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从生物力学的角度讲，作为心肌细胞内钙致钙释放基本单位的钙火花是细胞内钙离子的随机点源扩散和胞内物质进行化学反应的动力学过程。基于FICK扩散理论，钙火花的控制方程为对于这个化学反应扩散问题，考虑的扩散物质主要有钙离子（我们研究的主要对象）和钙离子的示踪剂（钙荧光剂，试验中可以测量的量），参加反应的物质包括钙离子、钙荧光剂和胞内的钙离子缓冲剂(buffers)。要小的多，因为很大比例的荧光剂与细胞中的一些物质结合，尤其是与一些固定的胞内组成部分结合。
加上钙荧光剂受其他大分子物质（蛋白质等）的影响，大约 80％的荧光剂被固定住。模型中为了计算方便，将荧光剂考虑成可以移动。但为了兼顾那些不能移动的荧光剂，将扩散系数降低到sm/20 。另外，我们假设荧光剂的扩散系数不受荧光剂是否与钙离子结合的影响。这是因为钙离子的分子量（几十）要远小于荧光剂的分子量（几百甚至更高），而扩散系数与离子半径成反比。细胞质中存在很多可溶性的钙结合蛋白，对胞质内自由钙离子浓度变化做出或快或慢的反应。这些蛋白除了具有生理作用之外还起着对钙离子的缓冲作用。
而人工加入的钙荧光剂也是通过结合当地的自由钙离子来标记钙离子的浓度。从这个角度讲，钙荧光剂也算是一种缓冲剂。缓冲剂和钙荧光剂与钙离子反应的化学方程式如下钙离子的重新吸收主要是由位于内质网上和质膜上的钙泵来完成的。我们的模型中主要考虑内质网膜上的三磷酸腺苷依赖的钙泵，因为质膜上的钠-钾交换器的作用相比较而言可以忽略。钙泵模型中吸收的速率可以表示成：钙泵的吸收作用需要由内质网膜上的钙离子的泄漏进行平衡，这个泄漏项是一个常数。
在静息状态下，它应该与钙泵对钙离子的吸收作用大小相等，方向相反FICK扩散的本质是布朗运动，它是一种马尔科夫局域性的运动，即空间某点的离子通量与该点的浓度梯度成正比。既不考虑其它地方离子运动的影响，也不考虑时间进程的影响。在许多复杂系统中，不同时刻的离子运动和不同空间点的离子运动相互作用，这时，就必须考虑运动过程的时间相关性和空间相关性，我们把这种非马尔科夫局域性的运动称为反常扩散。由于考虑了运动过程的时间相关性和空间相关性，反常扩散可以通过分数阶微积分来表达。
