• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30.09.2025, 14:09
ФизТех
1,8 тыс

Ученые разработали персонализированную модель сердца для борьбы с аритмией

❋ 4.6

Несмотря на значительные успехи в диагностике и лечении, фибрилляция предсердий до сих поражает до двух процентов населения. Это делает ее наиболее распространенной аритмией во всем мире. Ученые МФТИ рассмотрели индивидуальный способ диагностики фиброза с помощью новой компьютерной модели, которая строит свой прогноз лечения на основе данных магнитно-резонансной томографии с гадолинием.

(а) Пример данных МРТ. На панели показан пример сегментированного среза: желтым цветом обозначена стенка левого предсердия, зеленым — кровоток. (б) Трехмерная модель левого предсердия пациента (стенка предсердия на панели обозначена желтым цветом, кровоток — зеленым). (c) Модель предсердия воспроизводит картину фиброза, близкую к той, что наблюдается у пациентов с фибрилляцией предсердий (фиброз обозначен красным, здоровая ткань — синим) / © А. П. Синицына, Biochemistry

Результат исследования опубликован в журнале Biochemistry. Фибрилляция предсердий (мерцательная аритмия) — результат сложного взаимодействия факторов риска и сопутствующих заболеваний. Это распространенное нарушение сердечного ритма, при котором верхние камеры сердца сокращаются несинхронно с желудочками, что увеличивает риск образования тромбов, а также вероятность инсульта и сердечной недостаточности. Разнообразие проявлений и широкий спектр механизмов, участвующих в возникновении и прогрессировании фибрилляции, значительно повышают значимость выявления причинных факторов этого опасного заболевания.

Распространенный метод лечения мерцательной аритмии — изоляция легочных вен с помощью катетерной абляции, выжигания очага аритмии электрическим током высокой частоты. Но частота рецидивов после этой процедуры — 40–60%. Одна из гипотез, объясняющая причину столь невысокой эффективности такого лечения, связана с самим фиброзом, который создает субстрат, и с его помощью аритмогенная предрасположенность распространяется за пределы области, затронутой изоляцией легочных вен.

В связи с этим ученые ищут новые методы абляции и в последнее время активно применяют имитационное моделирование. Развитие компьютерного моделирования в целом открыло новые возможности для понимания механизмов, прогнозирования рисков и персонализированной терапии при лечении фиброза. Но на пути к созданию полноценной модели сотрудники лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ столкнулись с вопросом различия общего моделировании предсердий со специфической электрофизиологией пациентов. В результате было проведено исследование на тему, могут ли изменения ионных токов в сердце объяснить различия в возникновении волн re-entry (механизм повторного входа), когда электрический импульс непрерывно циркулирует внутри сердечной ткани, приводя к повторной активации предсердий, у пациентов с нормальным потенциалом и с хронической фибрилляцией предсердий.

Таким образом, ученые исследовали фиброз как субстрат для возникновения re-entry с чисто электрофизиологической точки зрения. Было продемонстрировано влияние на структуру предсердий, специфичную для пациента, при нормальной электрофизиологии и при длительной фибрилляции.

«Наше исследование посвящено индивидуальным моделям предсердия, созданным с помощью снимков МРТ пациентов. С помощью подобных моделей можно рассчитать эффективность антиаритмического препарата, который будет назначен врачом. Это существенно повышает возможности персональной профилактики.

Мы реконструируем предсердную проводимость. Снимки МРТ с контрастным усилением гадолиния показывают очаги фиброза, которые и отвечают за возникновение аритмий. Строим по ним модель, придавая разным регионам в сердце соответствующие значения проводимости. Настраивая электрофизиологию под конкретного пациента, можно визуально рассчитать эффективность применения целого ряда препаратов»,— рассказала первый автор статьи Анастасия Синицына, инженер лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ.

В этой работе ученые сравнили влияние антиаритмического препарата Верапамил, одного из самых распространенных и популярных лекарств, на проводимость в моделях предсердий с различной электрофизиологией и распределением фиброза.

«С помощью индивидуальной модели предсердий мы смогли точно определить, насколько Верапамил подойдет конкретному пациенту или, возможно, менее популярное лекарство будет эффективней. Исходя из анамнеза, конкретного предсердия конкретного пациента, мы можем скорректировать электрофизиологию. Определить, какие проводимости у него нарушены, что мы можем подкорректировать и определить, какой препарат назначить относительно приема других лекарств»,— подчеркнула Анастасия Синицына.

Таким образом, цель исследования — получить реконструкции предсердий пациентов по данным МРТ с наличием и отсутствием наложенного фиброза для сравнения условий фибрилляции на фиброзном субстрате при длительном течении заболевания и на начальной стадии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
28 марта, 15:51
Максим Абдулаев

Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.

30 марта, 10:00
КБГУ

Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.

30 марта, 08:00
Evgenia Vavilova

Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.

28 марта, 15:51
Максим Абдулаев

Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.

28 марта, 13:28
Игорь Байдов

Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».

24 марта, 16:26
ФизТех

Жизнь в суровых условиях вечной мерзлоты — вызов даже для бактерий. Для нее требуются уникальные адаптации к холоду и другим стрессовым факторам. В новом исследовании ученые МФТИ с коллегами описали белки Exiguobacterium sibiricum — бактерии, найденной в многолетнемерзлых породах на северо-востоке Сибири. Исследователи выяснили, как набор белков в мембране микроба зависит от температуры, при которой его культивируют.

19 марта, 10:58
Игорь Байдов

В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.

19 марта, 12:41
Игорь Байдов

Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.

18 марта, 10:35
Илья Гриднев

За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно