Modelagem quantitativa da eletromecânica do tecido cardíaco humano

Autor: Oliveira, Bernardo Lino de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFJFUniversidade Federal de Juiz de ForaUFJF.
Druh dokumentu: masterThesis
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CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Doenças cardiovasculares estão relacionadas com um alto índice de mortalidade no mundo. Tendo isto em vista, a modelagem computacional cardíaca tornou-se uma ferramenta importante no suporte ao teste de novas drogas e no desenvolvimento de novos equipamentos e técnicas de diagnóstico. O objetivo deste trabalho é o estudo e desenvolvimento de novos modelos para o acoplamento eletromecânico de células e tecidos cardíacos, em especial do ventrículo esquerdo, que é a principal estrutura responsável pelo bombeamento do sangue para o corpo. Este trabalho foi dividido em duas principais etapas: 1) Desenvolvimento de um novo modelo para a eletromecânica dos cardiomiócitos do ventrículo esquerdo humano, a partir do acoplamento de dois modelos preexistentes, um para a eletrofisiologia e outro para a geração de força ativa nos miofilamentos. No desenvolvimento do modelo, técnicas de otimização como algoritmos genéticos foram utilizadas para o ajuste de parâmetros de forma que o modelo reproduzisse os escassos dados experimentais para humanos encontrados na literatura. 2) A incorporação deste modelo em simulações de maior escala, em nível de tecido. Tratamos neste trabalho os problemas numéricos e metodológicos que esta incorporação acarreta. Além disso, analisamos a influência da deformação mecânica em características eletrofisiológicas, como a forma da onda de eletrogramas ventriculares.
Cardiac diseases are associated with high mortality rates around the globe. With this in mind, cardiac computational modeling has become an important tool to support the test of new drugs, the development of new devices and of diagnostic techniques. The objective of this work is the study and development of new models for the electromechanical coupling of heart cells and tissues, in particular the left ventricle, which is the main structure responsible for pumping blood to the body. This work can be divided in two main steps: 1) The development of a new model for the electromechanics of human left ventricle cardiac myocytes, based on the coupling of two existing models, one for the electrophysiology and another for the myofilament active force generation. On the development of this model optimization techniques like genetic algorithms where used for the parameter adjustment to reproduce the few experimental data available in the literature. 2) This model was embedded in larger scale electromechanical simulations, i.e. tissue level. This work treats the numerical and methodological problems that this coupling brings. Furthermore, we analyze the influence of the mechanical deformation in important eletrophysiological features, such as the waveform of ventricular electrograms.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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