心肌电生理特性与螺旋波稳定性的关系

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目的:  螺旋波的稳定性是决定心室颤动发生和发展的关键因素。因此,探索影响螺旋波稳定状态的因素成为心室颤动发生机制研究领域的一个重要方面。本研究运用计算机仿真技术,得到主要离子对心肌恢复性质的影响,并建立APD恢复特性与螺旋波动力学稳定性的对应关系。通过调整细胞对钾离子的通透性(时间依赖性钾电导),来改变组织不同区域动作电位时程的状态,模拟得到组织的固有异质性与螺旋波动力学稳定性的对应关系。并进一步研究动态不稳定性和固有异质性在影响螺旋波稳定性中的相互作用。  方法:  本研究主要在Fortran Power Station软件中运用计算机仿真技术,模拟心肌电活动并构建模型,得到心电信号在传导过程中的重要数据;并运用Origin7.0Professional软件绘制一维恢复曲线,同时以C++语言进行编程,实现二维平面膜电位的显示。绘制心肌恢复特性曲线,调整钠、钙和时间依赖性钾离子流的特性,考查其对心肌动态不稳定性的影响;模拟二维心肌组织,分别改变组织的局部异质性、整体异质性程度和动态不稳定性,观察相应螺旋波的衍化状态。  结果:  在一定范围内,时间依赖性钾电导减小或钙电导增大,均会引起动作电位时程恢复曲线的斜率增大。传导速度随着钠电导的增大而增大,而传导速度恢复曲线的整体斜率则没有明显改变。二维模拟研究显示,当螺旋波波头处的组织出现局部异质性异常时,局部异常的电活动会随着动作电位传播而扩布到远端组织,且随着异常区域尺寸的增大,整个组织螺旋波稳定性会逐渐降低,直至破裂,发生心室颤动;而当局部异常组织远离波头时,异常的电活动只局限于异常区;组织整体异质性程度与相邻异质区域的尺寸有关,当不同区域尺寸较大时,异质性程度增高,相应螺旋波的稳定性下降;螺旋波的稳定性会随着动作电位时程恢复曲线斜率大于1的舒张间隔的长度的增长而降低。  结论:  动作电位时程恢复曲线的斜率主要受钙离子和时间依赖性钾离子的影响,且二者的作用是相反的。因此,临床上,可以使用控制这两种离子的通透性治疗手段来降低动作电位时程恢复曲线的斜率,从而减小心室颤动的发生。螺旋波稳定性的影响因素主要包括组织固有异质性和动态不稳定性。其中,当局部异质性异常组织出现在波头区域时,对整体螺旋波稳定性的影响更明显。此外,螺旋波的稳定性与动作电位时程恢复曲线斜率大于1的舒张间隔的长度成负相关关系。
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