虚拟心脏是指将现代计算机科学领域的新理论、新方法和新技术应用于人体心脏生理学研究中,通过建立细胞、组织和器官等各级生理学对象的数学定量模型,来描述生理学中各种复杂过程的基本原理。它使得生物和医学研究人员对人体心脏生理反应机制的理解更加系统化、条理化和规范化,并为药效评估和临床试验的研究提供更直观和更高效的指导,是一门具有广阔应用前景的多学科交叉的研究领域。心肌细胞电生理模型的构建是整个虚拟心脏研究工作的基础,如何对模型进行描述,直接影响着虚拟心脏仿真系统的性能。结合心肌细胞电生理的知识,本文主要针对心肌细胞电生理模型通用表达方法进行探索和研究,主要研究内容包括:(1)提取心肌细胞电生理模型的抽象结构,实现模型的划分。首先综合分析各类心肌细胞电生理模型的内容,提取模型中的普遍概念,实现元素的分类;其次,确定元素之间的依赖关系,构建模型的抽象结构。(2)考虑心肌细胞电生理建模需求,设计并实现了基于XML的心肌细胞电生理建模语言MCML。内容上,利用语义的相关性和元素的依赖性,MCML保证了模型描述的完整;表述上,基于XML,MCML增强了模型描述的通用性与可移植性。(3)设计并实现MCML编辑器,提供图形化的用户界面,允许用户通过可视化的操作创建MCML模型,进而得到模型对应的XML文件。在MCML编辑器中,将MathML编辑器作为插件,整合进系统,实现了对数学等式的可视化编辑。它的实现使用户从枯燥繁冗的手工编写模型文件过程中解放出来,推进了MCML在心肌细胞电生理模型的描述过程中的应用。(4)利用MCML编辑器,分别实现了窦房结与心室肌两类心肌细胞电生理模型的实例描述,将得到的XML模型文件在ECM仿真平台中进行效果测试,分析测试结果,对MCML的表述效果与MCML编辑器的系统性能给出了客观评价。