高分辨率心脏标测系统：精准探秘心脏，引领心血管研究新篇章

东莞市人民医院中心实验室成功引入全球领先的Mapping Lab OMS-PCIE-2002高分辨率心脏标测系统，已取得优秀成果。

该系统整合多通道电生理标测（Electrical Mapping）与高分辨荧光标测（Optical Mapping），检测场电信号并同步监测心脏动作电位与钙瞬变等电生理信号传导信息以及其他生理参数记录，是目前心脏疾病研究（心律失常、心肌缺血等）、药物筛选、药物心脏安评、临床组织切片、类器官或者干细胞分化心肌细胞评价研究的必备工具。

二、检测指标：多维电生理参数

动作电位活动频率、动作电位起搏点位置、传导方向、传导速度、电传导离散度、复极离散度、QT间期离散度、钙瞬变、钙瞬变与动作电位同步变化分析等。

三、技术优势：高精度与易用性兼具

1. 多通道电生理标测（Electrical Mapping）

(1)通道数目为128通道，同步记录时单通道采样率可达10KHz。

(2)128通道电极记录同时，同步记录整体心脏ECG、单相动作电位、收缩与舒张压和灌注压力，同步精度小。

(3)可以分析心率，P波间期，P波幅度，PR间隔，Q波幅度，QRS间隔，R波幅度，QT间隔，S波幅度，监测点搏动频率、兴奋起搏点、兴奋离散度（P5、P50、P95、Index）、传导速度、传导方向、传导模式，并可生成等时图、频谱图等图表，数据丰富。

(1)采用高速科研级CMOS相机，量子效率为95%，采样动态范围：25000:1;

(2)双信号同步，可同时记录动作电位及钙信号避免信号串扰，提升数据可靠性；

(3)8个通道数字电平输出，可以实现光源、刺激器、ECG、单相动作电位、灌注压、相机等多个设备同步运行，同步精度小；

(4)智能化分析：可一键生成激活图、传导速度、复极时间等相应的图像，包括兴奋分析、传导速度、传导离散度、传导模式、APD、交替APD差值、上升时间、幅值、心率、频率谱、主频分析，支持数据导出为Excel及视频。

四、核心功能：从基础研究到临床转化

1. 疾病机制解析：

(1)心律失常（如房颤、室颤）的折返环、电交替现象可视化；

(2)心梗、心衰模型中电传导异常关联研究。

2. 药物研发与评估：

(1)抗心律失常药物筛选及心脏毒性评价（如中西药对动作电位时程的影响）；

(2)新药心脏安全性验证。

3. 细胞功能评估：

(1)iPSC-CMs细胞层成熟度分析（动作电位传导速度、钙瞬变同步性等）。

五、应用案例：

案例1：揭示心肌梗死电重构机制

研究亮点：

(1)多信号同步获取：同时记录心脏电传导速度、动作电位及钙瞬变信号，精准揭示心肌梗死后炎症导致的电-钙耦联异常机制。

(2)高分辨率采集：荧光标测提供微米级空间分辨率，捕捉梗死区传导异常和动作电位离散；电标测补充宏观电活动，全面解析补片治疗后电传导改善效果。

(3)定量评估：通过分析传导速度离散度、钙瞬变恢复时间等参数，验证新型补片通过调控M2巨噬细胞极化恢复细胞间耦联，减少心律失常风险的机制。

(4)该技术突破传统心电检测的局限性，为“促再生+抗心律失常”双重疗效提供关键电生理证据。

参考文献：Luo, L., Li, Y., Bao, Z., Zhu, D., Chen, G., Li, W., Xiao, Y., Wang, Z., Zhang, Y., Liu, H., Chen, Y., Liao, Y., Cheng, K., & Li, Z. (2024). Pericardial Delivery of SDF-1α Puerarin Hydrogel Promotes HeartRepair and Electrical Coupling. Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.), 36(1), e2302686. 

案例 2：心律失常研究

研究亮点：

(1)模型与表型创新：通过心脏特异性 Pak2 敲除小鼠模型，首次直接证实 Pak2 缺失显著增加肾上腺素应激和心肌肥厚相关室性心律失常易感性（如室速、室颤诱发率升高）。

(2)高分辨技术解析机制：利用荧光标测技术，发现 Pak2 缺失导致动作电位时程延长、钙瞬变异常及电传导异质性，揭示其通过激活线粒体 ROS/CaMKII 通路触发钙超载和心律失常。

(3)干预靶点验证：证实激活 Pak2 可改善电生理异常、降低心律失常风险，为开发靶向Pak2 的抗心律失常药物提供直接实验依据。

参考文献：Li, T., Liu, T., Wang, Y., Li, Y., Liu, L., Bae, J., He, Y., Luo, X., Liu, Z., Chen, T., Ou, X., Zhang, D., Lan, H., Wan, J., Wei, Y., Zhao, F., Wang, X., Li, T., Huang, C. L., Zhang, C., … Tan, X. (2025). P21-Activated Kinase 2 as a Novel Target for Ventricular Tachyarrhythmias Associated with Cardiac Adrenergic Stress and Hypertrophy. Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), e2411987. Advance online publication. https://doi.org/10.1002/advs.202411987.