Acțiune:
Decesul cardiac brusc. Uraganele de dreapta din inima
La fiecare cinci minute, o persoană moare de o moarte subită cardiacă. Stoparea cardiacă este determinată de fibrilația ventriculară - o aritmie cardiacă severă. Doctorii încă nu înțeleg în detaliu ce se întâmplă exact în inimă. Pana in prezent, medicii nu au putut sa vizualizeze procesele dinamice in muschiul inimii pâlpâitoare. Pentru prima dată, o nouă activitate de cercetare a adus la lumină constatările uluitoare.
Atunci cand fibrilatia ventriculara, puterea de pompare a inimii este viata in pericol si exista o amenintare de stop cardiac subita. (Imagine: spkphotostock / fotolia.com) În zilele noastre publicarea revista Nature, o echipa internationala de cercetare condusa de Jan Christoph si Stefan Luther de la Institutul Max Planck pentru Dynamics si autoorganizare Gerd lașă de la Centrul Inimii din Centrul Medical Universitar Göttingen este prima dată modul în care turbioane ca contracții, care sunt viata in pericol fibrilare cardiace cu sediul în rotație În interiorul inimii pot fi observate. Utilizare pentru o noua tehnica de imagistica pentru dispozitive cu ultrasunete stabilite pot fi utilizate în medicină. Deci, medicii aritmie, dar, de asemenea, alte boli ale inimii pot examina mai bine pe viitor și de a dezvolta noi metode de tratament.
Pe nucleul fibrilației ventriculare: din imaginile cu ultrasunete (la stânga) cercetătorii Max Planck reconstruiesc modul în care mușchiul cardiac într-o aritmie cardiacă a contractat vertebrale (centru). De asemenea, puteți localiza filamentele (dreapta) care formează miezul vertebrelor. Aceste informații vă oferă puncte de pornire pentru terapii îmbunătățite.
În cazul în care contractele de inima musculare nu sunt coordonate, ci doar pâlpâie, este viața în pericol. Medicii vorbesc despre fibrilație. Pir în timp ce camerele principale ale inimii, în acest mod dezordonat, există doar o singură mântuire: Mușchiul inimii trebuie să fie în câteva minute, cu un impuls puternic să fie defibrilat, care este foarte dureroasă și poate deteriora țesutul cardiac. Deși o pâlpâire în instanța de judecată, cu toate acestea, nu duce direct la moarte, daca este lasata netratata, cu toate acestea, au de asemenea consecințe fatale. „Cheia pentru o mai bună înțelegere a fibrilației este situat într-o nouă imagini de înaltă rezoluție, cu care procesele pot fi observate în interiorul mușchiului inimii“, spune Stefan Luther, șef al grupului de cercetare „Biomedical fizica“ de la Institutul Max Planck pentru Dynamics si Autoorganizare și profesor la Centrul Medical Universitar Göttingen.
„Mișcarea mecanică a mușchiului inimii în fibrilație este extrem de complex, dar este, de asemenea, foarte caracteristic - aproape ca o amprentă de fibrilație“, spune Jan Christoph, un cercetator de la Institutul Max Planck pentru Dynamics si de auto-organizare și Centrul German pentru cercetare cardiovasculare in Göttingen si principalul autor al studiului. Împreună cu Stefan Luther și o echipă internațională de cercetători, fizicienii acum o metodă de diagnostic care la care fibrilatia a mușchiului inimii, cu o mașină de ultrasunete convențională cu o rezoluție de timp în trei dimensiuni și poate, astfel, să examineze mult mai precis decât a fost posibil la pacienții anterior.
Utile pentru diagnosticarea și tratamentul insuficienței cardiace
Măsurători 3D ultrasunete ale filamentelor mecanice din inima fibrilativă
Noua metodă de diagnostic va ajuta la eficientizarea tratamentului fibrilației ventriculare și posibil al fibrilației atriale. Astfel, o mai bună înțelegere a fibrilației care poate fi obținută prin procedură va ajuta la avansarea dezvoltării defibrilației cu consum scăzut de energie. Această forță mai slabă, dar mult mai bine orientată, depășește fibrilația ventriculară decât în defibrilația dureroasă de astăzi cu șoc electric de mare putere. Cu noua formă de diagnosticare cu ultrasunete, profesioniștii din domeniul medical pot să-și dea seama cum să utilizeze suprasolicitările de energie mai scăzute pentru a obține inima înapoi la normal.
Cercetătorii de la Göttingen dezvoltă, de asemenea, metoda astfel încât să vizualizeze, de asemenea, dinamica complexă a excitației în fibrilația atrială. În viitor, cardiologii vor putea să vadă în ce puncte ar trebui să devină eliminați prin ablația centrelor patologice de excitare. Noua metodă cu ultrasunete ar trebui să fie de asemenea utilă pentru cercetarea, diagnosticarea și tratamentul insuficienței miocardice. Celulele musculare ale inimii sunt ineficiente, deoarece contracția lor coordonată este perturbată. Motivele acestui fapt ar putea fi găsite la medicii cu scanări detaliate cu ultrasunete, astfel încât aceștia să poată detecta mai devreme insuficiența cardiacă și să o trateze mai eficient.
Stimularea electrică provoacă contracții mecanice ale inimii
Simularea computerizată a unei vertebre electromecanice în țesutul muscular cardiac
Simularea computerizată a unei vertebre electromecanice în țesutul muscular cardiac
Fiecare bătăi de inimă este declanșată de undele electrice de excitație, care trag prin mușchiul inimii la viteză mare, provocând contractarea celulelor musculare cardiace. Dacă aceste valuri de excitație se amestecă, apar aritmii cardiace. De ceva timp, medicii au fost conștienți de faptul că aritmia cardiacă determină stimularea electrică pentru a călători prin mușchiul inimii într-un model învârtit. Până în prezent, ei s-au concentrat pe aceste vertebre electrice în studiul aritmiilor cardiace. Dar nu au putut da o imagine completă a dinamicii în viața medicală de zi cu zi. Cercetătorii Max Planck au abordat în mod diferit și, în loc de stimulare electrică, au analizat contracțiile de mișcare ale mușchilor inimii pâlpâitoare. Pana in prezent, o importanta mica a fost atasata la analiza contractiilor musculare si a deformarilor in timpul fibrilatiei. În măsurătorile noastre, totuși, am văzut că vortexul electric apare mereu cu deformări mecanice în formă de vortex ", spune fizicianul Jan Christoph.
Pentru a ilustra mișcările tremurând din interiorul mușchiului inimii în trei dimensiuni și pentru a corela cu excitația electrică a inimii, cercetătorii au dezvoltat noi metode de măsurare cu ultrasunete de înaltă rezoluție. Ei au demonstrat, de asemenea, că aceste metode pot fi utilizate în mașinile cu ultrasunete de înaltă performanță, care sunt deja folosite în mod curent în multe instituții de cardiologie. Analizând datele imaginii contracțiilor musculare, au fost capabili să urmărească într-o inimă pâlpâitoare exact modul în care zonele de celule musculare contractate și relaxate se mișcă într-un vortex prin intermediul mușchiului inimii. Ei au observat, de asemenea, structuri filamentoase pe care fizicienii le-au cunoscut anterior doar teoretic și din simulări pe calculator. O astfel de structură filamentoasă seamănă cu un fir și marchează ochiul uraganului care se mișcă prin mușchiul inimii. Localizarea centrilor vertebrelor în interiorul mușchiului este acum posibilă pentru prima dată.
În plus față de înregistrările cu ultrasunete, cercetătorii au folosit camere de mare viteză și coloranți fluorescenți, care vizualizează procesele electrofiziologice din mușchiul inimii. Imaginile astfel obținute au confirmat faptul că vortexurile mecanice reflectă foarte bine verișele electrice.
Potențialul de a revoluționa tratamentul aritmiilor cardiace
Vârtej electric pe suprafața inimii
Potrivit cercetătorilor de la Göttingen, tehnologia cu ultrasunete a suferit o dezvoltare extraordinară în ultimii ani în ceea ce privește calitatea imaginii și vitezele de înregistrare - potențialul tehnologiei ultrasunete moderne nu a fost încă pe deplin exploatat. "Impreuna cu puterea de calcul extrem de mare a computerelor moderne si progresele rapide in grafica computerizata si procesarea digitala a imaginilor, in inima se deschid complet noi posibilitati de masurare si vizualizare. Putem folosi aceste evoluții în medicină astăzi ", spune Jan Christoph.
Studiul este un exemplu de colaborare de succes interdisciplinare între fizicieni și medici de la Centrul German pentru Cercetare cardiovasculare. „Aceasta dezvoltare are potentialul de a revolutiona optiunile de tratament pentru pacienții cu aritmii cardiace. Deja în 2018 vom folosi noua tehnologie la pacienții noștri, în scopul de a diagnostica ambele aritmii cardiace și boală miocardică mai bine si trata „, spune Gerd lașă, co-autor al studiului, presedinte al Inimii Centrul de Cercetare Göttingen și Centrul Inimii din Centrul Medical Universitar Göttingen. Stefan Luther este sigur: „Aspectul adânc în dinamica internă a inimii este o piatra de hotar in cercetare inima si va modela intelegerea si tratamentul bolilor de inima in viitor decisiv“ MPIDS / PH