基于12至24相机协同多视角运动追踪的收缩心脏全景电压敏感染色光学标测

电压敏感染色成像被广泛用于心脏动作电位波的成像。然而，尽管电波触发机械收缩，成像需在药物抑制收缩的心脏上进行，限制了对心脏电生理与组织力学耦合的研究。本文介绍一种高分辨率多相机光学标测系统，借此我们在跳动且强烈变形的心脏整个心室表面高分辨率成像动作电位波。我们在足球形成像腔内对完整离体兔心成像，实现均匀照明与全景成像。利用12台高速相机、比率式电压敏感染色及三维（3D）多视角运动追踪，我们重建了完整3D变形心室表面，并在窦性节律、起搏节律和心室颤动期间进行相应电压敏感测量。我们的成像装置确立了该领域新的最先进水平，可用于以空前分辨率研究健康与疾病下心脏的电机械生理。例如，我们测量了电激活时间并观察到起搏期间跟随电激活前的机械应变波，观察到心室颤动期间的电机械涡旋，并测量了钾离子通道药物阻断下的动作电位时程与收缩变化。