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Modellistica della defibrillazione

La fibrillazione cardiaca descrive il deterioramento dell'attività elettrica del cuore, che determina il pompaggio periodico del cuore. Questa attività elettrica, che è organizzata solitamente, è disorganizzata nei reticoli autonomi dell'attivazione elettrica.

La fibrillazione cardiaca piombo ad una riduzione del volume del sangue arterioso che può causare rapidamente la morte in assenza di intervento clinico. La defibrillazione cardiaca, che conta sull'uso di un'unità impiantabile ed automatica, consegna una forte scossa elettrica al cuore. La defibrillazione cardiaca è la sola efficace tecnica per il trattamento delle perturbazioni pericolose nel ritmo cardiaco.

Credito di immagine: Racha Phuangpoo/Shutterstock.com

modelli 3D

I modelli tridimensionali accurati (3D) della defibrillazione ventricolare, con l'attento esame sperimentale, sono stati chiave a scoprire gli eventi elettrici che si presentano come conseguenza dell'interazione fra un miocardio di fibrillazione e l'amministrazione di scossa elettrica.

L'efficacia di un defibrillatore cardiaco dipende dal posizionamento degli elettrodi che trasmettono le correnti elettriche al cuore. La maggior parte dei defibrillatori impiantati sono utilizzati per curare la gente di 80 anni o più, ma possono anche essere usati per curare i bambini. Il posizionamento di un defibrillatore è particolarmente importante quando i bambini sono implicati, poichè la loro crescita può cambiare gradualmente il posizionamento. L'anatomia del cuore del bambino egualmente differisce da quella del cuore adulto.

Modelli di software

Il software che modella i sistemi ora esiste per determinare il posizionamento ottimale dei defibrillatori. La modellistica dei sistemi può essere usata per mappare il torace e per indicare il posizionamento principale dei defibrillatori cardiaci interni o esterni, quindi aumentante la loro efficacia.

Questo software usa le applicazioni chirurgiche di progettazione, con i gradienti del miocardio di tensione, per predire la probabilità del defibrillatore che riesce. Se l'ipotesi della massa critica è applicata, l'efficace defibrillazione è raggiunta soltanto se un gradiente di tensione della soglia è prodotto in una grande proporzione dei muscoli di cuore.

Specificamente, un gradiente di 3 - 5 volt per centimetro in 95% del cuore è necessario solitamente. I gradienti oltre 60 volt per centimetro possono danneggiare il tessuto del cuore. Il software è destinato per ottenere i valori sicuri di gradiente che sono ancora sopra la soglia per la riuscita defibrillazione.

Gli studi di simulazione facendo uso di questo software hanno indicato che anche i piccoli cambi nel posizionamento degli elettrodi possono avere effetti significativi sulla defibrillazione. I sistemi di software modellanti forniscono l'orientamento nella scelta del collocamento ottimale dei defibrillatori in bambini ed in adulti.

Modellistica di Bidomain

Le progettazioni recenti sono basate sui modelli del bidomain del tessuto cardiaco. I modelli di Biodomain forniscono una forma del cuore e la geometria realistiche delle fibre del cuore per la determinazione come il tessuto cardiaco risponde a scossa elettrica.

In uno studio facendo uso del modello del bidomain del miocardio, che rappresenta il flusso della corrente elettrica sia nei domini interstiziali che intracellulari, Sepulveda et al., ha mostrato che polarizzazione della membrana indotta da scossa può essere più complessa di precedentemente è stato pensato.

Il loro studio di simulazione ha indicato che la risposta del tessuto del miocardio ad un forte stimolo unipolare ha compreso depolarizzare e hyperpolarizing gli effetti che si presentano nella grande prossimità se sia gli spazi intracellulari che extracellulari sono anisotropi o direzionale dipendente ma ad un grado differente. Nei modelli del monodomain, le anisotropie uguali inerentemente sono presupposte e non è possibile che la polarizzazione di polarità opposta accada.

La possibilità di questi “elettrodi virtuali„ che esistono più successivamente è stata continuata facendo uso della mappatura ottica, che ha confermato la previsione. La polarizzazione virtuale dell'elettrodo (VEP) da allora si è trasformata in in un sostegno nella ricerca di defibrillazione. VEP nel miocardio ora si riferisce alle aree dadi depolarizzazione e dal dadi hyperpolarization indotti da scossa elettrici della membrana ed al loro reticolo spaziale nei ventricoli, che rappresenta il nuovo stato del miocardio alla conclusione della scossa. L'attività elettrica di post-scossa che segue dipende in gran parte da questo nuovo stato del miocardio.

Bidomain che modella gli studi ha indicato che il reticolo di post-scossa VEP è il fattore principale per la determinazione dell'origine delle attivazioni post-elettriche di scossa nella seconda tappa del trattamento di defibrillazione. Nelle regioni dove da anodi e da catodi virtuali indotti da elettrica sono nella grande prossimità, è possibile suscitare un'eccitazione “della rottura„ dopo che la scossa ha cessato.

Le celle depolarizzate nel catodo forniscono una corrente eccitante che induce una depolarizzazione a ricupero ed onda propagarsi negli anodi virtuali di recente creazione all'interno di prossimità immediata. VEP positivo può anche provocare la depolarizzazione diretta delle lacune eccitabili presenti in cui la scossa è consegnata al miocardio di fibrillazione.

Questi si riferiscono a come “faccia„ le eccitazioni e la loro scoperta, con quella delle eccitazioni della rottura, piombo ad una comprensione migliore di come le nuove attivazioni si sviluppano come conseguenza dell'amministrazione dello stimolo forte.

Riferimenti

  1. www.cchaforlife.org/.../ACHD-Pacemakers-and-Defibrillators.pdf
  2. http://www.who.int/medical_devices/innovation/defibrillator_manual.pdf
  3. www.heart.org/.../ucm_300340.pdf
  4. https://www.resus.org.uk/pages/aed.pdf
  5. http://europace.oxfordjournals.org/content/16/5/705

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Last Updated: Mar 24, 2021

Sally Robertson

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Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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