Высокого разрешения эндокарда и эпикарда Оптический отображения в Овцы модели из стрейч-индуцированной фибрилляции предсердий

Этот протокол использует оптическое картирование с высоким пространственным и временным разрешением для понимания механизмов, лежащих в основе фибрилляции предсердий, вызванной растяжением. Это достигается путем предварительного объяснения сердца овцы и подключения его через аорту к эндорф-системе LAN с циркулирующим кислородосодержащим раствором. Транссептальная пункция предсердий используется для закрытия всех отверстий вен, за исключением нижней полой вены, которая используется для контроля внутрипредсердного давления.

Затем при непрерывном растяжении предсердий применяется стойкая фибрилляция предсердий с помощью пакетной стимуляции от электрода, расположенного поверх ушка левого предсердия. Заключительным этапом является оптическое и электрическое картирование эпикардиальной и эндокардиальной поверхностей придатка левого предсердия и заднего левого предсердия с использованием лазерного освещения, ПЗС-камер и биполярных электродов. Результаты показывают доминантные градиенты частот от заднего левого предсердия к левому придатку предсердия и к правому предсердию.

Кроме того, иногда обнаруживаются долговечные роторы с центрами вращения в самой высокочастотной области. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как обычное электрическое картирование, традиционно используемое в электрофизиологических исследованиях человека, заключается в том, что оптическое эпикардиальное и эндокардиальное картирование левого предсердия обеспечивает высокое временное и пространственное разрешение на широкой площади, что позволяет отслеживать волны фибрилляции предсердий в различных областях, включая области с высокой частотой ротора, которые поддерживают фибрилляцию предсердий. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области электрофизиологии сердца и сложных сердечных аритмий, например, каковы особые временные паттерны активации, лежащие в основе поддержания наиболее распространенных устойчивых аритмий в клинической практике.

Последствия использования этого метода распространяются на терапевтические возможности для предотвращения или прекращения фибрилляции предсердий на основе лучшего понимания ее механизмов. Как правило, новичкам в этой технике будет трудно выполнить все шаги без проблем в разумные сроки. Следует отметить, что существует ограниченное время, около четырех часов, на которое они изолируются.

Сердце напоминает об аритмиях в условиях, подходящих для оптического картирования. Это требует определенных хирургических навыков для настройки модели растяжения предсердий в сочетании с техническими навыками для настройки электрической и оптической системы картирования. После введения гепарина и обезболивания овцы весом от 35 до 40 кг пропофолом и пентобарбиталом используйте торакотомию для удаления сердца.

Подключите вскрытое сердце к перфузионной системе LAN с циркулирующим кислородным раствором при pH 7,4, установите постоянную скорость потока в диапазоне от 240 до 270 миллилитров в минуту и поддерживайте температуру в диапазоне от 35,5 до 37,5 градусов Цельсия. Начните с выравнивания внутриполостного давления в обоих предсердиях перфузируемого сердца. С помощью транссептальной пункции предсердий канюлировать нижнюю полую вену с помощью отводящей трубки.

Затем отрегулируйте внутрипредсердное давление, изменив высоту канюли с открытым концом над предсердиями. Теперь запечатайте все отверстия вен, включая коронарный синус, верхнюю полую вену и четыре легочные вены. При герметизации легочных вен поместите катетеры в каждую из них, чтобы регистрировать биполярные сигналы от двух дистальных электродов через дифференциальный усилитель.

Затем, чтобы уменьшить движение тканей, вызванное сократительной способностью сердечных миоцитов, добавьте в перфузию 10 микромоляров статина BLEs. Контролируйте давление с помощью цифрового датчика в основании канюли. Постоянно регулируйте высоту оттока, чтобы поддерживать стабильное давление воды в 12 сантиметров на протяжении всего эксперимента.

Наконец, биполярные электроды размещаются на крыше левого предсердного придатка и на верхней части правого предсердного придатка. Теперь подготовьтесь к оптическому картографированию. Начните с фокусировки высокоскоростной ПЗС-камеры с высоким разрешением на площади около 14 квадратных сантиметров свободной от стены левого атриума.

Затем расположите лазерный источник света, чтобы осветить область. Теперь введите двухканальный жесткий бороскоп диаметром 10 мм через митральный клапан, чтобы получить прямое поле зрения через переднюю стенку левого желудочка. Сфокусируйте бороскоп на эндокардиальной поверхности заднего левого предсердия, чтобы визуализировать четыре легочные вены и пучок межпредсердной перегородки.

Теперь установите бороскоп на вторую ПЗС-камеру через адаптер окуляра с помощью жидкостного световода с диаметром сердечника 0,2 дюйма. Установите лазер на канал возбуждения бороскопа. Синхронизируйте запись с обеих ПЗС-камер и настройте их так, чтобы они подавали прямоугольный импульс TTL, который в дальнейшем будет запускать одновременную биполярную запись.

Чтобы подготовить систему к оптической записи, введите от 5 до 10 миллилитров dif four andep в сердце и подождите 10 минут, прежде чем начать запись оптического картирования. D four ANEP PS излучает чувствительную к напряжению флуоресценцию при лазерном возбуждении 532 нанометра. Поэтому после его добавления немедленно приступайте к записи фибрилляции предсердий для индукции фибрилляции предсердий при непрерывном растяжении предсердий, устанавливайте электрод сверху, LAA для взрывной стимуляции во время фибрилляции предсердий.

Записывайте пятисекундные видеоролики с интервалом в две минуты одновременно с обеих камер. Продолжайте запись фибрилляции предсердий в течение 50 минут с собранными исходными данными, примените фильтр высоких частот к биполярным сигналам на частоте 3 Гц и фильтр низких частот на частоте 35 Гц. Теперь для анализа электрических и оптических сигналов преобразуйте их с помощью алгоритма БПФ.

Наконец, для идентификации областей с высокой скоростью активации и получения частотных градиентов генерируются карты доминирующих частот из каждого оптического фильма с использованием фазовых фильмов, сгенерированных с помощью преобразования Гильберта, можно выделить три класса паттернов активации. Структура ротора определяется наличием фаз, сходящихся к точке сингулярности, которая длится более одного оборота. Паттерн прорыва определяется как волновой фронт, появляющийся в поле зрения и распространяющийся наружу по шаблону, подобному целевому паттерну.

Пространственно-временные периодические волны определяются как минимум четыре последовательные периодические волны, исходящие из одного и того же места с одинаковым направлением и межволновым интервалом. Во время этого репрезентативного эпизода фибрилляции предсердий наиболее высокая доминантная частота была локализована в правой нижней легочной вене заднего левого предсердия. Присутствие высокочастотных источников в PLA согласуется с доминантными частотными градиентами слева направо, наблюдаемыми во время абляционных процедур при ближайшей фибрилляции предсердий человека.

Дальнейшая количественная оценка позволяет установить пространственную корреляцию наиболее высоких доминирующих частот с наиболее распространенным паттерном активации. Иногда удается идентифицировать роторы с длительным сроком службы, локализованные в области с наивысшей частотой. В некоторых случаях волна прокрутки, 3D-эквивалент ротора, идентифицируется, потому что стабильный центр вращения волны прокрутки остается перпендикулярным поверхности области отображения.

Этот ротор регистрировался из эндокарда PLA с одновременной фибриллярной проводимостью по направлению к LAA. Данные коррелируют с частотным градиентом между PLA и LAA на частотах 9 и 6,4 герц соответственно. Роторы, как правило, чаще используются в НОАК, чем в LAA, что говорит о том, что возвращение в НОАК играет важную роль в поддержании аритмии.

Как только будут освоены хирургические и технические методы. Этот эксперимент может быть завершен за два, три часа. Есть несколько ключевых моментов для успешного эксперимента.

Во-первых, крайне важно предотвратить попадание воздуха в жесткую коронарную систему. Во-вторых, важно правильно определить все вены, выпуклости и запечатать их. И в-третьих, важно использовать наименьшее количество движения и флуоресцентного кристалла ответвителя и максимально снизить воздействие возбуждающего света.

Развитие подхода к эндокардиальному эпикардиальному картированию, показанное здесь, открывает исследователям путь к изучению динамики распространения волн более подробно, чем раньше, и в очень актуальных животных моделях сложных сердечных аритмий.