Comparison of Monopolar and Bipolar Cox-Maze Ablation Based on Clinical Data and Mathematical Modeling

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorStasiuk, Y. P.
dc.contributor.authorSychyk, M. M.
dc.contributor.authorMaksymenko, V. B.
dc.contributor.authorKravchuk, B. B.
dc.date.accessioned2022-02-17T09:55:38Z
dc.date.available2022-02-17T09:55:38Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenPurpose: Today radiofrequency heart ablation is gold standard for the radical surgical treatment of different types of heart rhythm disturbances. The purpose of the research is a comparative analysis of monopolar and bipolar electrodes for ablation during open heart surgery (Cox-Maze ablation). Methods: The analysis is made based on clinical data and mathematical modeling. By the use of system of electro-anatomical mapping of radiofrequency ablation zones a three-dimensional model of left atrium is created. Then a potential map, which represents the amplitude of myocardium activity, is imposed on this model. The amplitude of myocardium activity, the width and depth of the electro-thermal destruction zone and the ablation line continuity are main parameters of clinical data analysis. For mathematical modeling the COMSOL Multiphysics 5.4 software is used. Two variation of mathematical model for monopolar and bipolar ablation are created. Main analysis parameters of mathematical modeling are: diagrams of thermal field distribution, size of myocardial tissue destruction, and duration of the ablation procedure. Results: Both monopolar and bipolar ablation can be used for Cox-Maze procedure. But potential map and mathematical modeling show that with monopolar ablation the destruction zone has a hemispherical shape and scar line is not uniform along the depth of a heated myocardial tissue. It can lead to a recovery of pathological signals conduction from the pulmonary veins to the atrium. Uneven distribution of thermal fields with a clearly defined maximum increases the risk of evaporation and microexplosions. At the same time the duration of monopolar ablation is significantly longer. Conclusion: It is shown that bipolar ablation has advantages in pulmonary veins isolation. This type of instruments allows creation of effective and safe uniform thermal transmural destruction with only one application of radiofrequency current energy.uk
dc.description.abstractruДанная работа посвящена сравнительному анализу монополярного и биполярного методов радиочастотной изоляции легочных вен при абляции на открытом сердце. Для исследования использовались клинические данные и математическое моделирование. С использованием системы электроанатомического картирования (Ensite Velosity, Abbott, USA) построено трехмерную модель предсердия пациента и наложено на нее карту потенциалов. Проанализированы амплитуда электрической активности ткани миокарда, а также ширина и непрерывность линии абляции. В среде COMSOL Multiphysics разработано математическую модель процедуры радиочастотной абляции (РЧА) сердца. Проанализированы особенности распространения термических полей при монополярной и биполярной РЧА. Показано, что биполярная абляция имеет преимущества при изоляции легочных вен. Она позволяет осуществить эффективную, безопасную, однородную, трансмуральную электротермическую деструкцию стенки сердца при одной аппликации радиочастотного тока.uk
dc.description.abstractukМета: Сьогоднi радiочастотна абляцiя серця є золотим стандартом для радикального хiрургiчного лiкування рiзних типiв порушень ритму серця. Метою дослiдження був порiвняльний аналiз монополярних та бiполярних електродiв для абляцiї пiд час операцiї на вiдкритому серцi (Cox-Maze абляцiя). Матерiали i методи: Аналiз проводився на основi клiнiчних даних та за результатами математичного моделювання. За допомогою системи електроанатомiчного картографування зон радiочастотної абляцiї була створена тривимiрна модель лiвого передсердя. Потiм на цю модель було накладено карту потенцiалiв, яка представляє амплiтуду електричної активностi мiокарда. Основними параметрами для аналiзу клiнiчних даних були: амплiтуда електричної активностi мiокарда; ширина та глибина зони абляцiї; безперервнiсть лiнiї абляцiї. Для математичного моделювання було використано програмне забезпечення COMSOLMultiphysics 5.4. Створено двi варiацiї математичної моделi для монополярної та бiполярної абляцiї. Основними параметрами аналiзу результатiв математичного моделювання були: дiаграми поширення термiчних полiв; розмiри зони деструкцiї; тривалiсть процедури абляцiї. Результати: Для Cox-Maze абляцiї можна використовувати як монополярнi, так i бiполярнi електроди. Однак карта потенцiалiв та математичне моделювання показали, що при монополярнiй абляцiї зона деструкцiї має напiвсферичну форму, а лiнiя рубця не рiвномiрна по глибинi зони впливу. Це може призвести до вiдновлення патологiчних сигналiв вiд легеневих вен до передсердя. Нерiвномiрний розподiл термiчних полiв з чiтко вираженим максимумом збiльшує ризик випаровування та мiкровибухiв. У той же час тривалiсть монополярної абляцiї значно бiльша. Висновок: В представленiй роботi показано, що бiполярна абляцiя має переваги при iзоляцiї легеневих вен. Цей тип електродiв дозволяє створити ефективну та безпечну рiвномiрну термiчну трансмуральну деструкцiю лише з одним застосуванням енергiї радiочастотного струму.uk
dc.format.pagerangeС. 55-61uk
dc.identifier.citationComparison of Monopolar and Bipolar Cox-Maze Ablation Based on Clinical Data and Mathematical Modeling / Stasiuk Y. P., Sychyk M. M., Maksymenko V. B., Kravchuk B. B. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 83. – С. 55-61. – Бібліогр.: 17 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.55-61
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46575
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 83uk
dc.subjectheartuk
dc.subjectarrhythmiauk
dc.subjectradiofrequency ablationuk
dc.subjectmonopolar electrodeuk
dc.subjectbipolar electrodeuk
dc.subjectmathematical modelinguk
dc.subjectсерцеuk
dc.subjectаритмiяuk
dc.subjectрадiочастотна абляцiяuk
dc.subjectмонополярний електродuk
dc.subjectбiполярний електродuk
dc.subjectматематичне моделюванняuk
dc.subjectсердцеuk
dc.subjectаритмияuk
dc.subjectрадиочастотная абляцияuk
dc.subjectмонополярный электродuk
dc.subjectбиполярный электродuk
dc.subjectматематическое моделированиеuk
dc.subject.udc616-72:616-71:004.891.3:616.12-008.318.1uk
dc.titleComparison of Monopolar and Bipolar Cox-Maze Ablation Based on Clinical Data and Mathematical Modelinguk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_83_55-61.pdf
Розмір:
2.48 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 83