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模拟不应期心肌组织的生理学精度:体积平均双域模型与基于细胞的 EMI 模型之比较

数值分析 2023-04-11 v1 数值分析 医学物理 组织与器官

摘要

心肌组织的不应期可使用强度-间期(SI)曲线进行定量描述。SI 曲线中所包含的信息与包括起搏器和植入式心律转复除颤器在内的抗心律失常装置的设计密切相关。随着计算心脏建模日益普及,将计算导出的 SI 曲线作为实验导出曲线的补充或前驱加以考虑已变得可行。因此,考察不同心肌组织模型所产生的 SI 曲线轮廓,以确定某些模型是否比其他模型更准确地捕捉不应期,是有益的。在本研究中,我们比较了两种组织模型的单极 SI 曲线:当前最先进的双域模型与近期开发的细胞外-膜-细胞内(EMI)模型。EMI 模型对单个细胞结构进行分辨,使其比双域模型更为细致;双域模型放弃单个心肌细胞的结构,将其均匀地处理为连续体。我们发现,所得 SI 曲线阐明了模型间的差异,其中包括 EMI 模型的行为相比双域模型明显更接近实验数据的不应期行为。这些结果对未来计算起搏器仿真具有启示意义,并揭示了各模型所预测的心肌组织不应期特性。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.04115,
  title  = {Physiological accuracy in simulating refractory cardiac tissue: the volume-averaged bidomain model vs. the cell-based EMI model},
  author = {Joyce Reimer and Sebastián A. Domínguez-Rivera and Joakim Sundnes and Raymond J. Spiteri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04115},
  year   = {2023}
}

备注

30 pages, 12 figures, 3 tables