Realistická simulácia aktivácie srdca a povrchových potenciálov pri stimulácii pravej komory

Riešitelia: J. Švehlíková, E. Cocherová, J. Zelinka, M. Haška, M. Tyšler

Na realistickej geometrii srdca pacienta boli pomocou modelov šírenia aktivácie na báze celulárneho automatu (CA) a reakčno-difúznych rovníc (RD) simulované priebehy aktivácie komôr srdca pri stimulácii pravej komory. S použitím RD modelu bola nasimulovaná aj normálna aktivácia komôr, ktorá vizuálne zodpovedala publikovaným výsledkom experimentov in vivo. Súčasne bolo možné sledovať rozdielnu dynamiku aktivácie v oboch modeloch, pričom na rozdiel od konštantnej rýchlosti postupu frontu v CA modeli, bola v RD modeli rýchlosť závislá na tvare šíriaceho sa frontu. Na realistickom modeli hrudníka pacienta, získanom z CT, boli pomocou CA modelu vypočítané povrchové potenciálové mapy počas prvých 20 ms simulovanej aktivácie, ktoré boli porovnané s mapami nameranými na tom istom pacientovi počas stimulácie katétrom umiestneným v pravej srdcovej komore. Najvyššia priemerná korelácia medzi nameranými a simulovanými mapami bola 0,89 v homogénnom, resp. 0,91 v nehomogénnom hrudníku. Táto bola získaná pri pozícii štartovacieho bodu simulovanej aktivácie 23, resp. 22 mm od skutočnej pozície katétra. Táto štúdia ukázala, do akej miery je uvedené modely možné použiť na simuláciu aktivácie komôr a overovanie výsledkov získaných pri lokalizácii zdrojov komorových arytmií.

 

Súvisiace projekty:

VEGA 2/0125/19 – Meranie a modelovanie elektrického poľa srdca na neinvazívnu identifikáciu a interpretáciu štrukturálnych zmien komorového myokardu vedúcich k ventrikulárnym arytmiám.

 

 

Obr.: Vľavo: Realistická geometria srdca (spredu, vo zvislej polohe) s vyznačeným bodom stimulácie (hore) a aktivovaná oblasť komôr v čase 12 ms (pohľad od bázy srdca k apexu). V strede: nehomogénny model hrudníka pacienta a pozície meracích elektród. Vpravo: nameraná (hore) a simulovaná (dole) mapa povrchových potenciálov [mV] v čase 12 ms pri stimulácii v pravej komore.

 

Publikácie:

  1. ŠVEHLÍKOVÁ, Jana – ZELINKA, Ján – HAŠKA, Miroslav – TYŠLER Milan. Simulation of measured body surface potential map during early right ventricular pacing. In MEASUREMENT 2019: Proceedings of the 12th International Conference on Measurement. Editors: J. Maňka, J. Švehlíková, V. Witkovský, I. Frollo. – Bratislava, Slovakia: Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences, 2019, p. 34-37. ISBN 978-80-972629-2-1.
  2. COCHEROVÁ, Elena – ŠVEHLÍKOVÁ, Jana – TYŠLER Milan. Evaluation of activation times in ventricular model with realistic geometry and conduction system. In MEASUREMENT 2019: Proceedings of the 12th International Conference on Measurement. Editors: J. Maňka, J. Švehlíková, V. Witkovský, I. Frollo. – Bratislava, Slovakia: Institute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences, 2019, p. 26-29. ISBN 978-80-972629-2-1.
  3. COCHEROVÁ, Elena – ŠVEHLÍKOVÁ, Jana – TYŠLER, Milan. Activation in cardiac ventricular model with patient specific geometry and conduction system. In Trendy v biomedicínskom inžinierstve 2019: 13. konferencia slovenských a českých pracovísk biomedicínskeho inžinierstva. – Žilina, Slovak Republic: University of Žilina, 2019. ISBN 978-80-554-1587-1.