Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №3, 2021 / с. 35-38

Оценка влияния импульсной модуляции дефибрилляционного импульса на его энергетическую эффективность на основе гипотезы гарантированной дефибрилляции

Б.Б. Горбунов


Аннотация

На основе гипотезы гарантированной дефибрилляции с использованием модели кардиомиоцита ten Tusscher-Panfilov 2006, находящейся под воздействием имитационной фибрилляции, было выполнено сравнительное исследование энергетической эффективности трех известных вариантов модулированных дефибрилляционных импульсов. Полученные результаты показали, что немодулированный эквивалент модулированного дефибрилляционного импульса имеет меньшее значение пороговой энергии гарантированной дефибрилляции, чем сам модулированный импульс. При этом отношение пороговой энергии гарантированной дефибрилляции модулированного импульса к пороговой энергии его немодулированного эквивалента приблизительно равно величине, обратной коэффициенту заполнения модулированного сигнала. Исходя из этого можно предположить, что использование модуляции при формировании дефибрилляционного импульса приведет к снижению его энергетической эффективности.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Борис Борисович Горбунов, ведущий инженер, Институт биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Зеленоград, г. Москва,

Список литературы

1. Горбунов Б., Венин И., Востриков В. История дефибрилляции в СССР, России и Украине: техника на службе медицины. – Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. С. 52-53.
2. Cansell A., Daskalov Y. Impulsions ou sйrie d’impulsions de dйfibrillation et dispositif pour les gйnйrer / Патент Франции № 2788699; опубл. 28.07.2000.
3. Cansell A., Daskalov I. Impulsions ou sйrie d’impulsions de dйfibrillation et dispositif pour les gйnйrer / Европейский патент № 1023920; опубл. 02.08.2000.
4. Cansell A. Efficacitй et sйcuritй des nouvelles formes d’ondes de dйfibrillation cardiaque transthoracique: Impulsions biphasiques // La Revue des SAMU. 2000. Vol. 22. PP. 280-294.
5. Cansell A. Wirksamkeit und Sicherheit neuer Impulskurvenformen bei transthorakaler Defibrillation. Biphasische Impulskurvenformen // Notfall & Rettungsmedizin. 2000. Bd. 3. № 7. S. 458-474.
6. FRED® Halbautomatischer Defibrillator Version 4. Gebrauchsanweisung / Schiller Medical. 2004. Art. Nr. W1405388. 50 p.
7. Krasteva V., Trendafilova E., Cansell A., Daskalov I. Assessment of balanced biphasic defibrillation waveforms in transthoracic atrial cardioversion // Journal of Medical Engineering & Technology. 2001. Vol. 25. № 2. PP. 68-73.
8. Krasteva V., Iliev I., Cansell A., Daskalov I. Automatic adjustment of biphasic pulse duration in transthoracic defibrillation // Journal of Medical Engineering & Technology. 2000. Vol. 24. № 5. PP. 210-214.
9. Востриков В.А., Богушевич М.С. Влияние амплитуды 2-й фазы биполярного синусоидального импульса на эффективность наружной дефибрилляции желудочков сердца // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000. Т. 129. Приложение № 2. С. 40-41.
10. Vostrikov V.A., Venin I.V. Comparison of efficiency of biphasic sinusoidal waveform with different amplitude of second phases in transthoracic defibriliation of dogs // Resuscitation. 2000. Vol. 45. № 1. P. S6.
11. Jones J.L., Sweeney R.J., Milne K.B. Cellular excitation with high-frequency chopped defibrillator waveforms / Proceedings of 16th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Baltimore, MD, USA. 1994. Vol. 1. PP. 17-18.
12. Sullivan J.L., Melnick S.B., Chapman F.W., Walcott G.P. Porcine defibrillation thresholds with chopped biphasic truncated exponential waveforms // Resuscitation. 2007. Vol. 74. № 2. PP. 325-331.
13. Востриков В.А., Горбунов Б.Б., Мамекин К.А. Анализ биполярного импульса дефибриллятора DEFIGARD 5000 / В кн.: Методы нелинейного анализа в кардиологии и онкологии: физические подходы и клиническая практика. Вып. 2. Под ред. Р.Р. Назирова. – М.: КДУ, 2010. С. 73-80.
14. Востриков В.А., Горбунов Б.Б., Гусев А.Н. Компьютерное моделирование воздействия первых фаз дефибрилляционных импульсов биполярной формы на мембрану кардиомиоцита // Общая реаниматология. 2014. Т. 10. № 1. C. 25-32.
15. Schmidt A.S., Lauridsen K.G., Adelborg K. et al. Cardioversion efficacy using pulsed biphasic or biphasic truncated exponential waveforms: A randomized clinical trial // Journal of the American Heart Association. 2017. Vol. 8. № 3. e004853. 14 p.
16. Gorbunov B.B., Vostrikov V.A., Galyastov A.A., Nesterenko I.V., Telyshev D.V., Denisov M.V. Guaranteed defibrillation on a cardiomyocyte model / 2020 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). Yekaterinburg, Russia. 2020. PP. 0058-0061.
17. Ten Tusscher K.H., Panfilov A.V. Alternans and spiral breakup in a human ventricular tissue model // American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 2006. Vol. 291. № 3. PP. H1088-H1100.
18. Antonioletti M., Biktashev V.N., Jackson A., Kharche S.R., Stary T., Biktasheva I.V. BeatBox – HPC Simulation Environment for Biophysically and Anatomically Realistic Cardiac Electrophysiology // PLoS One. 2017. Vol. 12. № 5. e0172292. 37 p.
19. Gorbunov B.B. Study of the impact of rectangular current pulses on the ten Tusscher-Panfilov model of human ventricular myocyte // Journal of Biomedical Science and Engineering. 2017. Vol. 10. № 7. PP. 355-366.
20. DEFIGARD/PHYSIOGARD Touch 7 User guide // SCHILLER MEDICAL. 2018. Article no.: 0-48-0227. Rev.: g. 164 p.
21. Горбунов Б.Б., Востриков В.А., Нестеренко И.В., Селищев С.В., Телышев Д.В. Оценка влияния длительности фронта и среза дефибрилляционного монополярного трапецеидального импульса на его энергетическую эффективность на модели кардиомиоцита ten Tusscher-Panfilov // Медицинская техника. 2020. № 4. С. 31-34.
22. Gorbunov B.B. Evaluation of the effect of pulse modulation of a defibrillation pulse on its energy efficiency based on the hypothesis of guaranteed defibrillation: Supplementary resources / https://www.researchgate.net/publication/ 346951081. 2020.
23. Krasteva V.T., Trendafilova E.G., Didon J.-P., Mudrov T.N., Christov I.I. Pre-and post-shock thoracic impedance relations in external electrical cardioversion // Annual Journal of Electronics. 2011. Vol. 5. № 2. PP. 72-75.