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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 facendo uso di un'unità impiantabile ed automatica per consegnare una forte scossa elettrica al cuore è la sola efficace tecnica per il trattamento delle perturbazioni pericolose nel ritmo cardiaco.

I modelli 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 il miocardio di fibrillazione e l'amministrazione di scossa elettrica.

L'efficacia di un defibrillatore cardiaco molto 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 a volte devono essere usati per curare i bambini. Il posizionamento di un defibrillatore è particolarmente importante dove i bambini sono interessati perché la loro crescita può cambiare gradualmente il posizionamento. L'anatomia del cuore del bambino egualmente differisce da quella del cuore adulto.

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 ed 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, per fornire 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 uniploar ha compreso depolarizzare e hyperpolarizing gli effetti che si presentano nella grande prossimità se sia gli spazi intracellulari che extracellulari sono anisotropi (direzionale dipendente), ma ad un grado differente. Nei modelli del monodomain, le anisotropie uguali inerentemente sono presupposte e non è possibile che le polarizzazioni di polarità opposta accadano. 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 che determina l'origine delle attivazioni post-elettriche di scossa nella seconda tappa del trattamento di defibrillazione. Nelle regioni dove la scossa elettrica ha indotto gli anodi virtuali ed i catodi 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 risultato dell'amministrazione dello stimolo forte.

Sorgenti

  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: Aug 23, 2018

Sally Robertson

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Sally Robertson

Sally has a Bachelor's Degree in Biomedical Sciences (B.Sc.). She is a specialist in reviewing and summarising the latest findings across all areas of medicine covered in major, high-impact, world-leading international medical journals, international press conferences and bulletins from governmental agencies and regulatory bodies. At News-Medical, Sally generates daily news features, life science articles and interview coverage.

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