光谱学方法有望改善严重心律失常的治疗

- 编辑:大众自然网 -

光谱学方法有望改善严重心律失常的治疗

研究人员证明,一种基于近红外光谱的新绘图方法可以区分心脏中的脂肪和肌肉组织。当使用射频消融术治疗被称为室性心动过速的严重心律问题时,这种区别是至关重要的。

射频消融术是室性心动过速的唯一治疗方法,它包括识别心脏中触发异常信号的区域,然后将其加热到异常信号不能再传递的程度。在手术过程中,要准确地确定在哪里输送能量,同时避开健康组织,这很重要,但也很有挑战性。

光学社会(OSA)生物医学光学快讯》杂志上,研究组长克里斯汀·p·亨顿从哥伦比亚大学和多学科组的同事,第一次,一个消融导管结合近红外光谱学映射可以成功区分各种组织类型的心捐赠和心血管疾病患者。

在美国,室性心动过速是导致猝死的最主要原因据估计,每年有30万人死于这种疾病。”“我们希望我们的技术能够应用到临床,提高射频消融治疗的疗效,减少室性心动过速患者的相关并发症。”

一个光学选项

今天,大多数临床心脏测绘系统都是基于功能测量,如电压。“一种提供底层组织组成信息的光学测量有可能与标准功能方法一起使用,以提高消融成功率,”Hendon说。

研究人员使用近红外光谱技术,其工作原理是将波长范围宽的光照射到组织上,然后检测反射回来的光。这种反射光谱根据吸收和散射特性提供有关组织组成的信息。

研究人员表明,一种基于近红外光谱的新制图方法可以区分心脏中各种类型的组织。影片展示了采样部位以及脂肪对比指数(ACI)和病变光学指数(LOI1)的3D渲染。资料来源:哥伦比亚大学的Christine P. Hendon

亨顿说:“通过使用可见光波段和近红外波段,我们可以深入到组织内部。”“这项技术让我们能够区分人类心脏中的各种组织,因为脂肪、肌肉和消融损伤都有不同的散射和吸收波长依赖特性。”

这种方法不仅可以用来指导消融过程和评估它们的效果,而且还可以提供信息,用于开发新的计算模型,这将有助于加深对心律失常机制的理解。

亨登说:“一旦发现了一个异常区域,并对其进行加热以形成消融损伤,操作者知道该损伤是否被成功地放置并取得了预期的效果是很重要的。”“直接测量组织特征可以提高发现异常组织和确定治疗效果的能力。”

心脏内的

在射频消融术中使用近红外光谱需要研究人员开发新的消融术导管,该导管包含光纤来发射和探测光,以及用于跟踪仪器的定制尖端。他们还开发了新的信号和数据处理技术,绘制解剖组织图的工作流,以及能够对组织进行空间绘图的导管跟踪系统。

使用这种新的导管,研究人员跟踪仪器在心脏表面移动时的位置。在每个位置,他们记录反射光谱,并用它计算脂肪和病变组织的光学指数。这项实验是在患有心血管疾病的死者的供体心脏上进行的,目的是复制可能在临床中遇到的情况。

亨顿说:“到目前为止,我们已经取得了非常令人鼓舞的成果。“我们的工作表明,光学可以在心脏电生理学领域发挥巨大而有效的作用。”

研究人员现在正在研究一种新的导管原型,它将更全面地整合绘图过程。他们还计划在大型动物身上演示这种方法,以测试它在心脏肌肉运动和心脏血液循环方面的效果如何。