Cardiología Clínica y Experimental
Acceso abierto

abstracto

Inicio de la fibrilación ventricular por un solo latido ectópico en modelos numéricos tridimensionales de cardiopatía isquémica: transición abrupta al caos

Charles F Babbs

Antecedentes: explorar las condiciones más peligrosas para la aparición de una Taquicardia o Fibrilación Ventricular (TV/FV) se creó un nuevo modelo computacional de miocardio ventricular que incluye 2592 elementos finitos en tres dimensiones.

Métodos: Se utilizó el modelo totalmente tridimensional del músculo ventricular derecho e izquierdo para simular la propagación de la activación eléctrica y el electrocardiograma resultante. Las zonas localizadas de tejido muscular isquémico se caracterizaron por una velocidad de conducción reducida y un período refractario reducido, y la TV/FV se inició con latidos ectópicos únicos. También se calculó el electrocardiograma (ECG) de superficie corporal simulado.

Resultados: En este sistema, la TV/FV clínicamente realista se produce fácilmente mediante estímulos únicos. La velocidad de conducción reducida y el período refractario efectivo reducido en músculos anormales localizados predisponen a TV/FV. La transición al caos fue abrupta. No se pudo identificar un patrón específico de reentrada, ondas espirales o vórtices que luego se descompusieran en TV/FV. En cambio, había una amplia variedad de patrones de activación que conducían al caos, dependiendo sensiblemente de las condiciones iniciales. No obstante, se definió un límite claro entre el comportamiento estable frente al caótico mediante una longitud de onda de impulso de umbral crítico, el producto de la velocidad de conducción y el período refractario, γ*, en el tejido isquémico local. Este umbral, que separa los regímenes estables y caóticos, se puede especificar con precisión como γ*=FV1/3, donde V es el volumen local de tejido enfermo y 0 γ; F γ 1 es un factor de forma, cercano a 1 para volúmenes compactos y progresivamente menor para volúmenes aplanados. Cuando la longitud de onda del impulso es ≤γ*, ocurre TV/FV. Los valores típicos de γ* oscilan entre 1 y 3 cm. Tal comportamiento es característico de los sistemas caóticos clásicos.

Conclusiones: Los patrones de activación muscular que conducen a una TV/FV autosostenida observados en corazones enfermos tridimensionales son mucho más complejos y variables que la reentrada tradicional en dos dimensiones. En cambio, surge un modelo de transición abrupta al caos a partir de la aplicación de los primeros principios de la electrofisiología cardíaca, la anatomía ventricular realista y la fisiopatología del músculo cardíaco isquémico. Este fenómeno puede representar una forma de caos matemático de orden superior al que se ha estudiado anteriormente.