18865

۱۸۸۶۵

ارايه روشي براي رسم منحني هاي جبران در سلول عضله ي بطني و تجزيه و تحليل آنها

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

بهمن ۱۳۹۶

دكتر سيد خجت سبزپوشان

برق

مدل رياضي سلول قلبي، ابزار مهمي براي شبيه¬سازي رفتار¬هاي طبيعي و غيرطبيعي سلول قلبي مي¬باشد. امروزه مدل¬هاي الكتروفيزيولوژيكي كاملي براي شبيه¬سازي رفتار سلول قلبي ارايه شده است. متاسفانه اين مدل¬ها بسيار پيچيده¬اند و زمان زيادي را براي اجرا صرف مي¬كنند. به دليل فوق محققان تلاش مي¬كنند تا مدلي ارايه دهند كه پيچيدگي و حجم محاسباتي كمتري داشته باشد. تحقيقات نشان داده، وجود خاصيت جبران در سلول عضله¬ي قلبي دليل بسياري از آريتمي¬هاي قلبي از جمله فيبريلاسيون بطني كه يكي از خطرناك¬ترين بيماري¬هاي قلبي است مي¬باشد. فرضيه جبران ، نقش مهمي درآغاز و ادامه فيبريلاسيون بطني ايفا مي¬كند و مدل¬سازي آن مي¬تواند گام مهمي را در درمان اين بيماري داشته باشد. در اين تحقيق با استفاده از مدل كمينه¬ي 3 متغير حالتي كه كه توسط گروه ديگري ارايه شده است، خاصيت جبران بررسي مي‌شود. بدين منظور پارامترهاي موثر بر وجود خاصيت جبران، ابتدا مشخص و سپس نحوه تاثير آن‌ها بر روي منحني جبران مورد تحليل قرار مي‌گردد. به منظور رسم منحني‌هاي جبران نيز از دو روش قرارداد استاندارد S1-S2 و جبران ديناميكي استفاده شد. در ادامه براي جلوگيري از آلترنانس و برطرف كردن آن سعي شد، منحني جبران از طريق كنترل پارامترهاي مدل مسطح گردد. به منظور صحت‌سنجي نتايج، بررسي‌هاي انجام شده بر روي مدل مورد استفاده در اين تحقيق با دو مدل HR و LR-I مقايسه شد. در انتها رفتار آشوب‌گونه‌ي مدل مورد تحليل قرار گرفت و با بررسي نسبتي به نام نسبت ثابت زماني‌هاي مدل، تاثير اين نسبت‌ها بر روي رفتار آشوبگونه‌ي مدل كه تعبير فيزيولوژيكي آن پيدايش آلترنانس در عضله‌ي قلبي است بررسي گرديد. با برآورده كردن هدف مسطح كردن منحني جبران و در نتيجه‌ي آن جلوگيري از آلترنانس كه جزو نتايج اين پژوهش مي‌باشد، مي¬توان از فيبريلاسيون بطني جلوگيري نمود. كليد واژه : مدل كمينه – خاصيت جبران – مدلسازي-فيبريلاسيون بطني- مسطح كردن منحني جبران

1397/03/01

5/22/2018 12:00:00 AM

Mathematical model of cardiac cell is an important tool for simulating the natural and unnatural behavior of cardiac cell. Today, Several electrophysiological models for simulating cardiac cell behavior has been proposed. Unfortunately these models are so complicated and spent a lot of time to run. For this reason researchers try to propose a model in order to decrease complexity of calculations. Studies has shown presence of restitution property in cardiac muscle cell is the main reason of many arrhythmias such as cardiac ventricular fibrillation that is one of the most dangerous heart disease. Restitution hypotheses has the main role in starting and continuing of ventricular fibrillation, and its modeling could take a significant step forward in the treatment of this disease. In this study, with using minimal model which consists of three state variables, restitution property is investigated. For this purpose, first, the parameters affecting the existence of restitution is determined, and then, the way these parameters effect on restitution curve is investigated. In order to drawing restitution curves, S1-S2 method and dynamical method has been used. For avoiding cardiac alternans and resolving it, it is tried to get the restitution curve flat with controlling models parameters. To verification the accuracy of results, examinations which are applied on the model, are compared with HR and LR-I model. Finally, the model chaotic behavior is examined, and with analyzing the proportion of time constants of model, the effectiveness of these proportions on chaotic behavior of model which its physiological mean is the presence of alternans in cardiac muscle, has been studied. With fulfilling the purpose of getting restitution curve flat, and therewith avoiding cardiac alternans which is a part of this study result, it is possible to avoid ventricular fibrillation. Keywords: Ventricular action potential – Minimal model – Restitution property – modeling- Action potential duration