عالية الدقة ورسم الخرائط البصرية الشغاف Epicardial في نموذج من الأغنام تمدد الناتج عن الرجفان الأذيني

يستخدم هذا البروتوكول التخطيط الضوئي ذو الدقة المكانية والزمانية العالية لفهم الآليات الكامنة وراء الرجفان الأذيني الناجم عن التمدد. يتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق استئصال قلب أغنام، وتوصيله عبر الشريان الأبهر بنظام تروية LAN endorf مع محلول tyro مؤكسج ودوار. يتم إجراء ثقب عبر الحاجز الأذيني لإغلاق جميع فتحات الأوردة باستثناء الوريد الأجوف السفلي، والذي يُستخدم للتحكم في الضغط داخل الأذين.

بعد ذلك، وتحت تأثير التمدد الأذيني المستمر، يتم تحفيز رجفان أذيني مستمر باستخدام التحفيز النبضي (burst pacing) من قطب كهربائي يقع فوق الزائدة الأذينية اليسرى. وتتمثل الخطوة النهائية في رسم الخرائط الضوئية والكهربائية للأسطح النخابية والشغافية للزائدة الأذينية اليسرى والجزء الخلفي من الأذين الأيسر باستخدام كاميرات CCD ذات إضاءة ليزرية وأقطاب كهربائية ثنائية القطب. وتظهر النتائج تدرجات في التردد السائد من الجزء الخلفي للأذين الأيسر إلى الزائدة الأذينية اليسرى وإلى الأذين الأيمن.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد دوارات طويلة الأمد تظهر أحياناً مع مراكز دوران في نطاق التردد الأعلى. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية، مثل التخطيط الكهربائي التقليدي المستخدم عادةً في الدراسات الفيزيولوجية الكهربائية البشرية، في أن التخطيط البصري لنخاب القلب وبطانته في الأذين الأيسر يوفر دقة زمنية ومكانية عالية على مساحة واسعة، مما يسمح بتتبع موجات الرجفان الأذيني في مناطق مختلفة، بما في ذلك المناطق ذات التردد الدوار العالي التي تحافظ على استمرار الرجفان الأذيني. ويمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة جوهرية في مجال الفيزيولوجيا الكهربائية للقلب واضطرابات نظم القلب المعقدة، مثل ما هي أنماط التنشيط الزمنية الخاصة التي تكمن وراء استمرار أكثر أنواع اضطرابات النظم استدامة شيوعاً في الممارسة السريرية.

تمتد تداعيات استخدام هذه التقنية نحو إمكانيات علاجية إما للوقاية من الرجفان الأذيني أو إنهائه بناءً على فهم أفضل لآلياته. وبشكل عام، سيواجه الأشخاص المبتدئون في هذه التقنية صعوبة في تنفيذ جميع الخطوات بسلاسة خلال فترة زمنية معقولة. وتجدر الإشارة إلى وجود وقت محدود يبلغ حوالي أربع ساعات فقط لإجراء عملية العزل.

يتم الحفاظ على القلب في ظروف مناسبة لرسم الخرائط البصرية لاضطرابات نظم القلب. يتطلب ذلك مهارات جراحية معينة لإعداد نموذج تمدد الأذين بشكل صحيح، إلى جانب مهارات تقنية لإعداد نظام رسم الخرائط الكهربائية والبصرية. بعد إعطاء الهيبارين وتخدير نعجة يتراوح وزنها بين 35 و40 كيلوغرام باستخدام البروبوفول والبنتوباربيتال، يتم إجراء عملية بضع الصدر لاستئصال القلب.

قم بتوصيل القلب المُشرح بنظام تروية LAN مع محلول tyro مؤكسج يتم تدويره عند pH 7.4، واضبط معدل التدفق الثابت ليكون بين 240 و 270 milliliters per minute وحافظ على درجة الحرارة بين 35.5 و 37.5 degrees Celsius. ابدأ بمساواة الضغط داخل التجويف في كلا الأذينين في القلب المروى. وباستخدام ثقب عبر الحاجز الأذيني، قم بقثطرة الوريد الأجوف السفلي بأنبوب تدفق خارج.

ثم قم بضبط الضغط داخل الأذين عن طريق تغيير ارتفاع قنية التدفق المفتوحة الطرف فوق الأذينين. الآن، قم بسد جميع فتحات الأوردة، بما في ذلك الجيب التاجي، والوريد الأجوف العلوي، والأوردة الرئوية الأربعة. عند سد الأوردة الرئوية، ضع قساطر في كل واحدة منها لتسجيل الإشارات ثنائية القطب من القطبين الطرفيين من خلال مضخم تفاضلي.

بعد ذلك، وللحد من حركة الأنسجة الناتجة عن انقباض الخلايا العضلية القلبية، أضف 10 micromolar من BLEs statin إلى محلول التروية. راقب الضغط باستخدام مستشعر رقمي عند قاعدة القنية. قم بتعديل ارتفاع المخرج باستمرار للحفاظ على ضغط مستقر قدره 12 centimeters of water طوال فترة التجربة.

أخيرًا، يتم وضع أقطاب ثنائية القطب على سقف ملحق الأذين الأيسر وعلى الجزء العلوي من ملحق الأذين الأيمن. الآن، استعد لإجراء التخطيط البصري. ابدأ بتركيز كاميرا CCD عالية الدقة وعالية السرعة على مساحة تبلغ حوالي 14 square centimeters من سطح الجدار الحر للأذين الأيسر.

ثم قم بوضع مصدر ضوء ليزر لإضاءة المنطقة. والآن أدخِل منظاراً صلباً ثنائي القناة بقطر 10 millimeter عبر الصمام المترالي للحصول على مجال رؤية مباشر من خلال الجدار الأمامي للبطين الأيسر. قم بتركيز المنظار على السطح الشغافي للأذين الأيسر الخلفي لتصور الأوردة الرئوية الأربعة والحزمة الرئوية الحاجزية الأذينية.

الآن، قم بتركيب منظار الفحص الداخلي (borescope) على كاميرا CCD ثانية من خلال محول للعدسة العينية باستخدام دليل ضوئي سائل بقطر نواة يبلغ 0.2 inch. قم بضبط الليزر على قناة الاستثارة الخاصة بمنظار الفحص الداخلي. قم بمزامنة التسجيل من كلتا كاميرتي CCD وتهيئتهما لتوفير نبضة TTL مربعة ستقوم لاحقاً بتحفيز تسجيلات ثنائية القطب متزامنة.

لتهيئة النظام للتسجيل البصري، يتم حقن 5 إلى 10 milliliters من dif four andep في القلب والانتظار لمدة 10 دقائق قبل البدء في تسجيلات الخرائط البصرية. يبعث D four ANEP PS فلورة حساسة للجهد عند الإثارة بليزر طوله الموجي 532 nanometer. لذا، بعد إضافته، يتم البدء فوراً في تسجيلات الرجفان الأذيني لاستحثاث الرجفان الأذيني تحت تمدد أذيني مستمر، مع وضع القطب الكهربائي فوق LAA من أجل التحفيز النبضي المتسارع أثناء الرجفان الأذيني.

قم بتسجيل مقاطع فيديو مدتها خمس ثوانٍ بفاصل زمني قدره دقيقتان بشكل متزامن من كلتا الكاميرتين. استمر في تسجيل الرجفان الأذيني على مدى فترة زمنية تبلغ 50 دقيقة، وبالنسبة للبيانات الخام التي تم جمعها، قم بتطبيق مرشح تمرير عالي للإشارات ثنائية القطب عند 3 hertz ومرشح تمرير منخفض عند 35 hertz. ولتحليل كل من الإشارات الكهربائية والبصرية، قم بتحويلهما معاً باستخدام خوارزمية FFT.

أخيرًا، لتحديد المناطق ذات معدلات التنشيط العالية وإنتاج تدرجات التردد، يتم إنشاء خرائط التردد السائد من كل فيلم بصري باستخدام أفلام الطور التي تم إنشاؤها بواسطة تحويل هيلبرت (hilbert transformation)، حيث يمكن تحديد ثلاث فئات من أنماط التنشيط. يتم التعرف على نمط الدوار (rotor pattern) من خلال وجود أطوار تتقارب نحو نقطة تفرد تستمر لأكثر من دورة واحدة. أما نمط الاختراق (breakthrough pattern) فيُعرف بأنه جبهة موجية تظهر في مجال الرؤية وتنتشر نحو الخارج في نمط يشبه الهدف.

تُعرف الموجات الدورية المنظمة مكانياً وزمانياً بأنها أربعة موجات دورية متتالية على الأقل تنبثق من الموقع نفسه وباتجاه وفواصل زمنية بينية متماثلة. وخلال نوبة الرجفان الأذيني النموذجية هذه، تركز أعلى تردد سائد في الوريد الرئوي السفلي الأيمن من الأذين الأيسر الخلفي. ويتوافق وجود مصادر ذات تردد عالٍ في الـ PLA مع تدرجات التردد السائد من اليسار إلى اليمين التي لوحظت أثناء إجراءات الاستئصال في حالات الرجفان الأذيني البشري القريب.

يتيح إجراء المزيد من القياسات الكمية إيجاد ارتباط مكاني بين أعلى الترددات السائدة ونمط التنشيط الأكثر شيوعاً. وفي بعض الأحيان، يمكن تحديد دوارات (rotors) طويلة الأمد متمركزة ضمن نطاق التردد الأعلى. وفي حالات معينة، يتم تحديد موجة لولبية (scroll wave)، وهي المعادل ثلاثي الأبعاد للدوار، وذلك لأن مركز الدوران المستقر للموجة اللولبية يظل عمودياً على سطح منطقة التخطيط.

تم تسجيل هذا الدوار من شغاف PLA مع توصيل ليفيّ متزامن نحو LAA. وتترابط البيانات مع وجود تدرج في التردد بين PLA وLAA بمقدار 9 و6.4 هرتز على التوالي. وعادة ما تكون الدوارات أكثر تكراراً في PLA منها في LAA، مما يشير إلى أن إعادة الدخول إلى PLA تلعب دوراً أساسياً في الحفاظ على عدم انتظام ضربات القلب.

بمجرد إتقان الطرق الجراحية والتقنية، يمكن إتمام هذه التجربة في غضون ساعتين إلى ثلاث ساعات. وهناك عدة نقاط رئيسية لضمان نجاح التجربة.

أولاً، من الضروري منع دخول الهواء إلى النظام التاجي الصلب. ثانياً، من المهم تحديد جميع الأوردة والفتحات ومن ثم إغلاقها بإحكام. وثالثاً، من المهم استخدام أقل كميات ممكنة من الحركة وصبغة الفلورسنت المزدوجة، وتقليل التعرض لضوء الإثارة قدر الإمكان.

إن تطوير نهج التخطيط للشغاف ونخاب القلب الموضح هنا يمهد الطريق للباحثين لاستكشاف ديناميكيات انتشار الموجات بتفاصيل أكبر من ذي قبل، وفي نماذج حيوانية ذات صلة وثيقة باضطرابات نظم القلب المعقدة.