每辆救护车上的除颤器在放电前都会读取心脏的电信号。
这个在电击前几秒捕获的波形,长期以来被视为噪声——一种表明心脏已停止但信息有限的混乱信号。
然而在这混乱之中隐藏着结构。心脏左右两侧的信号变化方式不同,这些差异可能有助于预测患者的恢复几率。
当心脏陷入混乱
当心脏下腔室失去节律时,它们停止同步泵血,转为不规则颤动。
医生将此称为心室颤动,这是最危险的心律失常,也是导致突发性心脏死亡的主要原因。
几秒钟内心脏便停止血液流动,这种崩溃被称为心脏骤停。大多数事件发生在医院外,救援往往延迟,一项研究显示存活率低于十分之一。
西班牙国家心血管研究中心(CNIC)的一个团队希望了解在这些紧急时刻心脏内部究竟发生了什么。
在该中心心律失常机制研究组负责人大卫·菲格雷拉斯-拉马博士的带领下,研究人员逐秒追踪了衰竭心脏的电活动。
一个腔室持续搏动
当心脏发生颤动且氧气耗尽时,右心室在左心室开始衰竭后仍能快速放电很长时间。
两个腔室的衰竭速度截然不同:一个逐渐衰竭,另一个仍在持续搏动。
从各腔室内穿入电极的记录清晰揭示了这一现象:右侧持续更快地放电。
随着心脏骤停持续时间延长,这种差异愈发明显。此前从未有研究如此详细地记录这种不对称衰退。
无论心脏健康或曾因心脏病发作留下疤痕(一种与心室颤动高发率相关的损伤),这一现象均存在。右心室的优势不依赖于心肌的基础状态。
观察心脏关闭过程
为清晰观察这一现象,研究团队研究了70多头猪的心脏,其大小和结构与人类心脏高度相似。
部分动物心脏健康,另一些则在数周前经历过受控的心脏病发作并留下疤痕。
在一组实验中,研究人员使用将电信号转化为可见光的技术拍摄了心脏表面。
左心室首先变暗。当右侧仍在闪烁时,其活动已显著减弱。
每头动物都呈现相同模式,且在每个心脏内部,这种差异在心肌内外壁之间表现最为明显。
右心室的这种优势似乎深植于组织本身,而非单一实验的偶然现象。
当氧气消失
原因似乎与供能有关。当血液停止流动时,细胞缺氧。这种状态称为缺血,右心室似乎比左心室更能耐受缺血。
基于动物实测数据构建的计算机模型证实了这一点。
当研究人员输入"饥饿心脏"的条件时,模拟的右心室保持了其兴奋性(即放电准备状态),而左心室则更早丧失这种能力。
记录清晰显示时间差:左侧先陷入沉默;至于其细胞为何更早衰竭,虽然尚难精确定位,但心肌在压力下的化学变化可能是最强线索。
解读心脏最后信号
最引人注目的发现来自人类患者。在60名院外发生心脏骤停的患者中,研究团队通过体表心电图读取到相同的电活动——即除颤器放电前记录的心律波形。
那些在首次电击前心脏仍快速搏动的患者,往往能恢复且大脑功能完好。
信号速度似乎反映了大脑在缺血数分钟内的耐受程度:波形越快,预后越好。
预测患者苏醒后是否无损,一直是复苏后最难判断的问题之一。
此前从未有胸壁读数能如此直接地与这一结果相关联。
心脏骤停后的恢复
现在比以往更明确两点:当心脏骤停时,右心室比左心室更具韧性;垂死心脏的电特征确实携带着关于大脑恢复机会的真实信息。
如果左侧是薄弱环节,加强它就成为目标。
研究团队高级研究员豪尔赫·加西亚·金塔尼利亚博士表示,这可能带来旨在保护左心室的新疗法。
目前最直接的应用价值在于信号本身。由于每个除颤器都会捕获该信号,它可帮助急救团队识别最可能完全康复的患者。
该研究发表在《心血管研究》期刊上。
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