例，膜勢電信號的傳播被缺陷阻斷，可導(dǎo)致心肌表面膜勢電信號螺旋波態(tài)和湍流態(tài)的產(chǎn)生。項目組采用場主動分布的方法（即反饋）研究波的控制問題：一得出刺激頻率和生成的靶波頻率之間的函數(shù)關(guān)系，并用此高頻靶波消除螺旋波；二提出閉環(huán)反饋控制原理，用波段長度作為反饋量，實現(xiàn)了對波段伸縮的有效控制；三利用裝有“吸引子”的動態(tài)反饋窗，引導(dǎo)螺旋波的波頭按任意軌跡行走，監(jiān)控并有效地避開缺陷區(qū)；四作用在兩個相鄰區(qū)域上不同相位的共振周期場，發(fā)現(xiàn)在邊界處的漂移是兩者共振直線運動的合成；五在適當?shù)念l率、手征和幅值條件下，旋轉(zhuǎn)電場可定扎漫游中的螺旋波，阻止多普勒效應(yīng)引起的螺旋波的破缺。六得出神經(jīng)元之間的變概率長程關(guān)聯(lián)可導(dǎo)致螺旋波的產(chǎn)生，最后我們期望實驗技術(shù)的發(fā)展能為我們的理論提供實現(xiàn)的可能。