Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-06T14:57:14Z No. of bitstreams: 1 gustavomontesnovaes.pdf: 4933394 bytes, checksum: d1148020d41a74584cee8821c8f26603 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:25:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gustavomontesnovaes.pdf: 4933394 bytes, checksum: d1148020d41a74584cee8821c8f26603 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gustavomontesnovaes.pdf: 4933394 bytes, checksum: d1148020d41a74584cee8821c8f26603 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A hipertensão é uma doença crônica que está relacionada com o aumento da pressão exercida pelo sangue nas paredes dos vasos sanguíneos. Seu surgimento está relacionado a síndromes metabólicas e, frequentemente, á obesidade. Entre o período de 2000 e 2011, esta patologia foi considerada a maior causa de morte no mundo devido à complicações inerentes a sua disfunção, como por exemplo acidente vascular cerebral e o infarto do miocárdio. Diversos estudos vêm sendo realizados com o objetivo de compreender melhor os mecanismos que estão relacionados ao surgimento da hipertensão bem como as disfunções causadas pela doença. Dentre estas disfunções, existem as alterações fisiológicas que ocorrem no coração sendo que as principais alterações ocorrem na atividade elétrica e mecânica do órgão cardíaco. A modelagem computacional se mostra como uma ferramenta muito eficaz no auxílio de tais estudos. A possibilidade de simular as disfunções causadas pela hipertensão no coração permitiria realizar experimentos prévios com baixo custo e em um pequeno intervalo de tempo. Assim este trabalho tem por principal objetivo apresentar modelos computacionais capazes de reproduzir a atividade eletromecânica transmural do miócito de ratos normotensos e hipertensos. Para isto, é proposto um novo modelo matemático/computacional resultado de um acoplamento de outros dois presentes na literatura. O modelo computacional proposto obteve resultados bastante satisfatórios visto que foi capaz de reproduzir as alterações fisiológicas ocorridas em miócitos de ratos, tanto para células de origem do epicárdio quanto para células de origem do endocárdio, nas principais variáveis associadas ao batimento cardíaco: potencial de ação, transiente intracelular de cálcio e o encurtamento do sarcômero. / The hypertension is a chronic disease that is related to an increased in the pressure exerted by the blood on the walls of blood vessels. Its appearance is related to the metabolic syndrome and often with obesity. Between the years 2000 and 2011, this condition was considered the leading cause of death worldwide due to the complications inherent to its dysfunction, such as stroke and myocardial infarction. Several studies have been conducted in order to better understand the mechanisms that are related to the onset of hypertension and the dysfunctions caused by this disease. Among these disorders, there are the physiological changes that occur in the heart with the main changes occuring in electrical and mechanical activity of the heart organ. The Computational modeling can become a very effective tool in aid of such studies. The possibility of simulating the dysfunctions caused by hypertension in the heart would results in a possibility to do previous in silico experiments with low cost and in a short period of time. So this work is primarily engaged to present computational models capable of reproducing the transmural electromechanical activity of myocyte of normotensive and hypertensive rats. For this, a new mathematical / computational model was proposed resulted from a coupling of two others models presented in the literature. The proposed computational model obtained satisfactory results since it was able to reproduce the physiological changes in myocytes of rats, both for epicardial origin of cells and for endocardial cells of origin, the main variables associated with the heartbeat: the action potential, calcium intracellular transient and the shortening of the sarcomere.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-11T14:38:55Z No. of bitstreams: 1 danielmoutinhodesouza.pdf: 14087574 bytes, checksum: 14fbe9db31be8496c781a98af92ca3fd (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T13:42:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 danielmoutinhodesouza.pdf: 14087574 bytes, checksum: 14fbe9db31be8496c781a98af92ca3fd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T13:42:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 danielmoutinhodesouza.pdf: 14087574 bytes, checksum: 14fbe9db31be8496c781a98af92ca3fd (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / A fibrilação ventricular é uma arritmia cardíaca listada como uma das principais causas de morte no mundo industrializado, por isso, a importância do estudo do comportamento elétrico cardíaco. O equipamento mais indicado para tentar reverter este quadro de arritmia é o desfibrilador, que submete o tórax do paciente a um campo elétrico de alta energia. Entretanto essa técnica pode causar efeitos graves como queimaduras e dor intensa. Técnicas menos agressivas vêm sendo estudadas e consideram, por exemplo, protocolos com múltiplos estímulos de baixa energia. Observou-se que, nessas estratégias alternativas, a rede vascular cardíaca pode ter papel importante com relação ao padrões espaço-temporais gerados pelos estímulos. Nesta mesma direção, este trabalho apresenta um estudo computacional sobre a influência da rede vascular durante estímulos por campo elétrico em tecidos cardíacos. O fenômeno é capturado por um sistema não-linear de equações diferenciais parciais. Para resolver este modelo numericamente os Métodos de Volumes Finitos (MVF) e de Phase-Field (MPF) foram combinados buscando assim a caracterização geométrica de vasos arteriais durante simulações de desfibrilação de tecido cardíaco. Os resultados obtidos sugerem que os métodos usados (MVF+MPF) são adequados para o estudo de protocolo para desfibrilação cardíaca. / The ventricular fibrillation is a cardiac arrhythmia listed as one of the leading causes of death within the industrialized world, hence the study of cardiac electrical behavior is an important research area. The most used equipment for the reversal of this condition is the defibrillator, which subjects the patient's chest to a high-energy electric field. However, it can have serious effects such as burns and severe pain. Less aggressive techniques have been studied and considered, for example, protocols with multiple low energy stimuli. It was observed that, in this alternative technique, the cardiac vascular network may play an important role in relation to the spatial-temporal patterns generated by the stimuli. This work presents a computational study about the influence of the vascular network during electrical field stimuli in cardiac tissues. The phenomenon is described by a nonlinear system of partial differential equations. To solve this model numerically the Finite Volume Method (FVM) and the Phase-Field Method (PFM) were combined, thus seeking a better geometric characterization of arterial vessels during simulations of cardiac tissue defibrillation. The results obtained in this work suggest that these methods (FVM + PFM) are suitable for the protocol study for cardiac defibrillation.