Cahier des charges Proposer un modèle VHDL-AMS électrique et hémodynamique (paramétrable, contrôlable) du cœur avec des capacités d’évolutions. Activité.

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1 Cahier des charges Proposer un modèle VHDL-AMS électrique et hémodynamique (paramétrable, contrôlable) du cœur avec des capacités d’évolutions. Activité électrique Activité hémodynamique Seul le ventricule gauche est actuellement modélisé Comportement PV Réseau circulatoire Automate cellulaire Modèle proposé

2 Principe général de l’activité électrique
Nœud sinusal Ensemble de fibres propageant le potentiel d’action Muscle du myocarde

3 Automate cellulaire : cellule auto-excitée

4 Simulation (pseudo-ECG)
Résultats obtenus Méthode simulée Electrodes sur la peau électrodes posées sur chaque cellule du cœur et somme des potentiels Modélisation actuelle Mesure (ECG réel) Simulation (pseudo-ECG) Modélisation possible

5 Simulation d’une maladie
: cellule auto-excitée Cellule morte: n’émet plus de potentiel d’action ne propage plus l’excitation

6 ECG obtenu ECG normal: ECG obtenu avec la cellule bloquée:

7 Traitement par pacemaker
: emplacements possibles pour la pose d’une électrode de pacemaker Ajout d’un pacemaker la cellule est excitée périodiquement

8 ECG avec pacemaker ECG sans pacemaker: ECG cœur sain:

9 Vue globale du modèle hydraulique
Pathologies cardiaques Réseau veineux Oreillette Capillaires (organes) Ventricule (Comportement P,V) Aorte Réseau artériel Pathologies cardiaques

10 Modélisation de la post-charge
Le fonctionnement d’une pompe dépend de la charge: Le réseau artériel Les réseaux périphériques (capillaires et veines) Artères : différents modèles unitaires suivant les propriétés du tronçon artériel considéré (élasticité, rayon interne) Veines et capillaires : un unique modèle résistif Rp simplifié permettant une distribution équitable du flux sanguin dans l’arbre circulatoire

11 Simulation en VHDL-AMS
Pression artérielle simulée au cours du cycle cardiaque Pression artérielle mesurée au cours du cycle cardiaque

12 Modèle hydraulique final
Modélisation

13 Résultats obtenus Simulé vs mesuré

14 + Modèle complet Modèle électrique Modèle hydraulique
2000 lignes / 198 inconnues

15 Résultats

16 Exemple: Augmentation du rythme cardiaque et variations de pression

17 Modélisation de pathologies
Détermination des pathologies à simuler Paramétrisation du modèles en fonction des pathologies Exemple de pathologies: Artérite Anévrisme Troubles de conduction Trouble du rythme cardiaque Hémorragie …

18 Cas: Artérite Rétrécissement des artères coronaires, artérioles
Artère saine Artère bouchée Influence sur toutes les composantes du réseau circulatoire

19 Simulation en VHDL-AMS
Artère saine Artère bouchée (le cœur « force » pour assurer la même pression)

20 Cas: Trouble de la conduction
Plus de synchronisation entre les oreillettes et les ventricules

21 Circulation pulmonaire
Orientations futures Etudes spécifiques 4 cavités / 6 valves Circulation pulmonaire Consommation d’oxygène Boucle de régulation Complexification des hypothèses