Probabilistic model of electric current inducing ventricular fibrillation in human hearts

• Autorzy: Korniluk W. , Sajewicz D.

Warianty tytułu

PL

Probabilistyczny model prądu elektrycznego wywołującego fibrylację komór sercowych u ludzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article discusses the factors and circumstances which are decisive for the value of the current which induces ventricular fibrillation. It presents an analytical description of a probabilistic model of currents causing ventricular fibrillation in human hearts. The model includes the following types of shock currents: sinusoidally alternating and direct currents, short-duration current impulses during discharging a capacitor by a human body. An analytical description is provided of the dependence of the median values of the fibrillation current on: the shock duration time, the route the current takes through the body, the individual's weight, the type of current, and, in the case of the alternating current, on its frequency. Dependencies for calculating standard deviation of the conditional logarithm-normal distribution of the fibrillation current values are given. With the use of the developed probabilistic model, the latest IEC provisions concerning fibrillation current quantiles are approximated. A graphical interpretation is included of a probabilistic model of fibrillation currents in the form of the Bayesian network which makes it possible to perform cause and effect reasoning. The authors present exemplary dependencies for such reasoning; for effect reasoning - dependencies concerning the function of the random value probability density of fibrillation currents for the pre-defined probability of occurrence of the given shock conditions, for cause reasoning - dependencies referring to the probability of occurrence of the given shock conditions for the pre-defined probability of occurrence of fibrillation current values.

PL

W artykule omówiono czynniki i okoliczności decydujące o wartości prądu elektrycznego wywołującego fibrylację komór sercowych. Przedstawiono analityczny opis probabilistycznego modelu prądów wywołujących fibrylację komór sercowych u ludzi. Uwzględnia on następujące rodzaje prądów rażeniowych: przemienny sinusoidalnie, stały oraz krótkotrwałe impulsy prądowe podczas rozładowania kondensatora przez ciało ludzkie. Dokonano analitycznego opisu zależności wartości medialnych prądów fibrylacyjnych od: czasu trwania rażenia, drogi przepływu przez ciało, masy osobnika, rodzaju prądu, a przy prądzie przemiennym od częstotliwości. Podano zależności na obliczanie odchylenia standardowego warunkowego logarytmonormalnego rozkładu wartości prądów fibrylacyjnych. Za pomocą opracowanego probabilistycznego modelu aproksymowano ostatnie ustalenia IEC dotyczące kwantyli prądu fibrylacyjnego. Zamieszczono graficzną interpretację probabilistycznego modelu prądów fibrylacyjnych w postaci sieci bayesowskicj, która umożliwia przeprowadzanie wnioskowań skutkowych i przyczynowych. Podano przykładowe zależności na te wnioskowania: skutkowe - odnośnie funkcji gęstości prawdopodobieństwa wartości losowych prądów fibrylacyjnych dla zadanych prawdopodobieństw występowania określonych warunków rażeniowych oraz przyczynowe - odnośnie prawdopodobieństwa występowania określonych warunków rażeniowych dla zadanych prawdopodobieństw występowania wartości prądu fibrylacyjnego.

Słowa kluczowe

EN

fibrillation electric current; conditional logarithm-normal distribution; Bayesian network; cause and effect reasoning

PL

prąd elektryczny; fibrylacja; sieć bayesowska

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 58, nr 3-4
• Strony: 171--182
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Korniluk W.

autor

Sajewicz D.

• Faculty of Electrical Engineering, Bialystok Technical University,

Bibliografia

• 1. Korniluk W., Sajewicz D., Sobolewski R.: Koncepcja wykorzystania sieci bayesowskich w systemie ekspertowym do badania wypadków porażenia prądem elektrycznym(Conception of using Bayesian Networks in Expert system for the electrical shock accidents investigation - in Polish). Wiadomości Elektrotechniczne, nr 12 (2005), pp. 23-27.
• 2. Korniluk W.: Probabilistyczne metody oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia (Probabilistic methods for calculating the effectiveness of protection against electric shock by low voltage installations - in Polish). Rozprawy Naukowe Nr 17. Politechnika Białostocka. Białystok 1993.
• 3. International Electrotechnical Commission: IEC - Report 479, Second Edition. Part 1: General aspects, Chapter I: Electrical impedance of the human body. 1985.
• 4. Biegelmeier G., et al.: Schutz in elektrischen Anlagen. Band 1: Gefahren durch den ełektrischen Strom. VDE VERLAG GMBH. Berlin 2003.
• 5. Biege1meier G., Kieback D., Antoni H.: Conventional threshold values of tolerable risks for the appearance of ventricular fibrillation caused by electric shocks with alternating current 50/60 Hz and direct current respectively. ESF - Technical Publication Series No. 3E. ESF - Vienna 2002.