Veteikis, Romualdas

The distribution of electronic potential in rabbit right atrium was measured. Data were analyzed according to different mathematical models of passive electric media. Values of passive electric properties - space constants, time constants and self-capacitances of electrogenic membrane were defined.

Elektrinė sujaudinimo banga širdies audinyje sklinda veikiant vietinėms srovėms per tarpląstelinius kontaktus. Viena iš pagrindinių metodikų, įvertinančių tarpląstelinio elektrinio ryšio dydį, yra įėjimo varžos matavimas. Šios metodikos patikimumas buvo įvertintas matuojant įėjimo varžą triušio dešiniajame prieširdyje. In vitro perfuzuojant širdies gabalėlį normaliu Tirodės tirpalu įėjimo varžos dydžiai buvo nuo 0,47 iki 0,95 megomo. Heptanolio poveikis užblokuodavo sujaudinimo bangos sklidimą, o įėjimo varža buvo 1,17 – 2,56 megomo intervale, t. y. gerokai mažesnė, negu vienos izoliuotos širdies ląstelės elektrogeninės membranos varža. Eksperimentų duomenims analizuoti pateikiamas įėjimo varžos matavimo matematinis modelis. Gauti rezultatai paaiškinami tuo, kad dvikanalis mikroelektrodas įdūrimo metu gali pažeisti ląstelės elektrogeninę membraną ir pažeidimo vietos varža gali turėti didelę įtaką matavimo tikslumui.

Sukurtos kompiuterinės programos, skaičiuojančios elektrotoninio potencialo pasiskirstymą trimatėje anizotropinėje ominėje baigtinio storio terpėje, kai srovės šaltinis taškinis, disko arba cilindro formos. Gautos kreivių šeimos, atvaizduojančios matuojamųjų normalizuotų elektrotoninio gesimo konstantų priklausomybę nuo anizotropijos, atstumo tarp potencialo registravimo vietos, terpės storio ir srovės šaltinio dydžio. Įvertintos elektrotoninio gesimo konstantų paklaidos, kai anizotropinėse terpėse elektrotoninio gesimo konstantoms įvertinti naudojami izotropinių terpių modeliai.

Sukurtos kompiuterinės programos elektrotoninio potencialo pasiskirstymui dvimatėje anizotropinėje terpėje apskaičiuoti, kai srovės šaltinis yra taškinis, apskritimo arba disko formos. Gautos kreivių šeimos, atvaizduojančios matuojamųjų normalizuotų elektrotoninio gesimo konstantų priklausomybę nuo anizotropijos, atstumo tarp potencialo registravimo vietos ir srovės šaltinio dydžio.

Pateiktas elektrotoninio potencialo pasiskirstymo trimatėje dvisritėje anizotropinėje RC terpėje (miokarde) matematinis modelis, kai srovės šaltinis yra taško, apskritimo, disko ir cilindro formos. Naudojant superpozicijos principą srovės elektrodas yra aproksimuotas taškiniais šaltiniais, išdėstytais ant apskritimo formos elektrodo perimetro dviem būdais, taip, kad a) atstumai tarp taškinių šaltinių yra vienodi metrinėje koordinačių sistemoje; b) atstumai tarp taškinių šaltinių yra vienodi normalizuotoje koordinačių sistemoje. Disko ir cilindro formos srovės elektrodai yra aproksimuoti taškiniais šaltiniais, tolygiai išdėstytais jų paviršiuje.

Gautos elektrotoninio potencialo pasiskirstymo trimatėje ominėje-talpinėje terpėje analitinės išraiškos, kada stimuliuojama ilgos trukmės stačiakampiu įtampos šuoliuku. Nustatyta laiko, per kurį terpės elektrotoninis potencialas pasiekia pusę stacionarios amplitudės (T1/2), išvestinės (∂T1/2/∂R) priklausomybė nuo atstumo tarp elektrodo ir matavimo taško (R), kada terpė stimuliuojama stačiakampiu įtampos impulsu. Modeliuojant kompiuteriu nustatyta, kad funkcijos T1/2=f(R) polinkis priklauso nuo atstumo R bei nuo stimuliuojančio elektrodo dydžio. Arti elektrodo priklausomybė T1/2 = f(R) nėra tiesinė.

Earlier studies had shown that under total blockade of intercellular coupling the input resistance of myocardial tissue is significantly smaller than input resistance of isolated myocardial cell. The theoretical explanation of this fact is presented and the influence of double-barreled microelectrode tip size and of the resistance of electrogenic membrane damage is evaluated.

Monitoring and control of the heart tissue viability is of crucial importance during heart surgery operations. In most cases the heart tissue suffers from an ischemic injury that causes a decrease in the velocity of electrical excitation propagation in it and influences the shape of the excitation wave front that spreads over the injured area. It is reflected in a more complex shape of the registered epicardial electrogram as compared to normal. A method for quantitative evaluation of the complexity of the shape of the epicardial electrogram based on the principal component analysis is here proposed for evaluation of the ischemic injury of the cardiac tissue. A minimal, yet sufficient, number of the principal components (the optimal basis functions) for truncated expansion of the epicardial electrogram signals could be used as an estimate of signal complexity. The method for determination of such a minimal, yet sufficient, number of principal components were developed by using epicardial electrograms registered during in situ experiments on dogs in which local ischemia was evoked by ligation of a coronary vessel.

An analytical solution of the differential equation describing the distribution of the electrotonic potential in the three-dimensional RC-medium of finite thickness when the current source is hemispheric was obtained. Computerized programs were developed, and families of curves of T1/2 (time during which the electrotonic potential reaches half of the stationary amplitude) dependence on the size of current electrode (R0), the distance between the current electrode and the potential recording site (R), and medium thickness (D) were established. It is shown that function T1/2 = f(R) is not linear in close vicinity of the current electrode, and the application of linear dependence T1/2 = R/2 + const for the determination of the plasmic membrane time constant (taum) in myocardial tissue would lead to errors of -70% / +20%.