A cardiac pacemaker model

Abstract

A cardiac pacemaker model is described based on a close approximation of the properties of cardiac pacemaker cells. It is a minimum-parameter model which has a simple relaxation oscillator circuit as its main element. The pacemaker model is analyzed in detail in order to show that its behaviour is similar to that of cardiac pacemaker cells. The main feature of the model is the possibility of controlling the time course of phase 4 depolarization, the threshold level and the maximum level of repolarization. Emphasis is placed on phenomena of acceleration and deceleration of the pacemaker model by pulsatile stimulation, and on synchronization and frequency entrainment. Finally it is noted that this particular pacemaker model is very useful for the study of interactions between cardiac pacemakers and the description of the mechanism of arrhythmias.

Sommaire

Un modèle d'appareil pour le règlement de l'allure cardiaque est décrit, basé sur l'étroite ressemblance des propriétés des cellules cardiaques, régulatrices de l'allure. C'est un modèle de paramètre-minimum qui a un simple circuit oscillatoire de relâchement comme élément principal. Le modèle est analysé en détail pour démontrer que son comportement est similaire aux cellules cardiaques régulatrices de l'allure. La caractéristique principale du modèle est la possibilité d'influencer la succession du temps de dépolarisation de la quatrième phase, le niveau du seuil et le niveau maximum de répolarisation. L'accent est mis sur les phénomènes d'accélération et de décélération du modèle par stimulation pulsatile et par entraînement de la synchronisation et de la fréquence. Finalement, on note que ce modèle spécial d'appareil est très utile pour l'étude de l'inter action entre les régulateurs de l'allure cardiaque et la description du mécanisme des arythmies.

Zusammenfassung

Ein Keith-Flackscher Herzknotenzentrum-Modell wird nach genauester Approximierung der Eigenschaften der Herzknotenzentrumszellen beschrieben. Es handelt sich hier um ein Minimal-Parametermodell mit einem enifachen Entspannungs-Oszillatorkreislauf als Hauptbestandteil. Das Herzknotenzentrum-Modell wird eingehendst analysiert, um zu zeigen, dass seine Funktion der der Herzknotenzentrumszellen ähnelt. Die bedeutsamste Eigenschaft des Modells liegt in der Möglichkeit, den Zeitverlauf von Phase 4 Depolarisierung, das Schwellenniveau und das Maximal-Repolarisierungsniveau zu steuern. Besonders hervorgehoben wird das Phenomen der Beschleunigung und Verlangsamung dieses Herzknotenzentrummodells durch pulsierende Stimulierung und die Synchronisierung und Frequenzverlegung. Abschliessend wird festgestellt, dass dieses spezielle Herzknotenzentrumsmodell sich ausgezeichnet für das Studium der Wechselwirkung von Herzknotenzentrumsmodellen und für Beschreibung des Mechanismus' von Arrhythmie eignet.