Simulation numérique de l'activité électrique dans l'oreillette gauche et les veines pulmonaires

Abstract

Un modèle numérique réaliste des oreillettes et des veines pulmonaires peut être un outil de recherche efficace. Il permet de maîtriser l'ensemble des paramètres entrant en jeu dans la propagation des potentiels d'action (PA), autorisant ainsi des expériences numériques pouvant simuler des épisodes normaux ou pathologiques de l'activité cardiaque. Un modèle numérique réaliste repose sur plusieurs éléments. Il nécessite tout d'abord des équations qui modélisent la propagation des PA à l'échelle des tissus en prenant en compte des modèles de l'électrophysiologie à l'échelle cellulaire. Il inclut des données électrophysiologiques permettant d'adapter de manière qualitative les modèles membranaires auriculaires aux veines pulmonaires. Il comporte enfin des données anatomiques, partiellement disponibles par imagerie : la direction des fibres cardiaques sur les tissus auriculaires n'étant pas accessible par IRM, elle est reconstruite par un processus semi-automatique reposant sur une définition qualitative basée sur des descriptions histologiques de la direction des fibres sur des zones d'intérêt, puis sur une complétion permettant d'extrapoler la direction des fibres sur l'ensemble du domaine d'étude. Bien que le modèle choisi soit surfacique, une variation de la direction des fibres dans l'épaisseur du tissu peut être définie. Ces différents éléments sont pris en compte par un module de calcul qui regroupe l'ensemble des outils mathématiques nécessaires à la résolution numériques des équations. Cette résolution requiert une discrétisation temporelle et spatiale attentive pour garantir le réalisme du résultat des simulations, tout en préservant le temps de calcul. Ce modèle numérique permet de simuler des épisodes pathologiques dans les veines pulmonaires et leurs conséquences sur la propagation de l'onde sinusale dans l'oreillette gauche.