伦敦大学学院(UCL)和欧洲同步辐射装置(ESRF)的研究人员已绘制出法洛四联症(一种最常见的先天性心脏问题)心脏电导系统的首个三维地图，揭示了可能导致该病症患者出现心脏传导障碍的解剖特征。
这项研究作为Human Organ Atlas国际合作项目的一部分，可用于外科手术培训，并有望为患者带来更好的治疗效果。相关研究已发表在《JTCVS结构性与血管内》期刊上。
全球约有1%的人口受先天性心脏病影响。许多婴儿必须在出生后不久接受挽救生命的心脏手术。尽管如今的存活率很高，但许多患者在后期生活中会出现并发症，尤其是异常心律或收缩模式。外科医生早就知道，当手术中不可见的心脏精细电传导系统受到干扰时，这些问题就会产生。
UCL心脏解剖学教授、该研究资深作者安德鲁·库克解释道："我经常将其比作房屋翻新：你不会想在不知道电线位置的情况下就开始钻墙。心脏也是如此。"
相反，外科医生使用"解剖标志点"，而这些标志点在本研究中已被修订。
这项研究是Human Organ Atlas国际合作项目的一部分。该图谱由一种称为分层相位对比断层扫描(HiP-CT)的先进成像方法驱动，由位于法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射装置(ESRF)的国际团队开发，该团队由英国伦敦大学学院(UCL)领导，旨在以前所未有的细节可视化解剖结构。
3D扫描揭示不同的电导系统
HiP-CT使用ESRF的极高亮度光源——新一代同步辐射光源——其X射线束强度通常比常规医院CT扫描仪高出一百万倍，从而实现这些器官扫描。这使研究人员能够非破坏性地扫描整个人体器官，然后放大到接近细胞分辨率(低至2微米，比人类头发细50倍)。
"一个多世纪以来，放射学和组织学提供了截然不同的身体视图。HiP-CT同步辐射技术最终弥合了这一差距，代表了生物医学成像的重大进步，"UCL研究员、ESRF访问科学家约瑟夫·布鲁内特解释道。
利用在ESRF进行的扫描，研究人员非破坏性地检查了18个完整的人类心脏标本，其中一些患病，一些健康。这些扫描使研究团队能够重建携带电信号通过心脏的特殊纤维精细网络，即心脏传导系统。几十年来，医生们知道这一电通路的起点，但其如何穿过心肌仍 largely unknown。
结果显示，在法洛四联症中，受疾病主要影响的右心室的电导系统不像健康心脏那样正常运行。相反，这些"电线"既更细又以类似布料覆盖表面的方式分散在室间隔(分隔心室的壁)上。
先天性心脏病的前景展望
这些发现为外科医生修复先天性心脏缺陷时必须导航的解剖结构提供了更清晰的图景。
"我们在极其具有挑战性的环境中工作，通常是在生死攸关的情况下，而且是在非常小的心脏上。关于心脏解剖的任何新知识都可以帮助我们完善手术技术，最终改善这些患者的短期和长期预后，"英国伯明翰儿童医院和伊丽莎白女王医院先天性心脏外科专科医生阿德里安·克鲁森表示。
通过确定电导系统在心肌内的运行位置，该研究可能帮助外科医生在手术过程中避免损伤它，并可能降低术后电导障碍的风险。
"我们看到许多在儿童时期接受了成功手术的成年患者，但后来出现异常心律等并发症。我们真的希望给他们提供我们能给予的最好生活质量，而这些信息无疑是改变游戏规则的，重塑了我们对先天性心脏病中心脏传导系统的结构和精确定位的理解，"莱顿大学医学中心成人先天性心脏病专家、EuReCCA联盟成员莫妮克·永布洛德解释道。
研究人员还开发了高级计算工具来分析大型成像数据集，并在沉浸式3D环境中可视化结果，使心脏布线得到详细研究。
"我们已经证明，这些信息可以带入虚拟现实并3D打印，因此可用于培训外科医生。以前从未可能以这种方式看到传导系统，"UCL博士生、该出版物的通讯作者瓦伊什纳维·萨巴里吉里瓦桑解释道。
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