Abstract:

Gegenstand dieser Studienarbeit ist der Vergleich zweier verschiedener elektrophy- siologischer Modelle der Erregungsausbreitung im Herzen. Diese Modelle werden daraufhin untersucht, inwieweit sie bei simulierten Fibrillationen in menschlichem Vorhofgewebe vergleichbare Ergebnisse liefern.Eine Einfu ̈hrung in das Thema und die Aufgabenstellung liefert das erste Kapitel. Das zweite Kapitel hat die Elektrophysiologie von Einzelzellen und das Verhalten von Herzmuskelzellen im Zellverband zum Inhalt. Die verwendeten Modelle werden im dritten Kapitel vorgestellt. Es handelt sich dabei zum einen um ein Zellmodell, bei dem sich die elektrophysiologischen Eigen- schaften der Einzelzelle aus gekoppelten Differentialgleichungen ergeben. Zusammen mit einem der anschließend vorgestellten Erregungsausbreitungsmodelle ermo ̈glicht es eine Simulation der Erregung im Zellverband. Zum anderen wird der Zellula ̈re Automat eingefu ̈hrt, der ein regelbasiertes Modell darstellt. Da mit den ausgewa ̈hl- ten elektrophysiologischen Modellen kreisende Erregungen simuliert werden, finden zusa ̈tzlich verschiedene Modellvorstellungen fu ̈r die Auslo ̈sung kreisender Erregun- gen Beru ̈cksichtigung.Im vierten Kapitel werden die Ergebnisse dieser Arbeit beschrieben. Unter verschie- denen Voraussetzungen werden die Wesensmerkmale der beiden Modelle bei Ar- rhythmien in Form von kreisenden Erregungen untersucht und verglichen. Die zu- grunde liegende Anatomie erstreckt sich dabei in ein, zwei und drei Dimensionen. Das Verhalten der Modelle wird zuna ̈chst in homogenen Gewebeausschnitten betrachtet. Daru ̈ber hinaus wird der Einfluss von anatomischen Hindernissen untersucht, wie sie beispielsweise durch nicht erregbares Gewebe vorliegen. Die Simulationen wer- den zusa ̈tzlich bei einer verringerten Leitfa ̈higkeit des Gewebes durchgefu ̈hrt, um den Einfluss leitfa ̈higkeitsa ̈ndernder Pharmaka auf die Erregungsmuster zu ermitteln. Ei- ne abschließende Beurteilung und eine Zusammenfassung der Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Verhalten der Modelle bei kreisenden Erregungen runden dieses Kapitel ab.