Atrial fibrillation (AF) is a common health problem with substantial individual and societal costs. The origin of AF has been debated for more than a century, and the precise, biophysical mechanisms that are responsible for the initiation and maintenance of the chaotic electrochemical waves that define AF, remains unclear. It is well accepted that the outlet of the pulmonary veins is the primary anatomical site of AF initiation, and that electrical isolation of these regions remains the most effective treatment for AF. Furthermore, it is well known that certain ion channel or transporter mutations can significantly increase the likelihood of AF. Here, we present a computational model capable of characterizing functionally important features of the microanatomical and electrophysiological substrate that represents the transition from the pulmonary veins (PV) to the left atrium (LA) of the human heart. This model is based on a finite element representation of every myocyte in a segment of this (PV/LA) region. Thus, it allows for investigation a mix of typical PV and LA myocytes. We use the model to investigate the likelihood of ectopic beats and re-entrant waves in a cylindrical geometry representing the transition from PV to LA. In particular, we investigate and illustrate how six different AF- associated mutations can alter the probability of ectopic beats and re-entry in this region.

中文翻译：

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突变改变肺静脉袖中心肌细胞计算模型的兴奋性和重新进入的概率

心房颤动 (AF) 是一种常见的健康问题，会造成大量的个人和社会成本。AF 的起源已经争论了一个多世纪，并且负责定义 AF 的混沌电化学波的启动和维持的精确生物物理机制仍不清楚。众所周知，肺静脉出口是 AF 起始的主要解剖部位，这些区域的电隔离仍然是 AF 最有效的治疗方法。此外，众所周知，某些离子通道或转运蛋白突变会显着增加 AF 的可能性。这里，我们提出了一种计算模型，该模型能够表征从肺静脉 (PV) 到人类心脏左心房 (LA) 的过渡的显微解剖学和电生理学基质的重要功能特征。该模型基于该 (PV/LA) 区域片段中每个肌细胞的有限元表示。因此，它允许调查典型 PV 和 LA 肌细胞的混合。我们使用该模型来研究表示从 PV 到 LA 过渡的圆柱几何中异位搏动和折返波的可能性。特别是，我们研究并说明了六种不同的 AF 相关突变如何改变异位搏动和重新进入该区域的概率。该模型基于该 (PV/LA) 区域片段中每个肌细胞的有限元表示。因此，它允许调查典型 PV 和 LA 肌细胞的混合。我们使用该模型来研究表示从 PV 到 LA 过渡的圆柱几何中异位搏动和折返波的可能性。特别是，我们研究并说明了六种不同的 AF 相关突变如何改变异位搏动和重新进入该区域的概率。该模型基于该 (PV/LA) 区域片段中每个肌细胞的有限元表示。因此，它允许调查典型 PV 和 LA 肌细胞的混合。我们使用该模型来研究表示从 PV 到 LA 过渡的圆柱几何中异位搏动和折返波的可能性。特别是，我们研究并说明了六种不同的 AF 相关突变如何改变异位搏动和重新进入该区域的概率。