Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2023 / с. 14-16

Оценка влияния амплитуды второй фазы деполяризующего биполярного полусинусоидального импульса дефибрилляции на его энергетическую эффективность

                                

Б.Б. Горбунов, И.В. Нестеренко, С.В. Селищев


Аннотация

На основе данных моделирования реакции находящегося в состоянии имитационной фибрилляции кардиомиоцита на биполярные деполяризующие полусинусоидальные импульсы дефибрилляции с разными значениями относительной амплитуды второй фазы были построены графики зависимости доли цикла фибрилляции, на которой импульс дефибрилляции вызывает долговременное удлинение рефрактерного периода кардиомиоцитов (индекса полноты дефибрилляции), от энергии импульса дефибрилляции. Построенные графики показали, что биполярный дефибрилляционный импульс обеспечивает рост индекса полноты дефибрилляции при более низких значениях энергии, чем монополярный.


Сведения об авторах

Борис Борисович Горбунов, ведущий инженер,
Игорь Валерьевич Нестеренко, ведущий инженер,
Сергей Васильевич Селищев, д-р физ.-мат. наук, профессор, директор, Институт биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

Список литературы

1. Ten Tusscher K.H., Panfilov A.V. Alternans and spiral breakup in a human ventricular tissue model // American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 2006. Vol. 291. № 3. РР. H1088-H1100.
2. Antonioletti M., Biktashev V.N., Jackson A., Kharche S.R., Stary T., Biktasheva I.V. BeatBox – HPC Simulation Environment for Biophysically and Anatomically Realistic Cardiac Electrophysiology // PLoS One. 2017. Vol. 12. № 5. Р. e0172292.
3. Gorbunov B.B. Study of the impact of rectangular current pulses on the ten Tusscher-Panfilov model of human ventricular myocyte // Journal of Biomedical Science and Engineering. 2017. Vol. 10. № 7. PP. 355-366.
4. Sweeney R.J., Gill R.M., Steinberg M.I., Reid P.R. Ventricular refractory period extension caused by defibrillation shocks // Circulation. 1990. Vol. 82. № 3. PP. 965-972.
5. Sweeney R.J., Gill R.M., Reid P.R. Characterization of refractory period extension by transcardiac shock // Circulation. 1991. Vol. 83. № 6. PP. 2057-2066.
6. Dillon S.M. Optical recordings in the rabbit heart show that defibrillation strength shocks prolong the duration of depolarization and the refractory period // Circulation Research. 1991. Vol. 69. № 3. PP. 842-856.
7. Tovar O.H., Jones J.L. Relationship between «extension of refractoriness» and probability of successful defibrillation // The American Journal of Physiology. 1997. Vol. 272. № 2. Pt. 2. PP. H1011-H1019.
8. Gorbunov B.B., Vostrikov V.A., Nesterenko I.V., Telyshev D.V. Areas of effectiveness of defibrillating pulse in the energy/phase diagram for the fibrillation cycle on the cardiomyocyte model // International Journal of Bioelectromagnetism. 2018. Vol. 20. № 1. PP. 1-4.
9. Горбунов Б.Б., Селищев С.В. Реакция модели кардиомиоцита, находящегося под воздействием фибрилляции, на гиперполяризующий импульс // Медицинская техника. 2019. № 2. С. 5-8.
10. Горбунов Б.Б., Нестеренко И.В., Телышев Д.В., Селищев С.В. Области эффективности полусинусоидальных монополярного и биполярного деполяризующих дефибрилляционных импульсов на диаграмме энергия / фаза цикла фибрилляции // Ural Radio Engineering Journal. 2021. Т. 5. № 4. С. 369-379.
11. Gorbunov B.B., Vostrikov V.A., Galyastov A.A., Telyshev D.V. The dependence of the fibrillation cycle fraction on which the defibrillation pulse is effective on the pulse energy / 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), St. Petersburg and Moscow, Russia. 2020. PP. 2486-2489.
12. Gorbunov B.B., Vostrikov V.A., Galyastov A.A., Nesterenko I.V., Telyshev D.V., Denisov M.V. Guaranteed defibrillation on a cardiomyocyte model / 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), IEEE. 2020. PP. 0058-0061.
13. GNU Octave: Scientific Programming Language / https:// www.gnu.org/software/octave/. 2023.
14. Gorbunov B.B., Nesterenko I.V., Selishchev S.V. Evaluation of the influence of the second phase amplitude of the depolarizing biphasic half-sinusoidal defibrillation pulse on its energy efficiency: Supplementary resources / https:// www.researchgate.net/publication/367964962, 2023.
15. Angelakos E.T., Torres J.C. The efficiency of electrical pulses for cardiac stimulation // Cardiologia (Basel). 1964. Vol. 44. № 6. PP. 355-365.
16. Koning G., Schneider H., Hoelen A.J., Reneman R.S. Amplitude- duration relation for direct ventricular defibrillation with rectangular current pulses // Medical & Biological Engineering. 1975. Vol. 13. № 3. PP. 388-395.
17. Востриков В.А., Богушевич М.С. Влияние амплитуды 2-й фазы биполярного синусоидального импульса на эффективность наружной дефибрилляции желудочков сердца // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000. Т. 129. Прил. № 2. С. 40-41.