基于元胞自动机的Brugada综合征患者心电信号研究

李成乾; 石晨; 邓敏艺

doi:10.16088/j.issn.1001-6600.2023062102

广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (03) : 86 -98. DOI: 10.16088/j.issn.1001-6600.2023062102

基于元胞自动机的Brugada综合征患者心电信号研究

李成乾, 石晨, 邓敏艺

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摘要

针对Brugada综合征(Brugada syndrome, BrS)患者的症状发展与其异常CV(conduction velocity, CV)恢复和异常APD(action potential duration, APD)恢复之间的联系仍未明确问题，本文采用元胞自动机模型对其进行研究。首先根据BrS患者心电信号的特点对元胞自动机模型进行量纲化处理，并在模型中考虑CV恢复和APD恢复；然后使用该模型数值模拟不同CV恢复及APD恢复下与心动过速对应的心电信号螺旋波态的演化行为。结果表明：只存在CV恢复时，心动过速只会维持，不会恶化；在CV恢复和无记忆APD恢复共同影响下，心动过速可能消失，也可能转化为心室颤动，其中转化为心室颤动的概率为54%,明显高于临床数据；在CV恢复和带记忆APD恢复共同影响下，心动过速可能消失、维持或转化为心室颤动，其中转化为心室颤动的概率约为35%,与临床数据一致。跟踪观察波头附近的心电信号传导情况，发现BrS患者的症状发展与CV恢复或APD恢复导致的电信号传导阻滞有关，传导阻滞的程度越严重，BrS患者就越容易由心动过速发展为心室颤动。记忆性APD恢复因其记忆效应能降低APD的振荡幅度，所以能降低心室颤动的发生率。