ברזולוציה גבוהה מיפוי אופטי Endocardial ו Epicardial במודל הכבשים של פרפור פרוזדורי למתוח-induced

פרוטוקול זה עושה שימוש במיפוי אופטי בעל רזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה כדי להבין את המנגנוסים העומדים בבסיס פרפור פרוזדורי המושרה על ידי מתיחה. הדבר מושג תחילה על ידי חליטה (explant) של לב כבש, וחיבורו דרך אבי העורקים למערכת פרפוזיה מסוג LAN endorf עם תמיסת Tyro מחומצנת במחזור. נקבה טרנס-ספטלית פרוזדורית משמשת לאטימה של כל פתחי הוורידים למעט הווריד התחתון (inferior vena cava), המשמש לשליטה בלחץ התוך-פרוזדורי.

לאחר מכן, תחת מתיחה רציפה של העליה, מושרה פרפור עלייה עקשני באמצעות קצב פעימות במק bursts מאלקטרודה הממוקמת בחלקו העליון של התוספת של העליה השמאלית. השלב הסופי הוא מיפוי אופטי וחשמלי של המשטחים האפיקרדיאליים והאנדוקרדיאליים של התוספת של העליה השמאלית ושל החלק האחורי של העליה השמאלית, באמצעות מצלמות CCD בעלות הארה בלייזר ואלקטרודות בי-פולריות. התוצאות מראות מדרגי תדר דומיננטיים מהחלק האחורי של העליה השמאלית אל התוספת של העליה השמאלית ואל העליה הימנית.

בנוסף, מזוהים רוטורים עמידים המופיעים מדי פעם עם מרכזי סיבוב בתחום התדר הגבוה ביותר. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון מיפוי חשמלי קונבנציונלי המשמש באופן מסורתי במחקרי אלקטרופיזיולוגיה בבני אדם, הוא שמיפוי אופטי של האפיקרד והאנדוקרד בעלייה השמאלית מספק רזולוציה זמנית ומרחבית גבוהה על פני שטח רחב, מה שמאפשר מעקב אחר גלי פרפור פרוזדורי באזורים שונים, כולל אזורים בעלי תדר רוטור גבוה המשמרים את הפרפור הפרוזדורי. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום האלקטרופיזיולוגיה של הלב והסיבובים חשמליים מורכבים בלב, כגון מהם דפוסי ההפעלה הזמניים המיוחדים העומדים בבסיס השמירה של ההפרעה הקצב העמידה הנפוצה ביותר בפרקטיקה הקלינית.

ההשלכות של שימוש בטכניקה זו הן לכיוון אפשרויות טיפוליות למניעה או לסיום של פרפור פרוקי, בהתבסס על הבנה טובה יותר של מנגנוניו. באופן כללי, אנשים שאינם מנוסים בטכניקה זו יתקשו לבצע את כל השלבים באופן רציף בפרק זמן סביר. יש לשים לב כי קיים חלון זמן מוגבל של כארבע שעות עבורם לבצע בידוד.

הלב נשמר בתנאים המתאימים למיפוי אופטי של הפרעות קצב. הדבר דורש מיומנויות כירורגיות מסוימות כדי להקים את מודל מתיחת העליות, בשילוב עם מיומנויות טכניות להקמת מערכת המיפוי החשמלית והאופטית. לאחר מתן הפרין והרדמה של כבשה במשקל 35 עד 40 קילוגרם באמצעות פרופופול ופנטובריטול, בצע תורקוֹטומיה להוצאת הלב.

חבר את הלב המנוסח למערכת פרפוזיה מסוג LAN עם תמיסת טירו (tyro solution) מחומצנת במחזור, ב-pH של 7.4, קבע את קצב הזרימה הקבוע בין 240 ל-270 מיליליטר לדקה ושמור על טמפרטורה שבין 35.5 ל-37.5 מעלות צלזיוס. התחל בהשוואת הלחץ התוך-חללי בשתי עליות הלב בפרפוזיה. באמצעות פנצ'ירה טרנס-ספטלית של העליה, הכנס קנולה עם צינור ניקוז לווריד הנinferior vena cava.

לאחר מכן, התאימו את הלחץ התוך-עליותי על ידי שינוי גובה קנולת הניקוז הפתוחה מעל העליות. כעת, אטמו את כל פתחי הוורידים, כולל הסינוס כלילי (coronary sinus), הווריד הרחב העליון (superior vena kava) וארבעת הוורידים הראייתיים. בעת אטימת הוורידים הראייתיים, הכניסו קטטרים לכל אחד מהם כדי להקליט אותות ביפולריים משתי האלקטרודות הדיסטליות באמצעות מגבר דיפרנציאלי.

בשלב הבא, כדי להפחית את תנועת הרקמה הנגרמת מהתכווצות המיוציטים של הלב, הוסף 10 µM של BLEs statin לפרפוזיה. עקוב אחר הלחץ באמצעות חיישן דיגיטלי בבסיס הקנולה. כוונן ללא הפסקת גובה זרימת המוצא כדי לשמור על לחץ יציב של 12 cm H₂O לאורך כל הניסוי.

לבסוף, אלקטרודות דו-קוטביות ממוקמות בתקרת הנספח של העליה השמאלית ובחלק העליון של הנספח של העליה הימנית. כעת הכינו את המערכת למיפוי אופטי. התחילו במיקוד של מצלמת CCD במהירות גבוהה וברזולוציה גבוהה על שטח של כ-14 סמ"ר של פני השטח של הדופן החופשית של העליה השמאלית.

לאחר מכן, מקמו מקור אור לייזר כדי להאיר את האזור. כעת, הכניסו בורוסקופ קשיח בעל שני תעלים ובקוטר 10 מילימטרים דרך המסתם המיטרלי כדי לקבל שדה ראייה ישיר דרך הדופן הקדמית של החדרי השמאלי. מ vocals את הבורוסקופ על פני השטח האנדוקרדיאליים של העליה השמאלית האחורית כדי להדמות את ארבע הוורידים הריאתיים ואת צרור הוורידים הריאתיים במחיצת העליות.

כעת חברו את הבורוסקופ למצלמת CCD שנייה באמצעות מתאם לעין, תוך שימוש במוליך אור נוזלי בעל קוטר ליבה של 0.2 inch. הגדירו לייזר בערוץ העירור של הבורוסקופ. סנכרנו את ההקלטה משתי מצלמות ה-CCD והגדירו אותן לספק פולס TTL מרובע, אשר יעורר בהמשך הקלטות ביפולריות סימולטניות.

כדי להכין את המערכת להקלטה אופטית, הזרק 5 עד 10 מיליליטר של dif four andep אל תוך הלב והמתן 10 דקות לפני תחילת הקלטות המיפוי האופטי. ה-D four ANEP PS פולט פלורסצנציה רגישה למתח תחת עירור של לייזר ב-532 ננומטר. לכן, לאחר הוספת החומר, התחל מיד בהקלטות של פרפור פרוסד (atrial fibrillation) כדי להשרות פרפור פרוסד תחת מתיחה רציפה של העלייה; הנח את האלקטרודה על גבי ה-LAA לצורך קצב פעימות מהיר (burst pacing) במהלך הפרפור הפרוסדי.

הקליטו סרטונים של חמש שניות במרווחים של שתי דקות בו-זמנית משתי המצלמות. המשיכו בהקלטה של הפרעות קצב מסוג פרפור פרוזדורי (atrial fibrillation) לאורך תקופה של 50 דקות. על הנתונים הגולמיים שנאספו, השלימו סינון מעביר גובה (high pass filter) לאותים הביפולריים בתדר של 3 hertz וסינון מעביר נמוך (low pass filter) בתדר של 35 hertz. כדי לנתח כעת הן את האותים החשמליים והן את האותים האופטיים, הפכו את שניהם באמצעות אלגוריתם FFT.

לבסוף, כדי לזהות אזורים בעלי שיעורי הפעלה גבוהים וליצור גרדיאנטים של תדרים, ייצרו מפות תדרים דומיננטיים מכל סרט אופטי באמצעות סרטי פאזה שנוצרו בעזרת טרנספורמציית הילברט; ניתן לזהות שלוש מחלקות של דפוסי הפעלה. דפוס רוטור (rotor) מזוהה על ידי נוכחות של פאזות המתכנסות לעבר נקודת סינגולריות שנמשכת למעלה מסיבוב אחד. דפוס פריצה (breakthrough) מוגדר כחזית גל המופיעה בשדה הראייה ומתפשטת החוצה בדפוס דמוי מטרה.

גלים מחזוריים מאורגנים מרחבית וזמנית מוגדרים כמינימום של ארבעה גלים מחזוריים רצופים המגיחים מאותו מיקום, עם כיוון דומה ומרווחים דומים בין הגלים. במהלך פרק פרפור פרוזדורי מייצג זה, התדר הדומיננטי הגבוה ביותר איתר בו בוריד ריאתי תחתון ימני של הפרוזדרום השמאלי האחורי. נוכחותם של מקורות בתדר גבוה ב-PLA עקבית עם מדרגי תדר דומיננטיים משמאל לימין שנצפו במהלך פרוצדורות אבלציה בפרפור פרוזדורי פרוקסימלי אנושי.

כימות נוסף מאפשר קורלציה מרחבית של התדרים הדומיננטיים הגבוהים ביותר עם דפוס ההפעלה הנפוץ ביותר. לעיתים, ניתן לזהות רוטורים ארוכי טווח הממוקמים בתוך תחום התדר הגבוה ביותר. במקרים מסוימים, מזוהה גל גליל (scroll wave), המקביל התלת-ממדי של רוטור, מכיוון שמרכז הסיבוב היציב של הגל הגליל נותר מאונך לפני השטח של אזור המיפוי.

רוטור זה הוקלט מאנדוקרדיום של ה-PLA עם הולכה פיברילרית סימולטנית לעבר ה-LAA. הנתונים תואמים למדרג תדרים בין ה-PLA ל-LAA של 9 ו-6.4 hertz בהתאמה. רוטורים שכיחים יותר בדרך כלל ב-PLA מאשר ב-LAA, מה שמרמז כי לרי-אנטרי (reentry) ל-PLA יש תפקיד חיוני בשמירה על האריתמיה.

לאחר השליטה בשיטות הכירורגיות והטכניות, ניתן להשלים ניסוי זה תוך שעתיים עד שלוש שעות. ישנן מספר נקודות מפתח להצלחת הניסוי.

ראשית, קריטי למנוע חדירת אוויר למערכת הכלי הדם העורקיים של הלב. שנית, חשוב לזהות את כל הוורידים והחריצים ולאטום אותם כראוי. ושלישית, חשוב להשתמש בכמויות המינימליות של תנועה ושל צבע פלואורסצנטי למצמד, ולהפחית את החשיפה לאור עירור ככל האפשר.

פיתוח גישת המיפוי האנדוקרדיאלי-אפיקרדיאלי המוצגת כאן סולל את הדרך עבור חוקרים לבחון את הדינמיקה של התפרוסות גליים בפירוט רב יותר מבעבר, ובמודלים בעלי רלוונטיות גבוהה של הפרעות קצב לב מורכבות בבעלי חיים.