Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2026 / с. 18-20

Моделирование воздействия однополярного четырехфазного трапецеидального дефибрилляционного импульса на модель кардиомиоцита

Б.Б. Горбунов

Аннотация

На основе данных моделирования реакции находящегося в состоянии имитационной фибрилляции кардиомиоцита на деполяризующий и гиперполяризующий однополярные четырехфазные трапецеидальные импульсы дефибрилляции выполнено сравнение с энергетически оптимальным биполярным трапецеидальным импульсом. Результаты моделирования показали, что однополярный четырехфазный дефибрилляционный импульс имеет значимо более высокую энергетическую эффективность по сравнению с биполярным импульсом с одинаковой формой первых двух фаз. Кроме того, однополярный четырехфазный импульс реализует возможность достижения значения индекса полноты дефибрилляции, близкого к единице, что повышает вероятность успешной дефибрилляции. По сравнению с формированием биполярного трапецеидального импульса формирование однополярного четырехфазного импульса исключает необходимость в высоковольтном мостовом переключателе полярности.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Борис Борисович Горбунов, ведущий инженер, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград, инженер, Дизайн-центр гибкой биоэлектроники, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), г. Москва,

e-mail: boris.b.gorbunov@org.miet.ru

Список литературы

1. Beck C.S., Pritchard W.H., Feil H.S. Ventricular fibrillation of long duration abolished by electric shock // Journal of the American Medical Association. 1947. Vol. 135. № 15. PP. 985-986.

2. Горбунов Б.Б., Гусев А.Н., Селищев С.В., Востриков В.А. Оценка энергетической эффективности первых импульсных дефибрилляторов // Медицинская техника. 2024. № 5. С. 42-45.

3. Венин И.В., Гурвич Н.Л., Либерзон А.П., Табак В.Я., Цукерман Б.М., Шерман А.М. Дефибрилляторы ДИ-03 и ДКИ-01 // Новости медицинского приборостроения. 1973. Вып. 3. С. 48-53.

4. Jones J.L., Jones R.E. Improved safety factor for triphasic defibrillator waveforms // Circulation Research. 1989. Vol. 64. № 6. PP. 1172-1177.

5. Huang J., KenKnight B.H., Rollins D.L, Smith W.M., Ideker R.E. Ventricular defibrillation with triphasic waveforms // Circulation. 2000. Vol. 101. № 11. PP. 1324-1328.

6. McDaniel W.C., Magin T., Madsen R.W., Bonagura J.D., Schuder J.C., Curtis J.J. Transthoracic defibrillation of dogs with Edmark, biphasic, and quadriphasic waveforms // Journal of Electrocardiology. 2002. Vol. 35. № 1. 45-52.

7. Zhang Y., Ramabadran R.S., Boddicker K.A., Bawaney I., Davies L.R., Zimmerman M.B., Wuthrich S., Jones J.L., Kerber R.E. Triphasic waveforms are superior to biphasic waveforms for transthoracic defibrillation: Experimental studies // Journal of the American College of Cardiology. 2003. Vol. 42. № 3. PP. 568-575.

8. Mischke K., Zarse M., Brehmer K., Stellbrink C., Hanrath P., Schauerte P. Comparative efficacy of triphasic and biphasic internal defibrillation // Progress in Biomedical Research. 2003. Vol. 8. № 4. PP. 224-228.

9. Zhang Y., Boddicker K.A., Davies L.R., Jones J.L., Kerber R.E. Surgical open-chest ventricular defibrillation: Triphasic waveforms are superior to biphasic waveforms // Pacing and Clinical Electrophysiology. 2004. Vol. 27. № 7. PP. 941-948.

10. Zhang Y., Rhee B., Davies L.R., Zimmerman M.B., Snyder D., Jones J.L., Kerber R.E. Quadriphasic waveforms are superior to triphasic waveforms for transthoracic defibrillation in a cardiac arrest swine model with high impedance // Resuscitation. 2006. Vol. 68. № 2. PP. 251-258.

11. Tang C., Wang P., Gong Y., Wei L., Li Y., Zhang S. The effects of second and third phase duration on defibrillation efficacy of triphasic rectangle waveforms // Resuscitation. 2016. Vol. 102. PP. 57-62.

12. Гурвич Н.Л. Прекращение фибрилляции сердца повторными конденсаторными разрядами подпороговой силы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1945. Т. 20. № 3. С. 55-58.

13. Edmark K.W. Simultaneous voltage and current waveforms generated during internal and external direct current pulse defibrillation // Surgical Forum. 1963. № 14. PP. 262-264.

14. Edmark K.W., Thomas G.I., Jones T.W. DC pulse defibrillation // The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 1966. Vol. 51. № 3. PP. 326-333.

15. Defibrillator DF-84 Electronika / In: The history of defibrillation in the USSR, Russia and Ukraine: Technology at the service of medicine / B. Gorbunov, I. Venin, V. Vostrikov. – Saarbrьcken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. PP. 59-60.

16. Горбунов Б.Б. Оценка влияния длительности паузы между фазами деполяризующих биполярных полусинусоидального и трапецеидального импульсов дефибрилляции на их энергетическую эффективность // Медицинская техника. 2024. № 2. С. 42-46.

17. Ten Tusscher K.H.W.J., 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. PP. H1088-H1100.

18. 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. Art. e0172292.

19. BeatBox – HPC Environment for Biophysically and Anatomically Realistic Cardiac Simulations / https:// empslocal.ex.ac.uk/people/staff/vnb262/software/BeatBox/ (дата доступа: 06.01.2026).

20. Fedora Linux | The Fedora Project / https://fedoraproject.org/ (дата доступа: 06.01.2026).

21. Installing the BeatBox simulation environment on Fedora operating system for the root superuser (in Russian/English) / https://www.researchgate.net/publication/386267240 (дата доступа: 06.01.2026).

22. Oracle VM VirtualBox // URL: https://www.virtualbox.org/ (дата доступа: 06.01.2026).

23. Study of the effect of a unipolar quadriphasic truncated exponential defibrillation pulse on a cardiomyocyte model: Supplementary resources / https://www.researchgate.net/ publication/399487091 (дата доступа: 06.01.2026).

24. Горбунов Б.Б., Гусев А.Н., Герасименко А.Ю., Селищев С.В. Исследование воздействия четырехфазного трапецеидального дефибрилляционного импульса на модель кардиомиоцита // Медицинская техника. 2025. № 6. С. 29-32.