ضربان سازهای رقیب سه قلوهای متمایز را در ضربان قلب ایجاد می کنند

مجموعه ساده ای از قوانین ریاضی که به طور دقیق علائم سیگنال های الکتریکی رقابتی در قلب را شناسایی می کند توسط لیون گلس در دانشگاه مک گیل و همکارانش. تیم انجام داد در شرایط in vitro آزمایش‌هایی که نشان می‌دهند چگونه ضربان غیرعادی ناشی از تکانه‌های الکتریکی غیرعادی می‌تواند سه قلوهای متمایز ایجاد کند. این سه قلوها همچنین در داده های قلبی بیماران واقعی ظاهر می شوند و همچنین از یک مدل ریاضی ساده بیرون می آیند.

ضربان قلب ما توسط مجموعه ای از سلول های تخصصی به نام ضربان ساز کنترل می شود. پیس میکر که در دهلیز راست قرار دارد، سیگنال‌های الکتریکی منظم «سینوس» را پخش می‌کند که باعث می‌شود سلول‌های ماهیچه قلب به طور منظم منقبض شوند. با این حال، قلب همچنین می‌تواند حاوی یک ضربان‌ساز غیرطبیعی «خارجی» واقع در قسمت متفاوتی از اندام باشد. این پیس میکر می تواند سیگنال های الکتریکی را اغلب در فرکانس های پایین تر از ضربان ساز سینوسی ارسال کند. ماهیچه های قلب می توانند هم به سیگنال های سینوسی و هم به سیگنال های نابجا پاسخ دهند که منجر به ضربان نامنظم قلب به نام آریتمی نابجا می شود.

دانشمندان برای نظارت بر نشانه‌های ضربان‌ساز نابجا، مدل‌های ریاضی را توسعه داده‌اند که الگوهای فعالیت نامنظم قلب را که می‌تواند از این تداخل ایجاد شود، پیش‌بینی می‌کند. در این مطالعه جدید، تیم گلس آزمایش‌هایی انجام داد که این مدل‌ها را مورد آزمایش قرار داد.

از نظر ژنتیکی اصلاح شده است

این تیم با ایجاد ضربان‌سازهای مصنوعی در سلول‌های قلبی که از موش‌ها گرفته شده بود، شروع کردند. این سلول ها از نظر ژنتیکی اصلاح شده بودند تا ولتاژ تولید شده توسط غشای سلولی آنها با استفاده از نور کنترل شود. در لایه‌های نازک سلول‌های قلب، محققان از پالس‌های نوری کوتاه برای ایجاد جفت سیگنال‌های ضربان‌ساز با فرکانس‌های کمی متفاوت (یکی سینوسی و دیگری نابجا)، در نقاطی با فاصله ۸.۵ میلی‌متری از هم استفاده کردند.

در ناحیه بین لکه‌ها، آنها تعداد نبض‌های سینوسی شناسایی‌شده بین پالس‌های نابجا متوالی را اندازه‌گیری کردند - جایی که نبض‌های نابجا با فرکانس کمتری نسبت به پالس‌های سینوسی رخ می‌دهند. تداخل بین پالس ها باعث می شود که این عدد بر اساس زمان و مکان اندازه گیری در نمونه متفاوت باشد.

قلب مجازی سه بعدی به تشخیص ضربان قلب نامنظم کمک می کند

گلس و همکارانش کشف کردند که تعداد این پالس های سینوسی مداخله گر همیشه به صورت سه قلو مشخص است: مانند 1، 2، 4. 1، 4، 6; یا 4، 6، 11. به نظر می‌رسید که این سه‌قلوها فقط از دو قانون ساده پیروی می‌کنند: اینکه یک عدد باید فرد باشد و اینکه بزرگترین عدد باید یک بزرگتر از مجموع دو عدد کوچکتر باشد.

بر اساس این قوانین، محققان همان الگوها را در مدل های ریاضی ساده بازتولید کردند و همچنین الگوها را در داده های الکتروکاردیوگرام واقعی 47 بیمار جستجو کردند. با وجود پیچیدگی بسیار زیاد قلب، آنها سه قلوهای متمایز را در هشت نوار قلب شناسایی کردند.

تیم گلس امیدوار است که سادگی قابل توجه الگوی سه گانه آن را با استفاده از مانیتورهای ضربان قلب پوشیدنی به راحتی قابل تشخیص باشد. این می تواند توانایی متخصصان قلب را برای تشخیص و درمان ضربان قلب نامنظم تهدید کننده زندگی تقویت کند.

تحقیق در شرح داده شده است Physical Review Letters به.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/competing-pacemakers-create-distinctive-triplets-in-heartbeats/