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Type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Formulação de um autômato celular bidimensional para simulação da eletrofisiologia cardíaca
Author: Soares, Thaís de Jesus
First Advisor: Santos, Rodrigo Weber dos
Co-Advisor: Campos, Joventino de Oliveira
Referee Member: Rocha, Bernardo Martins
Referee Member: Campos, Ricardo Silva
Resumo: As doenças cardiovasculares representam a principal causa de mortalidade no mundo, tornando essencial o desenvolvimento de ferramentas computacionais para investigar os mecanismos subjacentes a esses distúrbios. Modelos baseados em sistemas de equações diferenciais são amplamente utilizados devido à sua alta precisão, mas apresentam elevado custo computacional. Nesse contexto, este trabalho propõe um autômato celular para simular a propagação elétrica no tecido ventricular cardíaco, com o objetivo de aumentar a eficiência na modelagem desse fenômeno. Dados gerados pelo modelo matemático do monodomínio são utilizados para calibrar as curvas de restituição. A precisão do autômato é avaliada por meio de testes considerando diferentes orientações de fibras e tipos de estimulação. Os resultados demonstram boa concordância com simulações biofísicas baseadas em equações diferenciais e tempo de execução reduzido quando comparado ao monodomínio. Com isso, evidencia-se o potencial do modelo proposto para aplicações em eletrofisiologia cardíaca.
Abstract: Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality worldwide, making it essential to develop computational tools to investigate the underlying mechanisms of these disorders. Models based on systems of differential equations are widely used due to their high accuracy, but they present high computational costs. In this context, this work proposes a cellular automaton to simulate the electrical propagation in the cardiac ventricular tissue, aiming to increase the efficiency of modeling this phenomenon. Data generated by the monodomain mathematical model are used to calibrate the restitution curves. The accuracy of the automaton is evaluated through tests that consider different fiber orientations and types of stimulation. The results show good agreement with biophysical simulations based on differential equations and reduced execution time compared to the monodomain model. Thus, the proposed model’s potential for applications in cardiac electrophysiology is highlighted.
Keywords: Doenças cardiovasculares
Modelos computacionais
Autômato celular
Cardiovascular diseases
Computational models
Cellular automaton
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO::LINGUAGEM FORMAIS E AUTOMATOS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Access Type: Acesso Aberto
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19117
Issue Date: 14-Mar-2025
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