קוצבי לב מתחרים יוצרים שלישיות ייחודיות בפעימות הלב

מערכת פשוטה של ​​כללים מתמטיים המזהים במדויק סימנים של אותות חשמליים מתחרים בלב פותחה על ידי ליאון גלאס באוניברסיטת מקגיל ועמיתיו. הצוות עשה זאת חוץ גופית ניסויים שהראו כיצד מכה חריגה המופעלת על ידי דחפים חשמליים חריגים יכולה ליצור שלישיות ייחודיות. שלישיות אלו מופיעות גם בנתוני לב של חולים אמיתיים וגם נובעות ממודלים מתמטיים פשוטים.

פעימות הלב שלנו נשלטות על ידי מקבץ של תאים מיוחדים הנקראים קוצב לב. ממוקם באטריום הימני, קוצב הלב משדר אותות "סינוס" חשמליים רגילים הגורמים לתאי שריר הלב להתכווץ באופן קבוע. עם זאת, הלב יכול להכיל גם קוצב "חוץ רחמי" לא תקין הממוקם בחלק אחר של האיבר. קוצב זה יכול לשלוח אותות חשמליים, לעתים קרובות בתדרים נמוכים יותר מאשר קוצב הסינוס. שרירי הלב יכולים להגיב הן לאותות סינוס והן לאותות חוץ רחמיים, מה שמוביל לפעימה לא סדירה של הלב הנקראת הפרעת קצב חוץ רחמית.

כדי לעקוב אחר סימנים של קוצבי לב חוץ רחמיים, מדענים פיתחו מודלים מתמטיים המנבאים את הדפוסים של פעילות לב לא סדירה שיכולה להיווצר מהפרעה זו. במחקר החדש הזה, הצוות של גלס ערך ניסויים שהעמידו את המודלים הללו למבחן.

מהונדס גנטית

הצוות התחיל ביצירת קוצבי לב מלאכותיים בתאי לב שנלקחו מעכברים. תאים אלה עברו שינוי גנטי כך שניתן לשלוט במתחים המיוצרים על ידי קרומי התא שלהם באמצעות אור. בשכבות דקות של תאי לב, החוקרים השתמשו בפולסי אור קצרים כדי ליצור זוגות של אותות קוצב עם תדרים מעט שונים (סינוס אחד והשני חוץ רחמי), בנקודות הממוקמות במרחק של 8.5 מ"מ זה מזה.

באזור שבין הכתמים, הם מדדו את מספר פעימות הסינוס שזוהו בין פעימות חוץ רחמיות עוקבות - כאשר הפולסים החוץ רחמיים מתרחשים בתדירות נמוכה יותר מאשר פעימות הסינוס. הפרעה בין הפולסים, גורמת למספר זה להשתנות בהתאם למועד ואיפה במדגם המדידות מתבצעות.

לב וירטואלי תלת מימדי עוזר לאתר דופק לא סדיר

גלס ועמיתיו גילו שמספר פעימות הסינוסים המתערבות הללו תמיד מגיע בשלישיות ייחודיות: כגון 1, 2, 4; 1, 4, 6; או 4, 6, 11. נראה היה שהטריפלטות האלה עוקבות אחר שני כללים פשוטים: שמספר אחד חייב להיות אי זוגי, ושהמספר הגדול ביותר חייב להיות אחד גדול מסכום שני המספרים הקטנים יותר.

בהתבסס על כללים אלה, החוקרים שיחזרו את אותם דפוסים במודלים מתמטיים פשוטים, וכן חיפשו את הדפוסים בנתוני אלקטרוקרדיוגרמה אמיתיים מ-47 חולים. למרות המורכבות העצומה של הלב, הם זיהו את השלשות הייחודיות בשמונה אלקטרוקרדיוגרמות.

הצוות של Glass מקווה שהפשטות המדהימה של תבנית הטריפלט תאפשר לזהות אותו בקלות באמצעות מדי דופק לבישים. זה יכול לחזק את יכולתם של קרדיולוגים לאבחן ולטפל בפעימות לב לא סדירות שעלולות להיות מסכנות חיים.

המחקר מתואר ב מכתבי סקירה פיזית.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/competing-pacemakers-create-distinctive-triplets-in-heartbeats/