Konkureerivad südamestimulaatorid loovad südamelöökides eristatavad kolmikud

Lihtsa matemaatiliste reeglite komplekti, mis tuvastab täpselt südames konkureerivate elektriliste signaalide märgid, on välja töötanud Leon Klaas McGilli ülikoolis ja kolleegid. Kanada meeskond tegi seda vitro katsed, mis näitasid, kuidas anomaalsetest elektriimpulssidest põhjustatud ebanormaalne löömine võib tekitada eristavaid kolmikuid. Need kolmikud ilmuvad ka tõeliste patsientide südameandmetes ja tulenevad ka lihtsatest matemaatilistest mudelitest.

Meie südamelööke kontrollib spetsiaalsete rakkude klaster, mida nimetatakse südamestimulaatoriks. Paremas aatriumis asuv südamestimulaator saadab regulaarseid elektrilisi siinuse signaale, mis põhjustavad südamelihase rakkude regulaarset kokkutõmbumist. Kuid süda võib sisaldada ka ebanormaalset "ektoopilise" südamestimulaatorit, mis asub elundi teises osas. See südamestimulaator võib saata elektrilisi signaale, sageli madalamatel sagedustel kui siinusstimulaator. Südamelihased võivad reageerida nii siinuse kui ka emakavälisetele signaalidele, mis põhjustab ebaregulaarset südamepekslemist, mida nimetatakse emakaväliseks arütmiaks.

Emakavälise südamestimulaatori nähtude jälgimiseks on teadlased välja töötanud matemaatilised mudelid, mis ennustavad ebaregulaarse südametegevuse mustreid, mis võivad tekkida sellest häiretest. Selles uues uuringus tegi Glassi meeskond katseid, mis pani need mudelid proovile.

Geneetiliselt muundatud

Meeskond alustas kunstlike südamestimulaatorite loomisega hiirtelt võetud südamerakkudes. Neid rakke oli geneetiliselt muundatud, nii et nende rakumembraanide tekitatud pingeid saab valguse abil juhtida. Südamerakkude õhukestes kihtides kasutasid teadlased lühikesi valgusimpulsse, et luua veidi erineva sagedusega (üks siinus ja teine ​​ektoopiline) südamestimulaatori signaalide paare üksteisest 8.5 mm kaugusel.

Laigude vahelises piirkonnas mõõtsid nad järjestikuste ektoopiliste impulsside vahel tuvastatud siinusimpulsside arvu, kus ektoopilised impulsid esinevad siinusimpulssidest madalama sagedusega. Impulsside vahelised häired põhjustavad selle arvu muutumise sõltuvalt sellest, millal ja kus proovis mõõtmised tehakse.

3D virtuaalne süda aitab määrata ebaregulaarset südamelööki

Glass ja kolleegid avastasid, et nende vahepealsete siinusimpulsside arv tuli alati eristatavate kolmikutena: näiteks 1, 2, 4; 1, 4, 6; või 4, 6, 11. Kõik need kolmikud näisid järgivat vaid kahte lihtsat reeglit: üks arv peab olema paaritu ja suurim arv peab olema ühe võrra suurem kui kahe väiksema arvu summa.

Nende reeglite alusel reprodutseerisid teadlased samu mustreid lihtsates matemaatilistes mudelites ja otsisid mustreid ka 47 patsiendi tõelistest elektrokardiogrammi andmetest. Vaatamata südame tohutule keerukusele tuvastasid nad kaheksal elektrokardiogrammil iseloomulikud kolmikud.

Glassi meeskond loodab, et kolmiku mustri märkimisväärne lihtsus peaks muutma selle kantavate südamelöökide monitoride abil hõlpsasti tuvastatavaks. See võib tugevdada kardioloogide võimet diagnoosida ja ravida potentsiaalselt eluohtlikke ebaregulaarseid südamelööke.

Uuringut kirjeldatakse artiklis Physical Review Letters.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/competing-pacemakers-create-distinctive-triplets-in-heartbeats/