《心臟電除顫建模與仿真及除顫電極系統的最佳化研究》是依託電子科技大學,由賴大坤擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：心臟電除顫建模與仿真及除顫電極系統的最佳化研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賴大坤
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
心臟電除顫是臨床上唯一可靠並被廣泛使用的室顫轉複方法。然而，除顫效果至今仍不夠理想、小兒和部分先心病患者的體內除顫器植入仍很複雜。電擊除顫時，心臟區域電場的分布狀況直接決定著一次除顫成功與否。針對現有除顫仿真缺少臨床針對性，而單純的動物實驗又存在較大盲目性。本項目結合體外和體內電除顫方法的臨床套用問題，從除顫電場分布及除顫效果評估角度開展建模仿真及動物實驗研究，並著重對除顫電極系統進行最佳化：即建立真實的心臟電除顫三維模型及集成化的電除顫建模與仿真環境；通過仿真分析與動物實驗對比，設計一套科學的除顫效能多參數預估方法；針對體內電除顫的個體差異性，提出一種電極系統術前除顫效果最佳化與預估方法，對待植入的電極系統進行最佳化，並探討一套適用多種場合的體外除顫電極模式。將本項目的研究成果回歸用於實踐，有助於解決現有體內除顫器植入個性化和體外除顫器使用公眾化所遇到的相關難題，具有重要的科學意義和臨床價值。
結題摘要
心臟電除顫是臨床上唯一可靠並被廣泛使用的室顫轉複方法，然而，除顫效果至今仍不夠理想。電擊除顫時，心臟區域電場的分布狀況直接決定著一次除顫成功與否。本項目結合體外電除顫方法的臨床套用問題，從除顫電場分布及除顫效果評估角度開展建模仿真及動物實驗研究，並著重對除顫電極系統進行最佳化。主要研究成果包括：（1）針對現有除顫仿真缺少臨床針對性，而單純的動物實驗又存在較大盲目性，建立起了基於真實的心臟電除顫三維模型及集成化的電除顫建模與仿真方法；（2）針對高壓電擊除顫可能對患者的皮膚和心肌造成傷害，提出了降低除顫能量、改善除顫效果的除顫放電電流路徑最佳化方案，包括首次提出的“立體模式”除顫電極對體表貼放位置（22種）、以及除顫電極大小（12～176 cm2）和形狀（圓形、方形和橢圓形）的最佳化，結果顯示電極分別貼放於右前胸第1到第3肋骨——左腋中線第9肋骨區（U8-D3）的除顫電量閾值最低，且優於已有文獻報導的左前胸位置——右後背位置（M2-M6）；（3）在仿真評估和最佳化的基礎上，設計並開展了大量電除顫動物實驗（成功3例），試驗了除顫電極貼放位置與除顫電量閾值的關係，動物實驗結果與數值仿真結果的一致一方面證實了仿真分析所得的最佳電極位置的正確性，另一方面也驗證了本研究建立起的電除顫數值建模與仿真分析方法的可行性。將本項目的研究方法和研究成果回歸用於實踐，有助於增強心臟電除顫的機制認識和解決現有體外除顫器使用公眾化所遇到的相關難題，具有重要的科學意義和臨床價值。
