快速刺激诱发室颤过程中混沌动力学变化的实验研究
目的：
心室颤动(ventricular fibrillation VF)是绝大多数心源性猝死的直接原因，其机制尚不完全清楚，目前关于室颤的机制最受推崇的是Winfree提出的“混沌”学说。该学说认为室颤时心肌细胞的电活动处于一种“混沌”运动，存在时间、空间的不稳定性，其基础是螺旋波的出现和破碎。
为探讨正常心肌和急性心肌梗死后快速刺激诱发心室颤动的“混沌机制”，观察室颤过程中心电参数的非线性动力学特征，观察快速刺激诱发室颤过程中旋波的产生与破碎;同时目前除药物及直流电除颤外，仍无理想的除颤方法。因此，弄清室颤的发生机制及寻求安全而有效的除颤方法是当今国内外的研究热点。本实验研究以计算机模拟仿真，应用FHN方程在计算机上诱发出螺旋波为基础;以刺激间期为控制参量，采用快速刺激犬的在体正常心肌并诱发室颤;通过阻断心脏冠状动脉左前降支近段、终止远端血流，制造急性心肌梗死模型并诱发室颤，用64导心外膜标测系统记录室颤时的心肌细胞电生理参数及室颤发生过程中心外膜电图，Poincare'作图对室颤演变过程中的激动周期进行非线性动力学分析。
验材料与方法：
1.1主要仪器心脏除颤器为日本产Cardiolife TEC-8251k系列;心脏起搏-刺激仪为中国江苏电子仪器厂生产。呼吸机为8200型呼吸机;64道心外膜标测系统（由复旦大学研制）是一种利用计算机对直接取自心脏表面的多路心电信号进行分析处理，并以图像方式表达心肌各处的激动顺序以及传播途径的系统。
1.2实验动物
健康成年杂种犬35只，雌雄不限，体重13-16kg，由中国医科大学动物实验中心提供。1％戊巴比妥钠3ml/kg腹腔内注射麻醉后，气管插管、上呼吸机（8200型呼吸机），潮气量为20ml/kg。静脉滴入生理盐水以维持血压，左侧7肋间开胸暴露心脏，悬吊心包膜，于右心室流出道缝制“烟包”，将四极刺激电极置于右室间隔近心尖处;64导心外膜标测电极固定于左室近心尖游离壁处。给心肌程序化刺激(S1S1)从300ms开始，刺激强度为10J，每次持续20-25次，每递减20ms重复刺激直至整体心肌VF发作，每次VF发作后10J心内除颤，待心律恢复窦性、血液动力学稳定后给予下一次刺激。15支犬于冠状动脉前降支近端、距左主干5-8mm处，缝制一个阻断带，用以阻断前降支远端血流，制造急性心肌梗死模型。顺序测量起搏时心外膜电图的R-R间期，以显示激动周期随心率的增快而变化的趋势;同时64导心外膜电图记录心肌电传导的波动图。在离体心肌表面人工划分边界，缩小旋波存活的空间，使单位面积内旋波在边界处湮灭、终止室颤。
结果：
1)在室颤过程中，随着刺激间期（控制参量）的缩短可以观察到行波的失稳、旋波形成及破碎。
2)与正常心肌相比，随着心肌急性缺血时间的延长，心室肌的室颤的阈值明显降低，激动周期呈现交替节律、倍周期分岔、准周期乃致混沌等非线性动力学行为，更容易出现混沌的非线性动力学行为。
3)与在体心肌相比，快速刺激离体的右室心肌能诱发出纤维性颤动，平均诱发纤颤的刺激间期为97.2±15.1 ms，心外膜标测系统记录到旋波的生成及破碎;人工分割边界后，相同的刺激均未诱发出纤颤。
结论：
1)快速刺激可以诱发旋波产生及破碎，使心肌可激媒质系统发生时、空的不稳定性而导致室颤的发生。
2)急性心肌梗死后，激动周期更易出现时空的不均匀，更容易出现交替节律、倍周期分岔、准周期等非线性动力学行为，证实了通向室颤过程中的非线性动力学行为和室颤活动的混沌特征。
3)离体心肌在人工划分边界后，旋波在边界处湮灭，室颤未被诱发。
倍周期分岔;心室颤动;发病机制;混沌动力学
中国医科大学
博士
内科学
孙英贤
2006
中文
R541.7
68
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）