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Numerical Solution of the Monodomain Equation: an Inverse Problem for Infarction Models

2012
Student Projects

Résumé

This project deals with the ﬁnite element approximation of an inverse problem for the monodomain equation, which models the propagation of the electrical potential in the cardiac muscle. The goal consists in recovering the shape of an infarcted area inside the cardiac muscle by measuring the electrical potential at the border of the domain, which is the principle of electrocardiograms (ECG). We consider a problem in two dimensions with implementations in FreeFem++.

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Électrocardiographie

vignette|L'électrocardiographie est la technique d'enregistrement des courants électriques accompagnant les contractions du cœur. Elle est réalisée grâce à un électrocardiographe relié au patient par des électrodes. vignette|Un électrocardiogramme est une représentation graphique sur papier de l'activité électrique du cœur. L'électrocardiographie (ECG) est une représentation graphique de l'activité électrique du cœur.

Analyse numérique

L’analyse numérique est une discipline à l'interface des mathématiques et de l'informatique. Elle s’intéresse tant aux fondements qu’à la mise en pratique des méthodes permettant de résoudre, par des calculs purement numériques, des problèmes d’analyse mathématique. Plus formellement, l’analyse numérique est l’étude des algorithmes permettant de résoudre numériquement par discrétisation les problèmes de mathématiques continues (distinguées des mathématiques discrètes).

Signal-averaged electrocardiogram

Signal-averaged electrocardiography (SAECG) is a special electrocardiographic technique, in which multiple electric signals from the heart are averaged to remove interference and reveal small variations in the QRS complex, usually the so-called "late potentials". These may represent a predisposition towards potentially dangerous ventricular tachyarrhythmias. A resting electrocardiogram (ECG) is recorded in the supine position using an ECG machine equipped with SAECG software; this can be done by a physician, nurse, or medical technician.

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