Виртуальное сердце помогло изучить аритмию

С помощью трехмерной модели сердца ученые объяснили, почему фибрилляция предсердий чаще всего начинается с устья легочной вены.

Виртуальная трехмерная модель сердца барана, разработанная в Университете Манчестера (University of Manchester), помогла исследователям лучше изучить механизм фибрилляции предсердий. Подробное описание этой работы можно найти в журнале Interface Focus.

Ученые из Школы физики и астрономии (School of Physics and Astronomy) задались целью исследовать, что именно происходит при фибрилляции предсердий (ФП). По словам автора исследования, профессора Хенджи Занг (Henggui Zhang), ФП встречается у 1,5 процентов всех жителей планеты, а в одной только Великобритании этот диагноз ежегодно ставится полумиллиону пациентов. Однако, несмотря на распространенность ФП, ее причина и механизм до сих пор мало изучены.

Исследователи сделали тончайшие срезы сердца барана, каждый из них сфотографировали, а затем объединили изображения в трехмерную модель с помощью компьютерной 3D-программы. После этого в программу были добавлены данные о всех структурах электрической (проводящей) системы сердца. Конечная модель позволила воссоздать все процессы, происходящие при фибрилляции предсердий.

ФП возникает, когда в предсердиях спонтанно зарождаются внеочередные электрические импульсы. Эти импульсы «сбивают» работу сердечного пейсмейкера, ритм сердца нарушается, и предсердия не могут полноценно сокращаться. Довольно часто внеочередные импульсы зарождаются в устье легочной вены, и именно эту область и решили изучить исследователи. Они смоделировали прохождение блуждающих электрических волн по вене и стенке предсердия вокруг устья и пронаблюдали, какое влияние они окажут на работу всего сердца.

Как выяснилось в ходе эксперимента, ключевым фактором запуска ФП является электрическая гетерогенность сердца, т.е. различия в электрической активности разных участков сердечной мышцы. Наибольшая электрическая гетерогенность отмечается между легочной веной и стенкой левого предсердия — это может объяснить, почему многие импульсы зарождаются именно в вене. Важную роль также играет строение стенок вены и предсердия. Структура стенки предсердия более упорядочена, и электрические волны без помех распространяются вдоль мышечных волокон. Стенка вены имеет более сложное строение, поэтому на их стыке и зарождаются внеочередные импульсы.

Исследователи намерены и дальше изучать виртуальную модель ФП в надежде найти мишени и задачи для принципиально новых антиаритмических лекарственных препаратов.

Оригинал публикации:

A Novel Computational Sheep Atria Model for the Study of Atrial Fibrillation — Interface Focus, 16.01.2013