电生理学和组织学特征的心房瘢痕模型的孤立的心房心肌梗死

1介绍

改善电生理鉴定领域的心房纤维化的相关性会消融治疗的患者患有心房心律失常。如今electroanatomic心脏航海家使用当地的电压信息代理纤维化的标志。然而,截止电压值会因病人而异,并依赖于心脏节律的过程。(Lahuerta et al ., 2022)。电生理特征的心房梗塞疤痕是由于缺乏动物模型模拟临床实体。迄今为止,内在的基本知识引起的电生理改变孤立的心房心肌梗死(MI)是基于短的一系列实验研究。(Sinno et al ., 2003;瑞瓦德et al ., 2007;Nishida et al ., 2011;Alasady et al ., 2013;Avula et al ., 2018;Amoros-Figueras et al ., 2020)这些研究表明放缓当地心房传导,延长不应期,(Sinno et al ., 2003),当地心房心电图ST段和电压的变化。(Amoros-Figueras et al ., 2020)最近新代理检测心房纤维化已经提出,包括应变成像在左心室水库阶段,(Laish-Farkash et al ., 2021),或者使用后期钆增强LGE-MRI心房磁共振成像。(Hopman et al ., 2022)心内膜心肌电阻抗测量允许识别慢性心室梗死,(Amoros-Figueras et al ., 2018),但其检测能力在心房梗塞疤痕还没有报道。

本研究旨在开发一个closed-chest心房的选择性阻塞冠状动脉分支的动物模型来检测心房梗塞疤痕组织多频电阻抗的心内膜的映射。

2材料和方法

2.1研究人群

本研究涉及国内猪(Landrace-Large白十字)9。七头猪进行了心房冠状动脉分支阻塞而剩下的两人用作心内膜电压控制映射和多频阻抗数据。研究协议是批准的动物保健和使用委员会的机构,并完全符合指南的护理和使用实验动物,第八版。(国家研究委员会。华盛顿特区:美国国家科学院出版社,2010年)。

2.2实验过程

2.2.1诱导慢性心房心肌梗死

七头猪体重49±5公斤与咪达唑仑(premedicated。6毫克/公斤)和氯胺酮(12毫克/公斤)肌内。全身麻醉诱导与静脉注射异丙酚(2 - 4毫克/公斤),并保持与氧气的混合和七氟醚吸入(2.5% - -3.5%)。动物通过气管插管机械通风和镇痛维持在整个过程中与静脉芬太尼(0.1μg /公斤/分钟)。一股动脉乳胶7插管和6 f曲棍球棒引导导管(心脏的,美国)。荧光镜的指导下(飞利浦Endura)导管是先进LCX的近端部分和覆盖支架(PK纸莎草、Biotronik、德国)部署气球导管(图1一个)。我们选择这个支架,因为它将允许中断退出心房血液流动的冠状动脉分支,但同时保留主要流流入LCX,避免伴随心室梗死。我们验证了心房的存在引起的冠状动脉分支LCX的猪在之前的一系列的胸腔实验。(Amoros-Figueras et al ., 2020)这些心房的小直径血管通常是低于我们的荧光镜的系统和图像的分辨率不能持续获得。15-lead心电图中连续记录过程来验证没有ST-changes继发于急性心室心肌缺血。动物被允许恢复和治疗用抗生素和止痛药。平均6周后,7猪进行了镇静和全身麻醉在前面的干预。我们执行一个心房心内膜的映射当地心电图和局部组织电阻抗。此后,动物安乐死,心加工anatomopathological研究(图1 b)。

2.2.2左心室心电图和组织电阻抗的映射

这些程序进行为期6个月的7猪与旧的心房中冠状动脉分支阻塞和2控制猪不报冠状动脉介入性治疗。股静脉是乳胶和映射electrocatheter (Smarttouch^®Biosense-Webster,美国)是通过transeptal访问先进到左心房。electrocatheter被连接到一个纸箱包装三系统(Biosense-Webster,美国)来生成三维高密度心内膜测绘当地心电图左心房单极和双极(Electroanatomic地图设置:组织接近指数激活,本地激活时间稳定女士被设置为3,位置稳定设置为2毫米,电压地图的地图密度是1646±1277分和阻抗图28±9分,力设置设置为最小阈值以上,颜色填充阈值设置为30)。电压振幅(mV)自动测量所有心内膜的信号,此后,电压和激活地图了。基于低压领域的临床接受定义心内膜映射程序,(Kottkamp et al ., 2017),我们认为是低的地区心房那些与当地电压双极电压<。5 mV。

心肌左心房的电阻抗测量选择解剖区域(心房附件、鼻中隔前部和后壁)频率范围从1到1000千赫electrocatheter使用相同的心内膜的映射。该导管连接到一个阻抗记录系统由我们组。(桑切斯et al ., 2013)交流电(1毫秒时间1 mA总峰值振幅)26频率范围从1到1000千赫的注入远端electrocatheter杆和皮肤之间的参比电极(色散垫,3 m)放在前胸区域。结果的变化之间的电流电压测量远端electrocatheter极和第二个胸皮肤参比电极(心电图垫,3 m)。当地的阻抗测量的采样率60赫兹在整个心动周期的持续时间和存储2 s帧。阻抗大小(Z)和相位角(PA)是衡量当前的频率。Z量化电压幅值对于一个给定的应用电流的下降和PA反映电压和电流波之间的时间延迟是影响心肌组织的结构特点。为了区分健康和梗塞的心房区域我们选择−12°的相角截止307 kHz基于之前的研究在猪模型慢性左心室梗塞。(Amoros-figueras et al ., 2017)

支持假设心房纤维化占低压和抑郁的电阻抗,我们分析了左心室电压映射和多频阻抗数据记录在两个控制猪不提交心房分支闭塞。所有与一个稳定的电压和阻抗录音进行接触tip-catheter力10至20 g。

2.2.3 Anatomopathology

移植的心脏心房的7猪冠状动脉分支阻塞从血液和清洗在缓冲福尔马林固定。心房心室技工级别的分离和嵌入在一个石蜡块。整个左心房的部分(12µm)安装和连续分段正面12µm片,然后沾着马森的三色的(图1 c)。的形态学研究进行评估心房纤维化的平均程度。简单地说,数字图像的拍摄部分沾马森和纤维化的领域是清楚地说明部分的最大程度的梗塞的面积使用ImageJ软件。(施耐德et al ., 2012)领域的纤维化被表示为一个百分比的整个范围切割心房。识别领域的纤维化是由两个专家anatomopathologists下直接可视化的组织学制备合适的放大。我们也计算了mapping-derived电压和阻抗scar-areas(不含肺静脉)electroanatomic映射系统的使用软件。

2.3统计分析

定量数据被表示为平均值±标准偏差(SD)。双极电压和阻抗的变化的程度大小值评估的变异系数(标准差比率及其相应的平均值)。普通的双向方差分析测试与Dunnet多重比较修正被用来评估统计学意义双极电压的变化,阻抗大小和相位角在不同的电流频率,和st段位移。一个p值<。05年被认为是显著的。所有使用SPSS v.22.0分析软件(ibm SPSS,美国)。

3的结果

九头猪被包括在研究中。LCX闭塞的心房分支执行7例。在后者中,6完成整个协议和一个猪丢了在麻醉诱导前六周的第二干预中,虽然其核心是包含在anatomopathological研究。两头猪non-submitted心房分支阻塞被用于研究的心内膜的映射。

3.1 Anatomopathological发现

我们观察到的区域坏死与胶原蛋白沉积在左心房的6 7猪(86%)提交给心房分支闭塞。组织学分析排除心室心肌梗塞区域的存在(图1)。此外,支架植入时,密切监测15导致心电图的所有的动物没有显示ST段改变继发于急性心室心肌缺血(铅II:〇〇±.02 mV在基线和±mV 30分钟后与−03。02±.02 mV后6周,p= ns)。图1 c是猪的缩影照片显示领域的纤维化影响左心室附属同时保护左心室心肌。形态学分析的部分显示6头猪最大的梗塞程度显示平均面积约38%的纤维化(范围17% - -66%)的整个微观领域。

3.2电压和阻抗派生的左心房的疤痕区域

图2说明了代表中华地图四猪提交心房冠状动脉分支阻塞。这些节目low-multifrequency阻抗和低电压双极电图对应的心房解剖区域梗死的影响,组织学观察到的部分。阻抗派生疤痕区域明显小于电压派生疤痕区域(阻抗和电压派生疤痕面积:31±12厘米²与50±26厘米²;p< . 05)。进一步中华的映射分析peri-infarct地区通过降低电压疤痕定义显示电压与电压<派生疤痕区域。1 mV改善阻抗派生疤痕区域的重叠在307 kHz低于−相角12°。其余non-infarcted心房区域描述更大的电压和阻抗值,但这些都是低于中观察到两个控制猪不提交心房分支闭塞(表1)。

3.3心肌电阻抗的左心房

图3显示了双极和多频阻抗信号可比解剖区域的左心房与锢囚心房猪冠状动脉分支和在控制猪non-occluded心房冠状动脉分支。所示图4,心房区梗死的影响(工业区)表现出较低的阻抗值比未受感染地区(新西兰)级电流频率。同样,工业区区域显示更少的负的相位角的当前频率(表2)。当前的频率范围,更好的歧视影响和未受感染梗塞区域1 - 253千赫的阻抗大小和阻抗相角200 - 1000千赫。阻抗大小的变异系数的变异系数低于双极电压的影响和未受感染梗死区域(变异系数对阻抗大小在1000 kHz与双极电压:.30比.77点)。这也可以观察到图5的可变性,相角的心房组织电阻抗值中位数为307千赫低于中位数的可变性的双极电压值。

4讨论

4.1主要发现

这项研究表明,心肌梗死局限于心房可以成功诱导选择性经导管阻塞的心房在猪冠状动脉分支机构。closed-chest模型愈合心房心肌梗死与减少心肌阻抗的大小和相位角频率进行了研究。阻抗数据可变性低于双极电压值。

4.2当地电生理学研究

左心室中华映射证明当地心电图的低电压和多频组织阻抗下降。梗塞后纤维化是最有可能的基质这些电生理学的改变,因为左心室映射在2控制猪不提交心房分支闭塞证明心电图正常电压和阻抗在类似的解剖心房区域。此外,梗塞的区域观察到的组织准备共享解剖心房的对应区域显示低电压电图和阻抗的降低。延迟和异构当地缺血性心房心肌内激活已报道在狗急性或8天老心房RCA引发的冠状动脉分支阻塞,(Sinno et al ., 2003;Nishida et al ., 2011),在绵羊急性LCX闭塞,(Alasady et al ., 2013),在提交给猪手术夹紧LCX的心房分支出现。(Amoros-Figueras et al ., 2020)

本研究解决的愈合阶段心房梗塞透露,第一次,低压领域也呈现低组织电阻抗电流频率。可比低压和低阻抗的研究结果发现与月猪老心室心肌梗塞引起的小伙子冠状动脉闭塞(Amoros-Figueras et al ., 2018)因此透露,治好了心房和心室心肌梗死分享类似的电生理学的衬底。我们还发现,阻抗相角值变化小于双相电压值,对于健康和梗塞疤痕区域。这一发现,以及观察阻抗派生疤痕区域明显小于经典电压(<派生疤痕区域。5 mV),建议更准确评估的心房梗塞疤痕bioimpedance测量,电压映射相比,不依赖于心房激活前的方向。(Amoros-figueras et al ., 2017),这种基质的arrhythmogenic潜力一直在临床和实验记录心室心肌梗死。(Guandalini et al ., 2019)然而,自发的心房异位心律失常很少发生在实验心房梗塞,但易受电子感应和心房颤动(房颤)的报道。(Sinno et al ., 2003)在我们的研究中,易受电诱发心房心律失常没有测试。

4.3 Anatomopathology

治好了心房梗塞的特征结构特点在我们的模型的不规则分布的坏死区域和锋利的描述梗塞的边境地带。左心房附件是更频繁地影响,心室心肌保护,表明部署覆盖纸莎草支架近端部分的LCX是个成功的方法来创建一个模型的孤立的心房心肌缺血。

4.4研究的局限性

双极电图的平均值和心肌阻抗在心房梗死区域不受影响的猪和闭塞的冠状动脉分支低于记录在健康心房与non-occluded猪冠状动脉心房分支。这可能反映出电紧张电位的影响邻近正常区梗塞组织,或梗塞non-transmural分布的存在通过心内膜纤维化未受感染区。

由于个体解剖变异在心房冠状动脉分支的分布和丰富inter-anastomotic网络,产生的心房梗塞部署覆盖支架在LCX冠状动脉的近端部分变量的大小和位置。然而,梗塞的地区可以通过当地公认的在线映射心电图和地方组织的阻抗测量。自发的心房心律失常很少在心房梗塞模型,尽管心律失常易受电刺激可以成功地在这些模型进行测试。(Sinno et al ., 2003;Nishida et al ., 2011;Alasady et al ., 2013)。此外,梗塞治疗时间超过之后,在我们的研究中(6周)可能是一个更现实的基质自发的心律失常。

仔细逐点详述的合并分析梗塞的地区组织之间的准备和地区的低压心内膜映射是挑战的不可预知的大小变化的大小和体积心房辅助心脏移植和甲醛包容。严格的站点对应的低压心电图和梗塞的地区并不因此表现在我们的模型中。然而,我们提供的证据表明,低压和低多频阻抗主要对应的地区与地区心房梗塞参与。

4.5临床意义

在目前的工作我们已经绘制了心内膜地区健康和梗塞的左心房,发现心电图描绘的区域与低电压变化范围大于在同一地区的多频阻抗值。一个可能的解释是,当地多频测量探索稳定的被动属性的组织而心内膜电压动态变化的影响在当地激活。考虑到人类和猪心脏缺血性电生理学相似之处,(Lelovas et al ., 2014),梗死模型心房梗塞如发达在我们的研究中出现了作为一个可靠的工具对心房电生理机制和进一步研究心房消融技术的发展。成功的一个主要目标电烧蚀的心律失常是目标的准确表征消融结构。在这方面,最近的研究强调了当地组织电阻抗测量的优势达到一个更好的肺静脉隔离的消融心房心律失常。(Das et al ., 2021;Garcia-Bolao et al ., 2022)

在这些研究中,只有级组件的阻抗测量。在我们的研究中我们测量,阻抗的大小和相位角组件在不同的频率。我们以前报道,多频阻抗映射可以检测不同程度的心肌纤维化(Amoros-figueras et al ., 2016),值得注意的是,阻抗测量不受心脏激活序列的变化的影响。(Amoros-figueras et al ., 2017)

数据可用性声明

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。

道德声明

动物研究回顾和批准拉西Etica Experimentacio Animal-IR圣保罗。

作者的贡献

GA-F、SC-R GC-S,哒,EJ, AG-O, YM, DS-Q, JR-F,詹,和JC做出实质性贡献的概念和设计工作,参与了收购,分析和解释数据,起草了手稿,给予最后批准的版本的协议负责出版工作的所有方面确保相关问题的准确性或完整性的任何部分工作适当的调查和解决。

资金

这项工作是支持的西班牙Ministerio de隐藏y Competitividad研究院祝您健康卡洛斯三世(CB16/11/00276), FIS PI17/00069);和洋底Europeo de Desarrollo区域。

的利益冲突

GA-F EJ,詹,JR-F收到Biosense-Webster研究资助的公司。Biosense-Webster没有参与研究设计、收集、分析、解释数据,本文的写作,或决定提交出版。

其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

引用