Симулятор использует компактную модель возбудимой сердечной клетки в духе FitzHugh–Nagumo / Noble. Безразмерное напряжение u имеет быстрый регенеративный inward current h u²(1−u)/τ_in и более медленную outward/leak часть u/τ_out; gate h означает доступность inward current и медленно восстанавливается в покое. На графике напряжение переведено в желудочковую шкалу V ≈ −85 + 125u мВ. Первый график показывает cardiac action potential: быстрый upstroke, plateau-like задержанную реполяризацию и возврат к покою. Второй график показывает recovery gate и стимулы. S1-S2 protocol несколько раз стимулирует клетку, затем даёт преждевременный S2: если gate ещё низкий, S2 блокируется refractory period; при укороченном refractory window возможна быстрая повторная активация. Пресет Long-QT удлиняет APD и refractory time, связывая delayed repolarization с риском аритмий.
Для кого: Студенты физиологии, биофизики, biomedical engineering и nonlinear dynamics, изучающие cardiac excitability и refractory period перед полными ионными моделями.
Ключевые понятия
Сердечный потенциал действия
Refractory period
FitzHugh-Nagumo
Noble model
APD90
S1-S2 protocol
Long QT
Аритмия
Это учебная модель в духе Фицхью–Нагумо/Noble, не диагностическая ионная модель. Меняйте S2 interval и состояние клетки, чтобы увидеть refractory block, удлинённый APD и быструю повторную активацию.
Графики
Как это работает
Двухпеременная cardiac toy model: u даёт быстрый upstroke и plateau-like спад, h — медленное восстановление доступности inward current. Протокол S1-S2 показывает, захватывает ли преждевременный стимул клетку или блокируется refractory period; пресет Long-QT удлиняет APD90.
Основные формулы
du/dt = I_stim + h u²(1−u)/τ_in − u/τ_out, dh/dt = (1−h)/τ_open at rest, dh/dt = −h/τ_close during excitation. Voltage display: V ≈ −85 + 125u mV.
Часто задаваемые вопросы
Это количественная желудочковая ионная модель?
Нет. Это двухпеременная учебная модель для геометрии возбуждения и восстановления. Полные cardiac models включают много токов, кальциевую динамику, разные типы клеток и распространение по ткани.
Что здесь означает APD90?
APD90 — время от фронта upstroke до примерно 90% реполяризации. В этой игрушечной модели оно измеряется по безразмерному напряжению и выводится в мс, поэтому читать его нужно качественно: больше APD означает более длинное refractory window.
Как это связано с аритмиями?
Аритмии часто зависят от тайминга: преждевременный импульс может быть заблокирован refractory tissue или пройти, когда часть ткани восстановилась, а часть нет. Симулятор показывает single-cell timing ingredient этой тканевой проблемы.