Mathematically modeling the electrical activity of a wedge of left ventricular heart tissue
Author
Bantle, Annabel Christin
Term
4. term
Publication year
2019
Submitted on
2019-06-06
Pages
40
Abstract
Elektrokardiografi er et centralt diagnostisk værktøj, men den præcise fysiologi bag T-takken er fortsat omdiskuteret. Særligt forsøg med kilepræparationer af hundehjerter har udfordret klassiske antagelser, og det er uklart, om sådanne fund stemmer overens med normal elektrisk adfærd i menneskets ventrikulære væv. Da de indre processer i en kilepræparation ikke kan måles direkte, er formålet med dette projekt at udvikle og implementere en matematisk bidomænemodel af en kile af venstre ventrikels hjertemuskel fra menneske, som rekonstruktion af det eksperimentelle setup. Modellen kobler de makroskopiske ledningsforhold i væv (anisotrop ledning i et bidomæne) med en ionstrømsmodel, der beskriver cellers aktionspotentialer, og indfører passende randbetingelser for at simulere depolarisation og repolarisation. Med den stigende beregningskraft giver denne tilgang mulighed for at undersøge, hvordan lokale cellulære strømme og vævets struktur tilsammen former signaler, der svarer til dem, der observeres i wedge-forsøg og i EKG’et. Projektet sigter dermed mod at afklare, om kilepræparationers resultater kan overføres til menneskelig fysiologi og bidrage til forståelsen af T-takkens oprindelse. Konkrete simuleringsresultater og sammenligninger er ikke inkluderet i den foreliggende uddrag af rapporten.
Electrocardiography is a key diagnostic tool, yet the precise physiology underlying the T wave remains debated. Findings from canine ventricular wedge preparations have challenged classical assumptions, raising questions about whether such results reflect normal electrical behavior in human ventricular tissue. Because internal processes in a wedge cannot be directly measured, this project set out to develop and implement a mathematical bidomain model of a human left ventricular tissue wedge that reconstructs the experimental setup. The model links macroscopic tissue conduction (anisotropic propagation in a bidomain framework) with a cellular ionic current model to represent action potentials, and applies appropriate boundary conditions to simulate depolarization and repolarization. Leveraging modern computational power, this approach enables exploration of how cellular currents and tissue structure jointly shape signals analogous to those observed in wedge experiments and on the ECG. The goal is to assess the relevance of wedge findings to human physiology and to inform understanding of T-wave genesis. Specific simulation outcomes and comparisons are not included in the provided excerpt.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Documents
Other projects by the authors
Bantle, Annabel Christin: