一维人类心室组织中心脏交替收缩的双位点控制

《Scientific Reports》：Dual site control of cardiac alternans in 1D human ventricular tissue

　　

摘要

交替电活动是心室颤动的前兆，而心室颤动是一种危险的心律失常，可能导致猝死。因此，有效抑制交替电活动对于预防心室颤动的发生至关重要。数值模拟表明，长度超过约1厘米的一维心脏组织中的交替电活动无法通过单一节点控制的电学方法得到有效抑制。在此，我们研究了利用双节点控制方法来抑制长度超过1厘米的一维人类心室组织中的小型及大型交替电活动的可能性。我们对比例反馈控制法和恒定反馈控制法这两种电学控制方法进行了研究并进行了比较。双节点控制法由于具有额外的独立控制节点，克服了单一节点控制的长度限制，使得这两种方法能够用于抑制长度在1厘米到8厘米之间的组织中的交替电活动。即便对于1厘米长的组织，双节点控制法在抑制交替电活动方面也优于单一节点控制法。在这两种控制方法中，比例反馈控制法比恒定反馈控制法更有效且更为稳定；不过，恒定反馈控制法在实际应用中更为简便，因为它不需要精确测量动作电位持续时间。我们的研究结果表明，在三维人类心室模型中，多节点控制交替电活动可能是有效的——而在该模型中单一节点控制法几乎肯定无法发挥作用——这为利用电刺激预防心室颤动提供了一种潜在的临床策略。