Исследование аритмий в одномерных и двумерных математических моделях миокарда
Аннотация
Тема: « Исследование аритмий в одномерных и двумерных математических моделях миокарда ».
Автор работы: Нестерова Татьяна Михайловна, студентка департамента математики, механики и компьютерных наук ИЕНиМ УрФУ.
Научный руководитель: Ушенин Константин Сергеевич, ассистент кафедры высокопроизводительных компьютерных технологий ИЕНиМ
УрФУ.
Одним из заболеваний, вызывающим аритмию, является желудочковая экстрасистолия, при которой, помимо нормальной активации миокарда, происходят внеочередные сокращения сердца (экстрасистолы), вызванные эктопической активностью миокарда желудочков сердца человека.
В работе исследовалось возникновение экстрасистол в одномерной и двумерной моделях миокарда. Для этого использовалась монодоменная модель ткани и клеточная модель Екатеринбург-Оксфорд. Моделирование проводилось в системе Chaste на вычислительном кластере УрФУ.
Обработка результатов вычислительных экспериментов выполнялась оригинальным алгоритмом, реализованным на языке Python. Зона патологии задавалась ингибированием Na+/K+ насоса путём величения константы Михаэлиса.
В ходе исследований были обнаружены: спонтанное увеличение мембранного потенциала и эктопическая активность внутри области патологии и вне её; сокращение длительности потенциала действия к концу эксперимента, наиболее сильное в области патологии. Для одномерной модели была обнаружена зависимость количества эктопических событий на одном и том же промежутке времени от пространственного распределения характеристики ингибирования Na+/K+ насоса при фиксированном размере патологической зоны.
Автор работы: Нестерова Татьяна Михайловна, студентка департамента математики, механики и компьютерных наук ИЕНиМ УрФУ.
Научный руководитель: Ушенин Константин Сергеевич, ассистент кафедры высокопроизводительных компьютерных технологий ИЕНиМ
УрФУ.
Одним из заболеваний, вызывающим аритмию, является желудочковая экстрасистолия, при которой, помимо нормальной активации миокарда, происходят внеочередные сокращения сердца (экстрасистолы), вызванные эктопической активностью миокарда желудочков сердца человека.
В работе исследовалось возникновение экстрасистол в одномерной и двумерной моделях миокарда. Для этого использовалась монодоменная модель ткани и клеточная модель Екатеринбург-Оксфорд. Моделирование проводилось в системе Chaste на вычислительном кластере УрФУ.
Обработка результатов вычислительных экспериментов выполнялась оригинальным алгоритмом, реализованным на языке Python. Зона патологии задавалась ингибированием Na+/K+ насоса путём величения константы Михаэлиса.
В ходе исследований были обнаружены: спонтанное увеличение мембранного потенциала и эктопическая активность внутри области патологии и вне её; сокращение длительности потенциала действия к концу эксперимента, наиболее сильное в области патологии. Для одномерной модели была обнаружена зависимость количества эктопических событий на одном и том же промежутке времени от пространственного распределения характеристики ингибирования Na+/K+ насоса при фиксированном размере патологической зоны.