2019-09-18 19:06:01
可视化异常心脏收缩和变形的电子模式

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尽管医学成像方面取得了进展,但在心律紊乱期间导致心脏不规则收缩的机制仍然知之甚少。

来自德国哥廷根大学的研究表明,超声成像的现有数据可用于向后工作,以重建心律失常的潜在电学原因。科学家描述了混沌中的工作。

“心脏壁非常厚,目前的成像无法通过它看到,”作者Jan Christoph说,他是哥廷根大学医学中心的生物医学物理学家。 “心脏病专家只能通过将导管插入患者的心脏来映射心脏表面,目前无法同时测量心脏内部和整个心脏肌肉的电活动。”

然而,为了更好地定位心律紊乱的可能起源,心脏病专家需要能够更深入地了解组织。为了帮助克服这一障碍,克里斯托夫和他的同事测试了一种计算方法,看看是否有可能提取心脏内电活动的信息而不直接观察它,而是从心脏的机械变形中推断它。他们认为该方法可以与超声或MRI成像相结合。

研究人员制作了两个相互作用的系统的计算机模型 - 一个代表心脏壁的节律障碍,另一个代表虚拟心脏。在虚拟心脏中,仔细调整电活动,使其开始变形,与心律失常的心脏相同。在计算机天气预报中已经使用了类似的方法,其中来自气象站的测量数据被计算机模型同化。

通过研究两种心脏模型的机械特性,研究人员发现他们能够在心律失常的心脏中几乎完全重建初始电波模式。

应用于心脏,这意味着研究机械性心脏行为 - 例如表征心律失常的收缩和变形 - 可以揭示有关心脏内电活动的信息,这些信息是以前无法触及的。 “这会给你隐藏的电激励,”克里斯托夫说。

虽然到目前为止这项工作仅在计算机模拟中进行过测试,但研究人员预计,在对患者进行成像时,可以很快应用重建方法。该小组将与哥廷根和汉堡的医疗同事一起对患有心律失常的患者(如室性心动过速)的可行性进行初步研究。

克里斯托夫说:“我们希望通过三维超声成像对患者进行消融治疗。” “我们希望我们可以应用重建技术来估计整个心脏的异常电模式。”

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