高频心律失常期间机电相位奇点的时空组织
软凝聚态物质
2022-06-09 v4 混沌动力学
摘要
心室颤动（VF）是一种危及生命的心脏机电功能障碍，与心肌电兴奋和机械收缩的复杂时空动力学相关。有假说认为VF由三维（3D）旋转电螺旋波驱动，其可由丝状电相位奇点（EPS）表征。最近研究表明，VF期间的旋转兴奋波与机械形变旋转波相关。利用高分辨率超声在心室中观察到了3D机械螺旋波及描述其旋转中心的机械丝。这些发现提示心脏颤动的时空组织可从机械形变波进行评估。然而，VF期间兴奋波与机械波之间的复杂关系目前尚不清楚。在此，我们研究机械相位奇点（MPS）的基本性质、其时空组织及其与EPS的关系。我们证明了两类基本MPS的存在：“成对奇点”，其与EPS共定位；以及“不成对奇点”，其可独立形成。我们表明，不成对奇点源于由心脏组织中纤维各向异性产生的主动力场的各向异性，以及弹性相互作用的非局域性，二者共同在应变场中诱导出强烈的时空非均匀性。这些非均匀性导致形变波破裂并产生MPS，即使在通常关联于兴奋波破裂的EPS缺失时亦然。我们利用这些见解开发了区分成对与不成对MPS的方法。我们的发现为心脏中机电波的复杂时空组织提供了基础性理解。
引用
@article{arxiv.2107.09223,
title = {Spatiotemporal Organization of Electromechanical Phase Singularities during High-Frequency Cardiac Arrhythmias},
author = {A. Molavi Tabrizi and A. Mesgarnejad and M. Bazzi and S. Luther and J. Christoph and A. Karma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.09223},
year = {2022}
}
备注
23 pager, 17 figures