МОДЕЛИРОВАНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СЕРДЦА 

Бодин Олег Николаевич, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), bodin_o@inbox.ru
Полосин Виталий Германович, кандидат технических наук, докторант, кафедра информационно-
измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), polosin-vitalij@yandex. ru
Убиенных Анатолий Геннадьевич, старший преподаватель, кафедра информационно-вычислительных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40),utolg@.mail.ru
Рахматуллов Фагим Касымович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой внутренних болезней, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40),
pgu-vb2004@mail.ru
Сергеенков Антон Сергеевич, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г.Пенза, ул. Красная, 40),  iit@pnzgu.ru
Крамм Михаил Николаевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра основ радиотехники, Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (Россия, г. Москва, ул. Красноказарменная, 17), krammmn@mail.ru

 612.173; 536.758

Актуальность и цели. Целью работы является исследование электрической активности сердца на основе модели Алиева – Панфилова и визуализация распространения волны возбуждения в сердечной мышце в течение кардиоцикла.
Материалы и методы. Теоретическую и методологическую основу исследований составили труды в области неинвазивной кардиодиагностики и математической физики. В ходе исследований проанализированы методы математического моделирования электрических процессов в миокарде. При проведении исследований использовались методы кардиологии, численного дифференцирования и информационных систем.
Результаты. Построена и исследована модель распространения возбуждения в сердечной мышце, проведен анализ параметров модели, получен профиль импульса возбуждения модели Алиева – Панфилова, осуществлена визуализация электрической активности сердца в течение кардиоцикла.
Выводы. Полученные результаты моделирования и визуализации электрической активности сердца позволят повысить эффективность диагностики сердечно-сосудистой системы пациента.

Ключевые слова

неинвазивная кардиодиагностика, электрическая активность сердца, модель Алиева – Панфилова, математическое моделирование.

 Скачать статью в формате PDF

1. Алиев, Р. Р. Концептуальные и детальные математические модели электрической активности миокарда : автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук / Р. Р. Алиев. – Пущино, 2007. – 46 с.
2. Титомир, Л. И. Математическое моделирование биоэлектрического генератора сердца / Л. И. Титомир, П. Кнеппо. – М. : Наука, 1999. – 448 с.
3. Hodgkin, A. L. A quantative description of membrane current and its application conduction and excitation in nerve / A. L. Hodgkin, A. F. Huxley // J. Physiol. – 1952. – Vol. 117. – Р. 500–544.
4. Кечкер, М. И. Руководство по клинической электрокардиографии / М. И. Кечкер. – М. : 2000. – 395 с.
5. Фомин, С. В. Математические проблемы в биологии / С. В. Фомин, М. Б. Беркинблит. – М. : Наука, Глав. ред. Физматлит, 1973. – 200 с.
6. Frankenhaeuser, B. The action potential in the myelinated nerve fibre of Xenopus Laevis as computed on the basis of voltage clamp data / B. Frankenhaeuser, A. Huxley // J. Physiol. – 1964. – Vol. 134, № 2. – Р. 302–315.
7. Noble, D. A modification of the Hodgkin – Huxley equations applicable to Purkinje fibre action and pace – maker potentials / D. Noble // J. Physiol. – 1962. – Vol. 160. – Р. 317–352.
8. Антонов, В. Ф. Биофизика мембран / В. Ф. Антонов // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 6. – С. 4–12.
9. Рындин, Е. А. Методы решения задач математической физики / Е. А. Рындин. – М. : Наука, 2003. – 119 с.
10. Годунов, С. К. Разностные схемы (введение в теорию) : учеб. пособие / С. К. Годунов, В. С. Рябенький. – М. : Наука, 1973. – 400 с.
11. Херн, Д. Компьютерная графика и стандарт OpenGL : пер. с англ. / Д. Херн, М. П. Бейкер. – 3-е изд. – М. : Вильямс, 2005. – 1168 с.