看不见的传导路径控制着每一次心跳。研究人员首次绘制了一种常见心脏畸形的这种路径图，并发现了令人惊讶的结果。
每一颗心脏都按照一个看不见的电网节奏跳动。精细分支的传导路径贯穿心肌，确保心腔在正确时刻收缩。如果这个系统受到干扰，心脏可能会失去节律。
一个研究团队首次创建了一种最常见的先天性心脏畸形——法洛四联症（影响血液流向肺部）的电传导路径的三维地图。这些图像显示，受影响心脏的电信号路径与迄今为止的假设不同。研究成果已发表在《胸心血管外科杂志》(Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery)上。
当心脏构造不同时
先天性心脏缺陷影响全球约1%的人口。许多儿童出生后不久就需要进行手术。得益于心脏外科的巨大进步，如今大多数患者可以活到成年。然而，成功的手术并不总能解决所有问题。许多年后或数十年后，许多患者会出现心律失常或其他电兴奋传导障碍。为什么会发生这种情况，目前只部分被理解。
一个特殊挑战：心脏的传导系统在手术过程中是不可见的。"我经常将其比作房屋翻新，"伦敦大学学院的研究负责人安德鲁·库克(Andrew Cook)说，"没有人会在不知道电线位置的情况下开始在墙上钻孔。心脏也遵循同样的原理。"
窥探心脏内部
为了使这些隐藏的结构可见，研究人员使用了一种名为HiP-CT的同步辐射断层扫描特殊形式。该方法使用极高强度的X射线，能够以迄今为止无与伦比的细节深度拍摄整个器官。
科学家们研究了18个人类心脏，包括有和没有法洛四联症的标本。随后，他们重建了那些将电信号传导通过心肌的专业纤维网络。几十年来，医生们虽然相当准确地知道这个传导系统从哪里开始，但它如何在心肌组织中进一步分支却一直基本隐藏。
传导路径与预期不同
新图像揭示了健康心脏和患有法洛四联症心脏之间的明显差异。受影响最严重的是右心室，这在该畸形中起着核心作用。在那里，电传导路径不是以通常的形式存在。相反，它们更细，并通过心室之间的隔膜扩散。研究人员报告说，这种模式让人联想到一块铺在表面上的布料。这些解剖学上的特殊性可能解释了为什么许多患者后来会出现心脏传导障碍。
为外科医生提供导向
这些结果未来可能有助于更精确地规划手术。如果知道敏感的传导路径在哪里，可能在手术过程中更好地保护它们。
"我们在极其苛刻的条件下进行手术，经常处于危及生命的状况，而且是在非常小的心脏上，"伯明翰儿童医院和伊丽莎白女王医院的心脏外科医生阿德里安·克鲁森(Adrian Crucean)说，"关于心脏解剖学的每一个新知识都帮助我们进一步完善我们的外科技术。"
从器官图谱到数字心脏
这项工作是国际"人类器官图谱"(Human Organ Atlas)项目的一部分。该倡议的目的是以迄今为止无与伦比的分辨率对人类器官进行三维测绘，并使数据自由访问。
从长远来看，参与者希望从中开发出人类器官的数字图像。这些"数字孪生"有一天可能有助于个性化规划手术或更好地预测疾病进程。
然而，对于患有先天性心脏缺陷的人来说，益处可能从今天就开始了：更准确地理解那些协调每一次心跳的看不见的线路。
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