Spektroskopiska metoder för behandling av hjärtsjukdomar

Forskare har visat att spektroskopiska metoder baserade på nära-infraröd spektroskopi kan skilja mellan fett och muskelvävnad i hjärtat. Denna skillnad är avgörande när man använder radiofrekvensablation för att behandla en allvarlig arytmi som är känd för vårdpersonal som ventrikeltakykardi. Ablation är den enda behandlingen för detta, och det identifierar områden i hjärtat som orsakar onormala signaler. Dessa kan sedan värmas upp så att de inte längre kan överföras. Under ingreppet är det viktigt, men utmanande, att bestämma exakt var man ska leverera energi medan läkaren sparar frisk vävnad.

Nytt tillvägagångssätt för spektroskopiska metoder

Forskarna bekräftar för första gången att en ablationskateter med nära-infraröd spektroskopikartläggning framgångsrikt kan skilja mellan olika vävnader i hjärtat. På detta sätt kan medicin bättre behandla patienter med hjärt -kärlsjukdomar. Ventrikulär takykardi är den främsta orsaken till plötslig död. Uppskattningsvis 300 000 dödsfall varje år beror på sjukdomen. Forskarna hoppas att de kan överföra denna teknik till kliniken. Detta kan öka effektiviteten av radiofrekvensablationsterapi och minska de associerade komplikationerna hos patienter med ventrikulär takykardi.

Idag är de flesta kliniska kartläggningar av hjärtat baserade på funktionella mätningar som spänning. Detta är en optisk mätning som ger information om den underliggande vävnadskompositionen. Men läkare kan också använda dessa för spektroskopiska metoder för att förbättra ablationens framgångar. Forskarna använde nära-infrarött spektroskopi, där de riktade ljus med ett brett spektrum av våglängder mot vävnaden och sedan registrerade det reflekterade ljuset. Detta reflektionsspektrum ger information om tygkompositionen baserat på dess absorptions- och spridningsegenskaper. Tillvägagångssättet kan inte bara tjäna till att kontrollera ablation, utan också ge information som kan användas för att utveckla nya beräkningsmodeller för att förbättra förståelsen för de mekanismer som är involverade i arytmier.

Procedur för ablation i hjärtat

För att använda nära-infrarött spektroskopi under radiofrekvensablation, var forskare tvungna att utveckla nya ablationskatetrar. Dessa innehöll de optiska fibrerna för utsändning och detektion av ljus. De erbjuder också ett anpassat tips för att spåra instrumentet. De utvecklade också nya signal- och databehandlingstekniker, ett arbetsflöde för återgivning av anatomiska kartor och ett spårningssystem som möjliggör rumslig kartläggning av vävnaden. Med den nya katetern spårade forskarna instrumentets position när den rörde sig längs hjärtats yta. De spelade in reflektionsspektra på varje plats. Teamet använde detta för att beräkna ett optiskt index för både fett- och lesionsvävnad.

Experimenten utfördes på donatorhjärtan från dem som hade dött med hjärt -kärlsjukdom för att replikera vad som sannolikt skulle hända i kliniken. Hittills har forskarna haft extremt uppmuntrande resultat. Ditt arbetet visar att optik kan spela en stor och kraftfull roll inom hjärtelektrofysiologi. Forskare arbetar för närvarande med en ny prototyp som mer fullständigt kan integrera kartläggning. De planerar också att demonstrera spektroskopiska metoder hos stora djur för att testa hur bra det fungerar med hjärtmusklerna som rör sig och blodet cirkulerar genom hjärtat.