Elektrodinaminis širdies modelio tyrimas

Abstract

Aprašomas skaitmeniškai singuliariųjų integralinių lygčių metodu griežtai išspręstas kraštinis elektrodinaminis širdies modelio tyrimo uždavinys. Nesimetriniame trimačiame modelyje naudojamas idealiai laidus mikrobangų kateteris (antena), išspinduliuojantis mikrobangas. Širdies modelis apribotas sudėtingos formos paviršiaus, kurio viduje yra dvi skirtingų matmenų ir formos ertmės, analogiškos širdies kairiajam ir dešiniajam prieširdžiams bei skilveliams. Skaičiuojant tariama, kad šias ertmes užpildo terpė, turinti elektrofizikinius kraujo duomenis. Visą kitą modelio tūrį užima terpė, turinti širdies raumens – miokardo duomenis. Ištirti keturi modelio variantai, kurie gali būti taikomi medicinoje mikrobangomis prideginant pašalinti anomalias miokardo sritis (atlikti abliaciją). Darbe ištirtas 10 GHz dažnio elektrinio lauko pasiskirstymas skersiniame ir išilginiame širdies modelio pjūviuose, esant keturiems kateterio padėties modelyje ir dviejų formų kateterių variantams. Parodyta, kad elektrinio lauko pasiskirstymas, kai lenktas mikrobangų kateteris priglaudžiamas prie vidinio miokardo paviršiaus prieširdžio viršuje, yra priimtinas mikrobangų abliacijai.

Presents a numerical analysis of an electrodynamical problem. The problem was solved by using our Singular Integral Equations’ Method. We formulated the problem in this way. A metal microwave catheter (antenna) was placed inside of a three dimensional asymmetric model heart. The catheter radiated a microwave with a frequency of 10 GHz. The model heart was limited by a noncoordinate shape surface. The model heart consisted of two different size cavities. The heart cavities were schematic images of the left and right atriums and ventricles. In our calculations the cavities were filled with blood and the walls of the heart consisted of myocardium tissue. In this article we analysed four model electrodynamical problems that could be used in medical microwave ablation. Several different dependences of electric field distributions were investigated at different locations and shapes of microwave catheters at two cross-sections of the heart. Our calculations showed that the electric field distribution was best suited for the ablation when we used a curved catheter that touched the inner wall of the heart.