学术投稿

心律失常机制计算机仿真研究的现状

张虹;杨琳;张镇西;金印彬;黄诒焯

关键词:心律失常, 计算机技术, 离子通道电流, 细胞动作电位, 电特性, 电生理实验, 模拟仿真研究, 工程技术人员, 生物物理学, 膜离子通道, 结构和功能, 分子生物学, 直接利用, 心脏疾病, 细胞水平, 数学模型, 实验研究, 可兴奋性, 技术水平, 方法
摘要:心律失常是常见的心脏疾病,也是造成猝死的主要原因之一.长期以来,对心律失常机制的研究都是医学乃至工程技术人员研究的一个焦点.上世纪50年代,Hodgkin和Huxley[1]用测量膜电特性的方法,说明了细胞膜离子通道的电压门控特性,并建立了著名的H-H方程,它给人们定量分析和解释电可兴奋性细胞中动作电位产生的原因、过程、电特性和传导特性等提供了有利的手段.后来随着分子生物学、生物物理学和电生理实验技术水平的迅速发展,推动了人们对离子通道结构和功能的进一步认识和了解,越来越多的离子通道电流、离子泵、交换体电流被发现,在H-H方程基础上相继建立了许多描述细胞动作电位的数学模型[2~4].这些模型的建立使人们能够在细胞水平上直接利用现代计算机技术对一些复杂的假说进行验证、预测,指导实验研究,完成实验中一些难以进行的工作.计算机模拟仿真研究已成为探讨和揭示心律失常机制一种不可替代的方法和手段.
中国心脏起搏与心电生理杂志相关文献
  • 心律失常机制计算机仿真研究的现状

    心律失常是常见的心脏疾病,也是造成猝死的主要原因之一.长期以来,对心律失常机制的研究都是医学乃至工程技术人员研究的一个焦点.上世纪50年代,Hodgkin和Huxley[1]用测量膜电特性的方法,说明了细胞膜离子通道的电压门控特性,并建立了著名的H-H方程,它给人们定量分析和解释电可兴奋性细胞中动作电位产生的原因、过程、电特性和传导特性等提供了有利的手段.后来随着分子生物学、生物物理学和电生理实验技术水平的迅速发展,推动了人们对离子通道结构和功能的进一步认识和了解,越来越多的离子通道电流、离子泵、交换体电流被发现,在H-H方程基础上相继建立了许多描述细胞动作电位的数学模型[2~4].这些模型的建立使人们能够在细胞水平上直接利用现代计算机技术对一些复杂的假说进行验证、预测,指导实验研究,完成实验中一些难以进行的工作.计算机模拟仿真研究已成为探讨和揭示心律失常机制一种不可替代的方法和手段.

    作者:张虹;杨琳;张镇西;金印彬;黄诒焯 刊期: 2004年第02期

  • 急性心肌梗死后心血管压力反射敏感性的研究进展

    近几年来发现心血管压力反射敏感性(BRS)对心肌梗死(MI)后恶性心律失常和心脏猝死有独立的预测价值,反映了自主神经的功能.BRS测定方法很多,而Smyth等发明的新福林升压法是被临床广泛应用且证明安全有效的一种.日益增多的证据表明BRS是MI后预测室性心律失常和心源性猝死的良好危险分层指标.近期ATRAMI(automomic tone and reflexes after myocardial infarction)的国际多中心研究证实了这一点.MI后反射性迷走神经张力异常的患者发生室性心律失常和心脏猝死的危险性较高,识别这些人群对决定临床治疗有价值.而药物或其他方法对BRS的调节作用也许是减少MI后室性心律失常及心源性猝死的一种新方法.但其保护机制仍在研究中,这将可能产生治疗或预防室性心律失常及心脏猝死的新方法.

    作者:张潇伊;贾三庆 刊期: 2004年第02期

  • 窦房结组织急性受损后电生理功能改变的动态观察

    通过观察兔窦房结组织急性损伤后电生理功能的动态变化,以探讨建立窦房结细胞慢性损伤模型的可行性.60只日本大耳白兔随机分为对照组,术后2 h、1 w、2 w、3 w、4 w共6组(每组10只).实验组用20%甲醛湿敷窦房结区建立窦房结急性受损模型.对照组与术后2h组于湿敷后2h、其余各组分别于相应时间点再次开胸时经右颈外静脉插入3F四极电极导管至右房;同步记录体表及心腔内电图,观察心率(HR)及节律变化,并测定窦房结电生理指标.结果:对照组用生理盐水湿敷前、后心率(HR)无明显变化(P>0.05).实验组用甲醛湿敷后HR明显减慢(182±17.1次/分 vs 271±19.2次/分,P<0.01),平均下降33%;50只中35只于湿敷后3~5 min P波消失,HR明显减慢并出现窦性停搏及交界性逸搏心律,其中20只兔HR于湿敷后15~30 min P波恢复但HR无明显恢复,节律趋于稳定,连续观察90 min HR及节律仍无进一步改变,另15只兔于再次开胸后发现P波恢复,节律整齐;10只兔于湿敷后3~5 min出现HR明显减慢但未见心律失常;5只兔于湿敷后10 min左右出现心房颤动等心律失常,2 h左右恢复为窦性心律.而对照组无一例出现上述情况.结论:甲醛湿敷窦房结组织可致窦房结细胞不可逆性损伤,其电生理改变与临床病窦综合征表现相似.

    作者:周圣华;宋治远;姚青;李永华 刊期: 2004年第02期

  • 双心室起搏埋藏式心脏转复除颤器的安置

    评价一次性置入双心室起搏埋藏式心律转复除颤器(双腔ICD)的安全性和有效性.5例冠心病冠状动脉搭桥术后的患者,伴有严重的慢性充血性心力衰竭和恶性室性心律失常,置入双腔ICD.结果:5例左室电极导管和双腔ICD均一次成功置入,左室电极放入冠状静脉的侧后枝,急性起搏阈值0.8±0.6 V,电阻722±128 Ω,R波振幅18.6±5.3 mV,电流1.6±0.5 mA,而双心室起搏时其起搏电极参数均优于左室电极,除颤阈值≤14 J.结论:对伴严重慢性充血性心力衰竭和恶性室性心律失常的患者, 置入双腔ICD是安全、易行的.

    作者:吴小庆;吴立群;Win-Kuang Shen 刊期: 2004年第02期

  • 经食管调搏诱发左侧旁道并房室结加速传导心动过速

    为探讨左侧旁道(LAP)并房室结加速传导(EAVNC)心动过速(TA)经食管诱发方式的影响,对59例突发突止TA患者作食管心房调搏和心内电生理检查.结果有18例具有房室结加速传导,SR间期轻度延长,诱发室上性心动过速(SVT)的方法与无EAVNC患者具有不同的刺激模式.结论:当心房起搏频率≥200次/分,房室传导是1∶1,需更强的S1S2S3或Burst法才能诱发SVT,这样可避免遗漏左侧隐匿性旁道的诊断,前向1∶1传导的AH间期是决定LAP并EAVNC顺向型房室折返性心动过速频率的重要因素.

    作者:刘明;黄仕洲;冯新武;邓斌 刊期: 2004年第02期

  • Lasso环形标测电极导管指导阵发性心房颤动肺静脉电隔离

    探讨在Lasso环形标测电极导管指导下对阵发性心房颤动(PAF)患者行肺静脉电隔离术的安全性、有效性.顽固性PAF患者30例,男19例,年龄53±15 (41~70) 岁,在肺静脉口用Lasso环形电极导管对肺静脉逐一进行标测,于肺静脉早的心房-肺静脉电位处消融,电学隔离肺静脉.消融温度控制在50℃,功率25~35 W.结果: 电学隔离肺静脉69根,其中左上肺静脉28根、左下肺静脉20根、右上肺静脉15根、右下肺静脉6根,电隔离成功65根;电隔离上腔静脉6根,左房后游离壁异位兴奋灶消融8个,无手术相关并发症.即刻成功率94%.随访10.1±5.1(5~22)个月,成功率(无心房颤动发作)61%.结论:在Lasso环形标测电极导管指导下对PAF患者行肺静脉电隔离术安全有效,是一种很有前途的治疗PAF的消融方法.

    作者:杨俊娟;丁燕生;周菁;陈健 刊期: 2004年第02期

  • 迎接预防和根治心律失常的新时代

    在第53届ACC年会上,来自荷兰的心脏程序刺激之父、电生理大师、心律失常巨匠Hein J.J.Wellens就心律失常的过去、现在和未来作了精彩演讲.

    作者:张海澄;佟光明;胡大一 刊期: 2004年第02期

  • 心室预激对心脏活动影响的再认识

    心室预激(ventricular preexcitation,VPE)是临床上较为常见的异常心电现象,因心室预先激动使QRS综合波起始部顿挫形成预激波(delta波),进而形成以PR间期缩短、QRS增宽、继发性ST-T改变和并发快速心律失常为特征的预激综合征(preexcitation syndrome).真正引起医患重视的VPE是因为病人发生了各种快速性心律失常,特别是房室折返性心动过速(AVRT),这也是近年来对VPE实施射频消融术的主要适应证.对于心动过速不发作或较少发作以及心动过速发作间歇期的VPE,其对心脏的活动有无影响?影响程度如何以及对临床治疗有无启示值得进一步探讨和研究.

    作者:侯应龙 刊期: 2004年第02期

  • 青年患者不稳定性心绞痛T波伪改善并T波记忆现象一例

    1例28岁男性不稳定性心绞痛患者,静息心电图示Ⅰ、aVL、Ⅴ1~Ⅴ4导联的T波倒置,心绞痛发作心电图示Ⅰ、aVL、Ⅴ1~Ⅴ4导联的T波直立,Ⅴ1~Ⅴ4导联ST段抬高,冠状动脉造影术发现前降支起始部及中段2处狭窄,分别为80%~90%、70%.介入治疗术后心绞痛缓解,但术后1周心电图与术前无明显变化.1月后心电图完全恢复正常.考虑该病例有如下特点:发病年龄轻、T波伪改善及T波记忆现象.

    作者:孙俊华;袁义强;刘怀霖;孙运;于力;王瑞敏 刊期: 2004年第02期

  • 心脏再同步化治疗现状(2)

    作者:谢双伦 刊期: 2004年第02期

  • 血管加压素用于心、肺复苏

    作者:余国膺 刊期: 2004年第02期

  • 界嵴连接蛋白43分布的增龄性变化与电传导异向性的关系

    为探讨界嵴组织连接蛋白43(Cx43)的增龄性变化及其与电传导异向性的关系,采用新西兰幼年白兔(20~30天)、成年兔(6~8月)、老年兔(26~28月)界嵴组织行Masson染色和免疫组化检测Cx43.与各年龄组月龄相配对的家兔各7只,采用玻璃微电极技术测量界嵴纵向(VL)及横向(VT)传导速度.结果:界嵴组织可见P样细胞单个或成群分布.各年龄组Cx43阳性表达面积无差别,幼年兔Cx43表达多在细胞的侧-侧连接上;成年兔端-端表达比侧-侧表达为多;而老年兔则以端-端连接表达为主.随着年龄增加,各年龄组VT和VL也发生改变,传导异向性(VL/VT)明显加大.端-端/侧-侧Cx43阳性面积比率与VL/VT明显相关(r = 0.903).结论:界嵴Cx43表达的增龄性变化与电传导异向性改变有关,后者在特定的生理或病理条件下可能是界嵴产生和/或参与房性心律失常的物质基础.

    作者:金立军;黄从新;杨沙宁;李军川;陈廷煊;吴钢;谢强;王腾 刊期: 2004年第02期

  • 四种心肌克隆钾通道的表达和电生理记录

    为建立一种研究离子通道的有效模型,笔者应用分子生物学技术,将包含有Kv1.4、Kv1.5、Herg和KvLQT1等几种心肌克隆钾离子(K+)通道cDNA的质粒经扩增,提取,以及纯化后转录为mRNA.经微注射技术分别将它们注射入克隆离子通道表达系统--非洲爪蟾卵母细胞内,然后应用膜片钳技术记录上述克隆离子通道电流.结果:获得了四种克隆通道的电流-时间关系曲线(I/t)和电流-电压关系曲线(I/V).结论:本实验结果证明所采用的技术稳定可靠,并为今后开展克隆离子通道结构和功能的关系以及抗心律失常药物与离子通道相互作用的研究提供了坚实的基础.

    作者:徐林;黄从新;蒋学俊;李晓艳;吴钢;唐哨勇;Duffey M;Strauss HC;Rasmusson RL;王世敏 刊期: 2004年第02期

  • 利用组织多普勒评价左束支阻滞患者心室内不同步

    利用组织多普勒测量不同步指数评价左束支阻滞(LBBB)患者心室内不同步,对15例LBBB患者(LBBB组)和15例正常人(对照组)左心室各壁基底、中间、心尖段,获取组织多普勒速度曲线,分别测量QRS波起点到S波起点的时间(Q-Sb),计算心室内同步性指数(TSI)和各室壁壁内的同步性指数(RSI).结果: LBBB组患者各壁Q-Sb延长,以室间隔、前壁、下后壁显著; TSI和左室室间隔的RSI较对照组明显增高(分别为30.86±9.78 ms vs 14.81±6.89 ms;27.13±16.82 ms vs 12.19±10.70 ms,P均<0.01).结论: LBBB时左室激动顺序异常,左室各壁各节段出现不同程度的收缩延迟,心室内不同步明显;同一室壁内的不同步,以室间隔显著.

    作者:张涓;吴雅峰;杨新春;吴江;姜维;张苹娜 刊期: 2004年第02期

  • 溴苄基四氢小檗碱对豚鼠心室肌离子通道的影响

    探讨溴苄基四氢小檗碱(CPU86035)对豚鼠心室肌细胞钾离子通道及L-型钙离子通道的作用,探讨其抗心律失常的离子通道机制.取20只健康豚鼠,雌雄不拘,体重250~300 g,双酶法酶解获取单个豚鼠心室肌细胞,采取用药前后自身对照及全细胞膜片钳记录方法观察CPU86035对正常豚鼠心室肌细胞延迟整流钾离子流(IK)、内向整流钾离子流(IK1)及L-型钙离子流(ICa-L)的影响.结果:CPU86035对豚鼠单个心室肌细胞IK呈浓度依赖性抑制作用,半数抑制浓度(ID50)为56 μmol/L;CPU86035对IK1无明显影响.CPU86035呈剂量依赖性抑制ICa-L,ID50为65 μmol/L.CPU86035对ICa-L的抑制依赖于保持电位(HP),HP=-40mV和-80 mV时,75 μmol/L CPU86035对ICa-L的抑制率分别为0.4922±0.021和0.6377±0.0366.结论:CPU86035对正常豚鼠心室肌细胞IK、及ICa-L均有阻断作用,这种多离子通道的阻断剂可有效抗快速心律失常,并且不会引起动作电位时程和有效不应期的过度延长,从而减少药物的致心律失常作用.

    作者:赵新然;张奎俊;张澍;李春;郝雪梅;刘泰槰 刊期: 2004年第02期

  • 90年代心房颤动治疗的改变

    作者:余国膺 刊期: 2004年第02期

  • 起搏器置入与心包压塞

    起搏器置入所致心包压塞的发生率为0.05%~0.1%.心房心肌穿孔的几率大于心室.螺旋电极导线、双极导线、冠状窦电极、存在基础心脏病、有心脏手术史、高龄女性等为心包压塞的危险因素.超声是诊断心包压塞的主要手段.多数患者行心包穿刺术可以解除心脏压迫症状,少数需行外科手术治疗.

    作者:任晓庆;王方正 刊期: 2004年第02期

  • 心脏与精神

    作者:余国膺 刊期: 2004年第02期

  • 心脏再同步化治疗现状(1)

    作者:谢双伦 刊期: 2004年第02期

  • 巨大高耸T波一例

    报道一例17岁风湿性心脏病伴心力衰竭患者在行强心利尿治疗过程中出现了巨大高耸T波,TV4~6不同程度增高,振幅分别为1.15,3.5,1.4 mV,TV5,6高尖,双肢对称、基底变窄.持续约7天后恢复正常.考虑与心力衰竭引起的左室舒张期负荷过重及前壁心内膜下心肌缺血有关.

    作者:许大国;谢永林;谢华 刊期: 2004年第02期

中国心脏起搏与心电生理杂志

中国心脏起搏与心电生理杂志

主管:中国科学技术协会

主办:中国生物医学工程学会 武汉大学人民医院