❤️ Herzrhythmus — Kardiales Aktionspotenzial

Über diesen Simulator

Diese Simulation modelliert die elektrische Aktivität des menschlichen Herzens mithilfe der FitzHugh-Nagumo-(FHN-)Gleichungen, eines kanonischen Modells erregbarer Medien. Das Herz wird als 2D-Gitter dargestellt, das in anatomische Zonen unterteilt ist: SA-Knoten (oben rechts), Vorhöfe, eine AV-Knoten-Barriere mit konfigurierbarer Verzögerung und Ventrikel. Jede Zelle folgt dv/dt = v(v−a)(1−v) − w + I + D·∇²v und dw/dt = ε(v − γw), wobei v die schnelle Membranspannungsvariable, w die langsame Erholungs-(Refraktär-)Variable, D der die Leitungsgeschwindigkeit steuernde Diffusionskoeffizient und ε die Refraktärität bestimmt. Der SA-Knoten wird durch einen periodischen Strom I bei der vom Benutzer gewählten Schrittmacherrate angetrieben. Der Impuls wandert durch die Vorhöfe, pausiert an der AV-Barriere und breitet sich dann über schnellere Leitung analog zum His-Purkinje-System durch die ventrikuläre Masse aus.

Die EKG-ähnliche Kurve unterhalb des Gitters wird erzeugt, indem die Aktivator-Variable räumlich über die atrialen Zellen integriert wird (was die P-Welle erzeugt), dann über die ventrikulären Zellen (was den QRS-Komplex und die T-Welle erzeugt). Dies nähert das Körperoberflächenpotential in einer einzelnen Ableitung an. Sie können klinisch relevante Rhythmen mithilfe der Voreinstellungs-Schaltflächen erkunden: Eine Verringerung der Refraktärität ermöglicht re-entrante Spiralwellen analog zu Vorhofflattern; eine weitere Verringerung zusammen mit niedriger Leitungsgeschwindigkeit erzeugt mehrere chaotische Wellenchen, die Flimmern ähneln. Eine Erhöhung der AV-Verzögerung über 300 ms ahmt einen AV-Block dritten Grades nach und entkoppelt atriale und ventrikuläre Rhythmen vollständig.