The Modified Bidomain Model with Periodic Diffusive Inclusions

Autor: Anđela Davidović, Yves Coudière, Clair Poignard
Přispěvatelé: Modélisation et calculs pour l'électrophysiologie cardiaque (CARMEN), IHU-LIRYC, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-CHU Bordeaux [Bordeaux]-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-CHU Bordeaux [Bordeaux]-Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-CHU Bordeaux [Bordeaux], Université de Bordeaux (UB), Modélisation Mathématique pour l'Oncologie (MONC), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Bergonié [Bordeaux], UNICANCER-UNICANCER-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, ANR-13-MONU-0004,HR-CEM,Modèles numériques haute résolution de l'électrophysiologie cardiaque(2013), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-IHU-LIRYC, CHU Bordeaux [Bordeaux]-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-CHU Bordeaux [Bordeaux], CHU Bordeaux [Bordeaux]-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation, contrôle et calcul (MC2), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-CHU Bordeaux [Bordeaux]-CHU Bordeaux [Bordeaux], Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Bergonié [Bordeaux]
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Scopus-Elsevier
Computing in Cardiology — 41st Annual Conference
Computing in Cardiology — 41st Annual Conference, Sep 2014, Cambridge, Massachusetts, United States
HAL
Popis: International audience; Bidomain equations are the standard way to model the electric potential in cardiac tissue. They are based on the fact that active cardiomyocytes are present everywhere in the heart, while it is known that non-small regions exist where additional extracellular media take place. These regions, which play an important role in diseased hearts, are often taken into account through ad-hoc rough tuning of the tissue conductivities. In this work, we introduce a rigorous way to derive these conductivities from a microscopic description of the heterogeneities in the tissue. We assume a periodic alternation of the healthy tissue and the fibrotic tissue. Such a microscopic model can be simulated directly, at the price of a very high computational cost. Instead we derive a homogenized model at the macroscopic scale, following a standard multiscale technique. We recover a bidomain type model, but with modified conductivities, that depend on the volume fraction of the diffusive inclusions but also on their geometries. The numerical results confirm the convergence of the microscopic model to the homogenized equations. We observe the influence of the diffusive inclusions on the propagation of action potentials. With the final model we shall provide cheap modeling tools to account for tissue heterogeneities at intermediate scales. The diffusive volume ratio, that enters the model, might be available through functional imaging, which enlightens the practical interest of the method.
Databáze: OpenAIRE
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