Desarrollo de un modelo computacional realista 3D de la aurícula

Abstract

[ES] Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de mortalidad en el mundo. Entre las manifestaciones más significativas de las enfermedades cardiovasculares se encuentran las arritmias, relacionadas directamente con un aumento de la morbilidad y la mortalidad. La fibrilación auricular es la arritmia más frecuente y se estima que en los próximos años su prevalencia aumentará. Aunque no se considera una arritmia maligna, su aparición supone riesgos para la salud del paciente y conlleva recurrentes ingresos hospitalarios. Su tratamiento sigue siendo un tema complejo, dado que no se conoce en detalle la fisiopatología de la enfermedad. Por estos motivos, la fibrilación auricular y los mecanismos involucrados en la cronificación de la enfermedad son objeto de estudio en la actualidad. Dadas las limitaciones existentes de los estudios in vivo, las simulaciones computacionales se han convertido en una potente herramienta para la investigación en el campo de la electrofisiología. En este trabajo se presenta un nuevo modelo auricular altamente realista, que incluye heterogeneidad electrofisiológica, definición del grosor de la pared auricular y una descripción detallada de la dirección de fibras, que por primera vez incluye diferenciación entre la orientación de las fibras del endocardio y del epicardio. El modelo ha sido validado analizando la secuencia de propagación en ritmo sinusal, demostrado que la activación de las distintas regiones auriculares coincide con los tiempos de activación local experimentales. Además, con el objetivo de demostrar su utilidad para reproducir episodios de fibrilación auricular, se han realizado simulaciones aplicando un foco ectópico en la parte proximal del seno coronario. Los resultados sugieren que el nuevo modelo produce una actividad fibrilatoria más similar a la descrita medicamente. Por tanto, se evidencia que en modelización es muy importante aproximarse lo máximo posible a las propiedades anatómicas reales si se quieren obtener resultados que fidelicen las observaciones experimentales.

[EN] Cardiovascular diseases are the major cause of death worldwide. Arrhythmias are the most significant manifestations of cardiovascular diseases, directly related to increased morbidity and mortality. Atrial fibrillation is the commonest arrhythmia and it is expected that in the next years its prevalence will heighten. Although it is not considered a malignant arrhythmia, its occurrence entails risk to the patient health and leads to recurrent hospital admissions. Its treatment is still complex due to the physiopathology of the diseases it is not known in detail. Thus, atrial fibrillation and the involved mechanisms in the chronicity of the disease are being studied nowadays. Due to the limitations of carry out in vivo studies, computational simulations have become a powerful tool for research in electrophysiology. In the present work, a new highly realistic atrial model is reported, which includes electrophysiological heterogeneity, definition of atrial wall thickness and a detailed description of fibres direction, that for the first time includes differentiation between the fibres orientation in the endocardium and the epicardium. The model has been validated by analysing the propagation sequence in sinus rhythm, demonstrating that the activation of the different atrial regions matches the experimental local activation times. Furthermore, with the aim to demonstrate the utility for reproducing atrial fibrillation episodes, some simulations have been performed by applying an ectopic focus to the proximal part of the coronary sinus. Results suggest that the new model performs a fibrillatory activity more similar to that described medically. Therefore, it is evident that in modelling it is very important to get as close as possible to the real anatomical properties, to obtain results that match experimental observations.