Computer analysis and simulation of human gastroduodenal electrical activity

Abstract

The electrical activity of the human duodenum and stomach has been analysed, using vector, correlation and joint interval histogram techniques, with a view to establishing the direction of conduction of this activity. It is shown that the gastric electrical activity at a frequency of 3/min is conducted down the pyloric antrum across the pyloric ring and some distance down the duodenum. Whilst the gastric activity is conducted only in the aboral direction the duodenal activity has been found to have no consistent direction of transmission. The length of small intestine has been likened by previous workers to a series of loosely linked oscillators running at frequencies which decrease with distance from the duodenum. The duodenal activity is shown to be consistent with a model consisting of tightly linked relaxation oscillators which, whilst oscillating at a common frequency, are not phase locked.

Sommaire

L'activité électrique du duodénum et de l'estomac humains a été analysée en utilisant les techniques vectorielles, de corrélation et d'histogrammes d'intervalles dans le but d'établir le sens de conduction de cette activité. Il est montré que l'activité électrique gastrique à une fréquence de 3/min est conduite le long de l'antrum pylorique, par l'anneau pylorique et à une certaine distance dans le duodénum. Alors que l'activité gastrique n'est conduite que dans le sens aboral, l'activité duodénale semble n'avoir aucun sens constant de transmission. La longueur de l'intestin grêle a été comparée par d'autres savants à une série d'oscillateurs lâchement reliés, fonctionnant à des fréquences qui diminuent avec la distance du duodénum. On montre que l'activié duodénale est semblable à celle d'un modèle qui consiste d'oscillateurs de relaxation fermement reliés qui ne sont pas vérouillés en phase alors qu'ils fonctionnent à une fréquence commune.

Zusammenfassung

Die elektrische Aktivität des menschlichen Zwölffingerdarms und Magens ist mit Verwendung von Vektor, Korrelations- und Histogrammtechniken gemeinsamen Zwischenraums zu dem Zweck analysiert worden, die Richtung der Übertragung dieser Aktivität festzulegen. Es wird gezeigt, dass die gastrisch-elektrische Aktivität bei einer Frequenz von 3/min herunter über das pylorische Antrum, über den pylorischen Ring und diene kleine Strecke runter in den Zwölffingerdarm geleitet wird. Während die gastrische Aktivität nur in aborale Richtung geleitet wird, ergab sich, dass Aktivität des Zwölffingerdarms keine feststehende Sendungsrichtung hat. Die Länge des Dünndarms ist von früheren Bearbeitern mit einer Reihe lose verbundener Oszillatoren verglichen worden, die eine Frequenz haben, welche mit Entfernung vom Zwölffingerdarm abnimmt. Die Aktivität des Zwölffingerdarms zeigt sich im Einklang mit einem Modell, das aus eng verbundenen Kippgeneratoren besteht, welche mit gemeinsamer Frequenz schwingen, aber nicht zwangsweise in Phase sind.