Evaluation und Anwendung eines an die Elektrophysiologie des Vorhofes angepassten, vereinfachten Reaktions-Diffusions-Modells für die Ausbreitung von Aktionspotentialen

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Titel: Evaluation und Anwendung eines an die Elektrophysiologie des Vorhofes angepassten, vereinfachten Reaktions-Diffusions-Modells für die Ausbreitung von Aktionspotentialen
Autor(en): Richter, Yvonne
Erstgutachter: Prof. Dr. Philipp Maaß
Zweitgutachter: Prof. Dr. Horst Malchow
Zusammenfassung: Zur Modellierung der Ausbreitung von Aktionspotentialen im menschlichen Vorhof wurde in der Vergangenheit eine Vielzahl von Modellen entwickelt, welche den Einfluss der zahlreichen Ionenströme, die durch die Zellmembran fließen, im Detail berücksichtigen. Mit dem Ziel einer vereinfachten Beschreibung ist kürzlich das Modell von Bueno-Orovio, Cherry und Fenton (BOCF-Modell) an die Elektrophysiologie des Vorhofs angepasst worden, welches ursprünglich für die elektrische Erregungsausbreitung in den Herzkammern entwickelt wurde. In dieser Arbeit wird dieses angepasste BOCF-Modell in Bezug auf seine Fähigkeit untersucht, raum-zeitliche Erregungsmuster zu erzeugen, die beim anatomischen und spiralförmigen Reentry gefunden werden. Hierzu werden die Ergebnisse des BOCF-Modells mit denen des detaillierten Modells von Courtemanche, Ramirez und Nattel (CRN-Modell) verglichen. Es zeigt sich, dass die charakteristischen Merkmale von Reentry-Mustern im CRN-Modell gut mit dem BOCF-Modell wiedergegeben werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Ursprünge des Vorhofflimmerns basierend auf einer vereinfachten, aber immer noch zuverlässigen Beschreibung der Elektrophysiologie zu untersuchen. Eine effektive Methode wird entwickelt, um empirische Aktionspotentiale von Patienten in den menschlichen Vorhöfen anhand des BOCF-Modells zu modellieren. Grundlage dieser Methode ist die Anpassung von drei relevanten Zeitkonstanten im BOCF-Modell mit Hilfe eines nicht-linearen Optimierungsverfahrens. Die Methode ermöglicht, spezifische Aktionspotentiale mit einer gegebenen Amplitude, Breite und Form zu reproduzieren. Sie kann als Prädiktor für pathologische Befunde verwendet werden.
URL: https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-20180828543
Schlagworte: Reaktions-Diffusions-Modell; Modell von Bueno-Orovio, Cherry und Fenton; Aktionspotential; Reentry; Computersimulation
Erscheinungsdatum: 28-Aug-2018
Enthalten in den Sammlungen:FB04 - E-Dissertationen

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