КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПЕРВЫХ ФАЗ ДЕФИБРИЛЛЯЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ БИПОЛЯРНОЙ ФОРМЫ НА МЕМБРАНУ КАРДИОМИОЦИТА

Цель — обоснование эффективности биполярных импульсов различной формы и длительности.

Метод. Для исследования была использована модель мембраны кардиомиоцита морской свинки Luo-Rudy Mammalian Ventricular Model II (dynamic), 1994—2000 гг. Воздействие электрических разрядов на мембрану кардиомиоцита проводили методом замещения плотности тока изучаемого импульса. Затем рассчитывали пороговый энергетический коэффициент импульса, который рассматривали в качестве интегрального показателя порогового воздействия (критерий эффективности) импульса, измеряемый в мкА 2 мс/см⁴ . Проводили сравнение: классического квазисинусоидального импульса, ступенчатого квазисинусоидального, прямолинейного, классического трапецеидального, трапецеидального модулированного (наличие высокочастотных, высокоамплитудных осцилляций тока) импульса и его немодулированного эквивалента, трапецеидального импульса с пологими фронтом и срезом и длительностью, равной длительности классического квазисинусоидального. Форма импульсов соответствовала сопротивлению грудной клетки около 100 Ом.

Результаты.  Самыми  эффективными  импульсами  оказались:  квазисинусоидальный  ступенчатый  (229,6  мкА² мс/см⁴),  затем классический квазисинусоидальный (249 мкА² мс/см⁴ , +9%) и трапецеидальный с пологими фронтом и срезом (253,0 мкА² мс/см⁴ , +10%). Самая низкая эффективность (по значению порогового энергетического коэффициента) оказалась у трапецеидального модулированного импульса (397 мкА² мс/см⁴ , +73%). Остальные импульсы занимают промежуточное положение между указанными выше импульсами в следующем порядке: эквивалент модулированного трапецеидального  импульса  (272,0  мкА² мс/см⁴),  затем  прямолинейный  (273,5  мкА² мс/см⁴ )  и  классический трапецеидальный импульс (307,7 мкА² мс/см⁴ ).

Заключение. По критерию порогового возбуждения модели мембраны кардиомиоцита морской свинки Luo-Rudy самыми эффективными импульсами являются: квазисинусоидальный ступенчатый, затем — классический квазисинусоидальный и трапецеидальный с пологими фронтом и срезом. 

1. Никифоров Ю.В., Кричевский Л.А. Патофизиология сердца и клиническая кардиоанестезиология. Общая реаниматология. 2012; 8 (4): 123—125.

2. Долгих В.Т., Епифанов И.Г. Лечение фибрилляции предсердий на догоспитальном этапе: клинико экономические аспекты. Общая реаниматология. 2012; 8 (5): 24—30.

3. Гурвич Н.Л., Макарычев В.А. Дефибрилляция сердца двухфазными электрическими импульсами. Кардиология. 1967; 7 (7): 109—112. PMID: 5607155

4. Гурвич Н.Л., Табак В.Я., Богушевич М.С., Венин И.В., Макарычев В.А. Дефибрилляция сердца двухфазным импульсом в эксперименте и клинике. Кардиология. 1971; 11 (8): 126—130. PMID: 5160868

5. Negovsky V.A., Smerdov A.A., Tabak V.Y., Venin I.V. Criteria of efficiency and safety of the defibrillating impulse. Resuscitation. 1980; 8 (1): 53—67. http://dx.doi.org/10.1016/0300 9572(80)90006 4. PMID: 7444211

6. Востриков В.А., Богушевич М.С., Холин П.В. Трансторакальная дефибрилляция желудочков сердца: эффективность и безопасность моно- и биполярного импульсов. Анестезиология и реаниматология. 1994; 5: 9—11. PMID: 7893086

7. Востриков В.А., Горбунов Б.Б. Отечественная история дефибрилляции сердца. Общая реаниматология. 2012; 8 (3): 63—68.

8. Востриков В.А. Эффективность и безопасность электрической дефибрилляции желудочков сердца: эксперимент и клиника. Общая реаниматология. 2012; 8 (4): 79—87.

9. Faber G.M., Rudy Y. Action potential and contractility changes in [Na(+)](i) overloaded cardiac myocytes: a simulation study. Biophys. J. 2000; 78 (5): 2392—2404. http://dx.doi.org/10.1016/S0006-3495(00)76783-X. PMID: 10777735

10. http://www.simulogic.com/products/platforms/

11. Горбунов Б.Б. Исследование свойств мембраны клетки миокарда на модели Luo-Rudy. Медицинская техника. 2012; 3: 32—34. PMID: 22834116

12. Cansell A. Wirksamkeit und Sicherheit der Impulskurvenformen beitransthorakaler Defibrillation. Notfall & Rettungsmedizin. 1998; 1 (6): 372—380. http://dx.doi.org/10.1007/s100490050087.

13. Востриков В.А., Горбунов Б.Б., Гусев А.Н., Гусев Д.В., Иткин Г.П., Конышева Е.Г., Нестеренко И.В., Селищев С.В. Дефибрилляция желудочков сердца: сравнительная эффективность биполярных прямолинейного и квазисинусоидального импульсов на модели животных с высоким сопротивлением грудной клетки. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2011; 4 (3): 61—64.

14. Востриков В.А., Горбунов Б.Б., Гусев А.Н., Гусев Д.В., Иткин Г.П., Конышева Е.Г., Мамекин К.А., Нестеренко И.В., Петухова М.Н., Селищев С.В., Телышев Д.В., Трухманов С.Б. Динамика изменения сопротивления грудной клетки в процессе воздействия биполярного импульса дефибрилляции Гурвича Венина. Медицинская техника. 2009; 6: 33—36. PMID: 20099658

15. Востриков В.А., Горбунов Б.Б., Мамекин К.А. Анализ биполярного импульса дефибриллятора DEFIGARD 5000. В кн.: Назиров Р.Р. (ред.). Методы нелинейного анализа в кардиологии и онкологии: Физические подходы и клиническая практика. Вып. 2. М.: КДУ; 2010: 73—80.

16. Sullivan J.L., Melnick S.B., Chapman F.W., Walcott G.P. Porcine defibrillation thresholds with chopped biphasic truncated exponential waveforms. Resuscitation. 2007; 74 (2): 325—331. http://dx.doi.org/10.1016/j.resuscitation.2007.01.014. PMID: 17383792