Approche multi-échelle appliqué à la modélisation de l’activité électrique du coeur

Multiscale modeling of cardiac electrical activity

¹ Institut de cardiologie de Montréal, Institut de génie biomédical, Faculté de médecine, Université de Montréal, Montréal, Canada
² Institut de génie biomédical, Faculté de médecine, Université de Montréal, Centre de recherche de l’Hôpital du Sacré-Coeur de Montréal, 5400, boulevard Gouin Ouest, Montréal (Quebec), H4J 1C7 Canada

^* alain.vinet@umontreal.ca

Résumé

L’electrocardiogramme (ECG) resulte de la propagation dans le torse des courants electriques generes par le tissu cardiaque. Le potentiel d’action produit par les cardiomyocytes, qui prelude a leur contraction, est la source premiere de ces courants. L’echange de ces courants intra- et extracellulaires permet a l’activation de se propager d’une cellule a l’autre et de provoquer des differences de potentiels sur le torse. La modelisation de l’activite electrique peut donc se faire a plusieurs echelles : de la cellule isolee a l’organisme entier. Quelques exemples illustrent comment la nature du probleme a analyser determine l’echelle, le niveau de complexite minimale a considerer et le type de resultats qui peuvent etre atteints.

Abstract

Models of cardiac electrical activity cover a wide range of spatial scales, from the genesis of the ionic currents in individual cardiomyocytes to the generation of electrocardiograms on the torso. The level of detail that is appropriate and practicable depends on the problem investigated and the scope of the computations that are required. We briefly present three examples of modelling: the dynamics of the entrainment of a single cell, the impact of fibrosis on electrical propagation in a piece of tissue and the generation of ECG in human. In each case, the methods, results and limitations are discussed.