折返性心律失常，临床上常常表现为心房颤动和心室颤动等，是人类生命的严重威胁之一。充分了解和掌握这些心律失常的基本电生理特性和发生、发展过程，对于提高临床治疗水平，挽救患者生命等，具有十分重要的意义。由于临床和实验中可采用的实验工具和检测设备仍然非常有限，关于心脏纤颤机制的研究一直没有取得很大的进展。本文以心肌纤维的动作电位时程(action potential duration，APD)恢复特性为研究主线，以理论计算的形式探讨了以心室颤动为代表的心肌纤颤的起源、维系和治疗终止等机制，主要包括以下几方面研究内容。 首先概要介绍了心脏电生理研究中所需要了解的基本概念和基本理论，为以后各个章节的详细描述奠定基础；强调指出心肌组织中存在固有的APD恢复特性非均匀分布；同时对目前世界上关于心室纤颤等的基本治疗和理论研究进行了简单回顾。 接下来介绍了心脏电生理标测技术的基本原理和实际应用。标测技术是近年来出现的关于心脏电活动研究的有力工具，虽然还有很多不能解决的问题，但毕竟在一定程度上使心脏病学家对心肌纤颤的发生、发展等有了一个初步的概念性的认识，而不象以前那样完全停留在各种假说的水平上；通过对标测数据的进一步分析，初步验证了心肌纤颤中的混沌特性，为将来各种心脏控制技术的科研发展提供了依据；强调了心肌组织中存在的APD恢复特性的不均匀分布对于折返性心律失常的诱发和维系具有十分重要意义。 第三章主要以一维心肌组织模型为基础，理论上证实了除了心肌组织中固有的APD恢复特性不均匀分布外，心肌组织中的动态APD恢复特性在心肌纤颤诱发等过程中也具有十分重要的意义，从而试图解释正常健康心脏中突发猝死的基本理论，并进一步强调了APD恢复特性研究在心脏纤颤机制探讨中的重要地位。 接下来对APD恢复特性进一步深入地进行了研究，根据APD恢复特性的各种实验测量协议，理论推导出了心肌纤维电活动的稳定性判据，为心脏控制技术的研究提供借鉴。 第五章主要研究除颤电击脉冲的各种相关参数对除颤效果的影响，主要对比了单相波和双相波在心肌纤维APD扩展上的不同作用，根据前面的论述，试图证实双相波在临床应用上优于单相波的主要原因，未必就是单相波对APD的扩展大于双相波，更重要的可能是双相波对APD的扩展具有远优于单相波的均匀性。 由于APD恢复特性的复杂性，目前提出的各种数学描述都有各种缺陷。根据人工神经网络，尤其是BP网络在描述复杂非线性函数关系上的优势，第六章研究中尝试采用BP网络来描述复杂的APD恢复特性。理论证明BP网络可以在很高精度上描述APD恢复特性的复杂函数关系。 心力衰竭是造成心室纤颤的主要原因，将近一半的心力衰竭患者由于心室纤颤而猝死。最后一章根据最近创建的人类心室细胞电生理模型，结合近年来关于心力衰竭的基础研究成果，建立了人类心力衰竭心室细胞的电生理模型，基于这个模型，研究了最近提出的心脏收缩调节技术对心肌纤维内钙离子活动的积极影响，从而提出了心脏收缩调节技术治疗心力衰竭的理论依据，为未来把心脏收缩调节技术融合在心脏起搏器等植入式设备中造福心力衰竭患者提供了理论支持。