虽然心搏动力学的线性和非线性方法和临床应用的研究已有很多报道,但是对心率变异性频谱分析结果的生理和病理机制尚在研究中,对非线性动力学行为的解释还较少见报道。本研究根据我们近期的工作提示,拟通过对心衰和慢阻肺动物模型的实验研究,以及急性压力反射重调定的定量研究,探讨心搏动力学非线性特征的潜在机理,以及心肺耦合对心搏动力学的非线性特征的影响。力图用统一的数学模型来解释心搏动力学已有的线性和非线性分析方
自上世纪60年代以来,心率变异性的研究所发表的论文数逐年大量增加。本课题首次从心率变异性的昼夜节律证明了传统频谱分析成分(LF和HF)与非线性动力学分析的基于Volterra-Wiener级数的混沌检测率(Detection Rate, DR)以及噪声极限(Noise Limit, NL)显著相关;因此,不能用交感迷走平衡假说解释LF和HF,而应该从交感和迷走神经的非线性相互作用去解释;在心率变异性昼夜节律中,白天HF降低与随意呼吸模式有关,我们证明了随意呼吸模式对心率变异性的HF和DR均有显著影响;建立了非线性神经动力学模型,对心血管昼夜节律的频谱成分和非线性特性进行了成功的仿真,并提示心交感和心迷走的突触前相互作用是心血管非线性调节的重要机理;头高位倾斜实验证实了体位改变对压力反射敏感性的影响,并意外发现并非所有人头高位倾斜时血压改变遵从先降低再升高的规律,应从血液动力学和心血管自主神经调节的拮抗作用获得更全面的理解。