במאמר שפורסם השבוע ב תוֹהוּ וָבוֹהוּמאת הוצאת AIP, חוקרים מאוניברסיטת סרג'יו ארבולדה בבוגוטה, קולומביה, ומהמכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה באטלנטה השתמשו במודל ממוחשב אלקטרופיזיולוגי של המעגלים החשמליים של הלב כדי לבחון את השפעת שדה המתח המופעל בתרחישים מרובים של פרפור-דפיברילציה. הם גילו שיש צורך בהרבה פחות אנרגיה ממה שמשמש כיום בטכניקות דפיברילציה מתקדמות.
התוצאות לא היו בכלל מה שציפינו. למדנו שהמנגנון של דפיברילציה באנרגיה נמוכה במיוחד אינו קשור לסנכרון של גלי העירור כפי שחשבנו, אלא קשור לשאלה האם הגלים מצליחים להתפשט על פני אזורים של הרקמה שלא היה להם זמן להתאושש לחלוטין. ריגוש קודם. ההתמקדות שלנו הייתה במציאת השונות האופטימלית בזמן של השדה החשמלי המופעל על פני מרווח זמן ממושך. מכיוון שאורך מרווח הזמן אינו ידוע מראש, הוא הוגדל עד שנמצא פרוטוקול דפיברילציה".
רומן גריגורייב, מחבר
המחברים יישמו שיטת אופטימיזציה נלווית, שמטרתה להשיג תוצאה רצויה, דפיברילציה במקרה זה, על ידי פתרון המודל האלקטרו-פיזיולוגי עבור קלט מתח נתון וחזרה לאחור לאורך זמן כדי לקבוע את התיקון לפרופיל המתח שיצליח לבצע דפיברילציה של לב לא סדיר. פעילות תוך הפחתת האנרגיה ביותר.
הפחתת אנרגיה במכשירי דפיברילציה היא תחום מחקר פעיל. בעוד דפיברילטורים מצליחים לעיתים קרובות לשים קץ להפרעות קצב מסוכנות בחולים, הם כואבים וגורמים נזק לרקמת הלב.
"פרוטוקולי דפיברילציה קיימים באנרגיה נמוכה מניבים רק הפחתה מתונה בנזק לרקמות ובכאב", אמר גריגורייב. "המחקר שלנו מראה שניתן לבטל אותם לחלוטין. פרוטוקולים קונבנציונליים דורשים כוח משמעותי עבור דפיברילטורים-קרדיוובררים ניתנים להשתלה (ICD), וניתוחי החלפה טומנים בחובם סיכונים בריאותיים משמעותיים."
בקצב תקין, גלים אלקטרוכימיים המופעלים על ידי תאי קוצב בראש הפרוזדורים מתפשטים דרך הלב, וגורמים להתכווצויות מסונכרנות. במהלך הפרעות קצב, כגון פרפור, גלי העירור מתחילים להסתובב במהירות במקום להתפשט דרך הרקמה ולעזוב אותה, כמו בקצב רגיל.
"בתנאים מסוימים, גל עירור עשוי או לא יוכל להתפשט דרך הרקמה. זה נקרא 'חלון הפגיע'", אמר גריגורייב. "התוצאה תלויה בשינויים קטנים מאוד בתזמון של גל העירור או בהפרעות חיצוניות קטנות מאוד.
"מנגנון הדפיברילציה באנרגיה נמוכה במיוחד שחשפנו מנצל את הרגישות הזו. שינוי פרופיל השדה החשמלי על פני מרווח זמן ארוך יחסית מאפשר חסימת התפשטות גלי העירור המסתובבים דרך האזורים ה'רגישים' של הרקמה, ובכך מפסיק בהצלחה את החשמל הלא סדיר. פעילות בלב".
