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Modelando a desfibrilhação

A fibrilação cardíaca descreve a deterioração da actividade elétrica do coração, que conduz o bombeamento periódico do coração. Esta actividade elétrica, que é organizada geralmente, torna-se desorganizada em testes padrões autónomos da activação elétrica.

A fibrilação cardíaca conduz a uma redução na saída cardíaca que pode rapidamente causar a morte na ausência da intervenção clínica. A desfibrilhação cardíaca, que confia no uso de um dispositivo implantable e automático, entrega um choque eléctrico forte ao coração. A desfibrilhação cardíaca é a única técnica eficaz para tratar distúrbios risco de vida no ritmo cardíaco.

Crédito de imagem: Racha Phuangpoo/Shutterstock.com

modelos 3D

Os modelos (3D) tridimensionais exactos da desfibrilhação ventricular, junto com a observação experimental próxima, foram chaves a descobrir os eventos elétricos que ocorrem em conseqüência da interacção entre um miocárdio de fibrilação e a administração de choque elétrico.

A eficácia de um desfibrilador cardíaco depende do posicionamento dos eléctrodos que transmitem as correntes elétricas ao coração. A maioria de desfibriladores implantados são usados para tratar os povos envelhecidos 80 anos ou sobre, mas podem igualmente ser usados para tratar crianças. O posicionamento de um desfibrilador é particularmente importante quando as crianças são involvidas, porque seu crescimento pode gradualmente mudar o posicionamento. A anatomia do coração da criança igualmente difere daquela do coração adulto.

Modelos de software

O software que modela sistemas existe agora para determinar o posicionamento óptimo dos desfibriladores. Modelar sistemas pode ser usada para traçar o tórax e para indicar o posicionamento principal de desfibriladores cardíacos internos ou externos, aumentando desse modo sua eficácia.

Este software usa aplicações cirúrgicas do planeamento, junto com inclinações miocárdicos da tensão, para prever a probabilidade do desfibrilador que é bem sucedido. Se a hipótese da massa crítica é aplicada, a desfibrilhação eficaz está conseguida somente se um inclinação da tensão do ponto inicial é produzido em uma grande proporção dos músculos de coração.

Especificamente, um inclinação de 3 a 5 volts pelo centímetro em 95% do coração é geralmente necessário. Os inclinações sobre 60 volts pelo centímetro podem danificar o tecido do coração. O software é projectado obter os valores seguros do inclinação que estão ainda acima do ponto inicial para a desfibrilhação bem sucedida.

Os estudos da simulação que usam este software mostraram que mesmo as pequenas alterações no posicionamento dos eléctrodos podem ter efeitos significativos na desfibrilhação. Os sistemas de software de modelagem fornecem a orientação em escolher a colocação óptima dos desfibriladores nas crianças e nos adultos.

Modelagem de Bidomain

Os projectos recentes são baseados em modelos do bidomain do tecido cardíaco. Os modelos de Biodomain fornecem uma forma do coração e uma geometria realísticas de fibras do coração determinando como o tecido cardíaco responde a choque eléctrico.

Em um estudo usando o modelo do bidomain do miocárdio, que esclarece o fluxo da corrente elétrica em domínios intersticiais e intracelulares, Sepulveda e outros, mostrou que polarização da membrana induzida por choque pode ser mais complexa do que foi pensado previamente.

Seu estudo da simulação indicou que a resposta do tecido do miocárdio a um estímulo unipolar forte envolveu despolarizar e hyperpolarizing os efeitos que ocorrem na grande proximidade se os espaços intracelulares e extracelulares são anisotrópicos ou direcional dependente mas a um grau diferente. Em modelos do monodomain, as anisotropias iguais são supor inerente e não é possível para a polarização da polaridade oposta ocorrer.

A possibilidade destes “eléctrodos virtuais” que existem foi continuada mais tarde usando o traço óptico, que confirmou a previsão. A polarização virtual do eléctrodo (VEP) tem-se transformado desde um essencial na pesquisa da desfibrilhação. VEP no miocárdio refere agora as áreas da despolarização e do hyperpolarization choque-induzidos elétricos da membrana e seu teste padrão espacial nos ventrículos, que representa o estado miocárdico novo no fim do choque. A actividade elétrica de cargo-choque que segue é pela maior parte dependente deste estado novo do miocárdio.

Bidomain que modela estudos mostrou que o teste padrão de cargo-choque VEP é o factor principal para determinar a origem de activações cargo-elétricas de choque na segunda etapa do processo da desfibrilhação. Nas regiões onde os ânodos e os cátodos virtuais elétrico-choque-induzidos estão na grande proximidade, é possível induzir uma excitação da “ruptura” depois que o choque terminou.

As pilhas despolarizadas no cátodo fornecem uma corrente excitatory que induza uma despolarização regenerativa e onda da propagação nos ânodos virtuais recém-criados dentro da proximidade imediata. VEP positivo pode igualmente conduzir à despolarização directa das diferenças excitáveis actuais em que o choque é entregado ao miocárdio de fibrilação.

Estes são referidos como “faça” excitações e sua descoberta, junto com aquela de excitações da ruptura, conduziu a uma compreensão melhorada de como as activações novas se tornam em conseqüência de administrar um estímulo forte.

Referências

  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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