Original title:
3D model elektrické aktivace myokardu
Translated title:
3D Model of Cardial Tissue Electrical Propagation
Authors:
Míková, Monika ; Mézl, Martin (referee) ; Hejč, Jakub (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2019
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Abstract:
[cze][eng]
Cílem této diplomové práce je vytvoření jednoduchého 3D elektro-anatomického modelu srdeční tkáně, který bude schopný simulovat šíření elektrické aktivace jak ve zdravém srdci, tak v srdci s arytmogenním substrátem. Model elektrické aktivace myokardu je realizován v prostředí COMSOL Multiphysics, což je simulační software pro tvorbu modelů využívající metody konečných prvků. K modelování excitabilní povahy myokardu byla použita Fitzhugh-Nagumo rovnice a na základě vhodně zvolených parametrů byly nejprve vytvořeny 2D modely tkáně myokardu popisující šíření vzruchu ve zdravé tkáni, v ischemické tkáni, spontánní vznik vzruchů v SA uzlu a vznik spirálové vlny. Následně byly vytvořeny zjednodušené 3D modely srdce popisující šíření vzruchu ve zdravém srdci, za přítomnosti přídatné dráhy a při AV blokádě III. stupně. Zjednodušený 3D model srdce nabízí kompromis mezi výpočetním zatížením a složitostí modelu a může být použit jako vyšetřovací nástroj pro úpravu tkání a celého srdce při vhodném nastavení parametrů rovnice.
The aim of this master thesis is to create a simple 3D electro-anatomical model of cardiac tissue that will be able to simulate the electrical activation in both a healthy heart and a heart with arrhytmogenic substrate. The model of electrical activation is realized in the COMSOL Multiphysics, simulation software for modelling using the finite element method. The Fitzhugh-Nagumo equation was used to model the excitatory feature of the myocardium and 2D models of myocardial tissue describing the propagation of action potential in healthy tissue, ischemic tissue, spontaneous action potential formation in the SA node, and spiral wave formation were first developed based on appropriate parameters. Subsequently, simplified 3D models of the heart describing the spread of excitement in a healthy heart, in the presence of accessory pathway and in third-degree atrioventricular block were created. The simplified 3D heart model offers a compromise between computational load and model complexity and can be used as a diagnostic tool for tissue and whole heart adjustment with appropriate equation parameter settings.
Keywords:
Action potential; AV block; AVRT; Finite element method; Fitzhugh-Nagumo model; Akční napětí; AV blokáda; AVRT; Fitzhugh-Nagumo model; Metoda konečných prvků
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/177635