Cutaneous electrogastrography (EGG) is used in clinical and physiological fields to noninvasively measure the electrical activity of the stomach and intestines. Dipole models that mathematically express the electrical field characteristics generated by the stomach and intestines have been developed to investigate the relationship between the electrical control activity (ECA) (slow waves) shown in EGG and the internal gastric electrical activity. However, these models require a mathematical description of the movement of an annular band of dipoles, which limits the shape that can be modeled. In this study, we propose a novel polygonally meshed dipole model to conveniently reproduce ECA based on the movement of the annular band in complex shapes, such as the shape of the stomach and intestines, constructed in three-dimensional (3D) space. We show that the proposed model can reproduce ECA simulation results similar to those obtained using conventional models. Moreover, we show that the proposed model can reproduce the ECA produced by a complex geometrical shape, such as the shape of the intestines. The study results indicate that ECA simulations can be conducted based on structures that more closely resemble real organs than those used in conventional dipole models, with which, because of their intrinsic construction, it would be difficult to include realistic complex shapes, using the mathematical description of the movement of an annular band of dipoles. Our findings provide a powerful new approach for computer simulations based on the electric dipole model.

中文翻译：

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胃和肠产生的电场的多边形网格偶极子模型模拟

皮肤胃电图 (EGG) 用于临床和生理学领域，以无创测量胃和肠的电活动。已经开发出数学表达胃和肠产生的电场特性的偶极子模型，以研究 EGG 中显示的电控制活动 (ECA)（慢波）与胃内电活动之间的关系。然而，这些模型需要对偶极子环形带的运动进行数学描述，这限制了可以建模的形状。在这项研究中，我们提出了一种新颖的多边形网格偶极子模型，以基于环形带在复杂形状（例如在三维（3D）空间中构建的胃和肠的形状）的运动方便地再现 ECA。我们表明，所提出的模型可以重现与使用传统模型获得的结果相似的 ECA 模拟结果。此外，我们表明所提出的模型可以重现由复杂几何形状（例如肠子的形状）产生的 ECA。研究结果表明，ECA 模拟可以基于比传统偶极模型中使用的结构更接近真实器官的结构进行，由于其固有结构，使用数学描述很难包括现实的复杂形状偶极子环形带的运动。我们的发现为基于电偶极子模型的计算机模拟提供了一种强大的新方法。我们表明，所提出的模型可以重现由复杂几何形状（例如肠子的形状）产生的 ECA。研究结果表明，ECA 模拟可以基于比传统偶极模型中使用的结构更接近真实器官的结构进行，由于其固有结构，使用数学描述很难包括现实的复杂形状偶极子环形带的运动。我们的发现为基于电偶极子模型的计算机模拟提供了一种强大的新方法。我们表明，所提出的模型可以重现由复杂几何形状（例如肠子的形状）产生的 ECA。研究结果表明，ECA 模拟可以基于比传统偶极模型中使用的结构更接近真实器官的结构进行，由于其固有结构，使用数学描述很难包括现实的复杂形状偶极子环形带的运动。我们的发现为基于电偶极子模型的计算机模拟提供了一种强大的新方法。研究结果表明，ECA 模拟可以基于比传统偶极模型中使用的结构更接近真实器官的结构进行，由于其固有结构，使用数学描述很难包括现实的复杂形状偶极子环形带的运动。我们的发现为基于电偶极子模型的计算机模拟提供了一种强大的新方法。研究结果表明，ECA 模拟可以基于比传统偶极模型中使用的结构更接近真实器官的结构进行，由于其固有结构，使用数学描述很难包括现实的复杂形状偶极子环形带的运动。我们的发现为基于电偶极子模型的计算机模拟提供了一种强大的新方法。