心房颤动(简称房颤)是临床中最常见的心律失常疾病。房颤的特点是心房快速、不规则的活动,继而导致其失去机械收缩功能。随着年龄的增长,房颤的发病率不断上升,50多岁人群的发病率在0.5%,而80-90岁人群的发病率就上升到10%,最近几年,房颤的发病率呈日益增长的趋势。目前为止,虽然有很多关于房颤产生和维持机制的各种假说,如多子波折返假说、主导环折返假说和肺静脉异位局灶触发假说等,但房颤的确切机制仍不明确。房颤的药物治疗主要有两种治疗策略：节律控制和心率控制。但多种药物治疗房颤的效果相对较低且有副作用和并发症,并不能长期维持窦性心律,很难达到预期的效果。因此临床医生更多地追求确定的治疗方法,基于导管或外科手术消融的方法来治疗房颤,该方法是通过射频能量在心脏表面形成一些透壁消融线,通过去除导致房颤的潜在机制来治疗房颤。外科手术治愈房颤的同时,也提高了对房颤诱发和维持机制的认识,这在很大程度上也是导管消融技术发展的结果。对于房颤患者的各种治疗方法常常以经验为依据,且需要临床研究和动物实验来评价方法的有效性。心脏建模仿真是研究房颤的有效方法之一,可以研究房颤的发生和维持的潜在机制,同时也可以评价房颤治疗方法的有效性。与临床研究和动物实验相比较,模型仿真的方法可以控制不同的实验条件,具有可重复性、可再现的优点。但现有心房模型在很多方面还有局限性,需要进一步完善。本论文针对不同部位心房肌模型进行建模仿真研究,然后对房颤外科/射频导管消融方法进行仿真研究。主要研究内容有以下几个方面。首先,对房颤基本概念、发生机制和主要治疗方法进行了回顾。其次,基于犬心房肌的实验数据和前人发表的一些相关数据,首次建立了犬左心房肌和肌袖细胞模型。第三,基于其他学者新近发表的人心房肌模型,仿真重现了正常人心房肌细胞的各离子流和动作电位曲线。在此基础上，通过改变相关的离子流参数,实现了不同部位人心房肌动作电位的仿真。第四,基于Iyer和Gray发表的相位空间分布理论,提出了一种心脏折返模型中自动检测、跟踪相位奇异点的改进算法、比较分析了该算法的有效性和参数敏感精确性,并与Fenton和Karma提出的算法进行了比较。最后,基于我们实验室构建的具有详细解剖结构的心房模型(3-D Cardiome-CN human heart model)上对8种临床上常用的术式(其中也包括了Cox-MazeⅢ术式)进行了仿真和评价,并提出了几种基于Cox-MazeⅢ的优化改进消融术式。本论文的研究工作,对于今后进一步研究房颤的机制和房颤治疗方法具有重要意义。