Atrial Electric Signal During Sinus Rhythm in Lone Paroxysmal Atrial Fibrillation

Atrial fibrillation (AF) is the most common tachyarrhythmia and is associated with substantial morbidity, increased mortality and cost. The treatment modalities of AF have increased, but results are still far from optimal. More individualized therapy may be beneficial. Aiming for this calls improved diagnostics. Aim of this study was to find non-invasive parameters obtained during sinus rhythm reflecting electrophysiological patterns related to propensity to AF and particularly to AF occurring without any associated heart disease, lone AF. Overall 240 subjects were enrolled, 136 patients with paroxysmal lone AF and 104 controls (mean age 45 years, 75% males). Signal measurements were performed by non-invasive magnetocardiography (MCG) and by invasive electroanatomic mapping (EAM). High-pass filtering techniques and a new method based on a surface gradient technique were adapted to analyze atrial MCG signal. The EAM was used to elucidate atrial activation in patients and as a reference for MCG. The results showed that MCG mapping is an accurate method to detect atrial electrophysiologic properties. In lone paroxysmal AF, duration of the atrial depolarization complex was marginally prolonged. The difference was more obvious in women and was also related to interatrial conduction patterns. In the focal type of AF (75%), the root mean square (RMS) amplitudes of the atrial signal were normal, but in AF without demonstrable triggers the late atrial RMS amplitudes were reduced. In addition, the atrial characteristics tended to remain similar even when examined several years after the first AF episodes. The intra-atrial recordings confirmed the occurrence of three distinct sites of electrical connection from right to left atrium (LA): the Bachmann bundle (BB), the margin of the fossa ovalis (FO), and the coronary sinus ostial area (CS). The propagation of atrial signal could also be evaluated non-invasively. Three MCG atrial wave types were identified, each of which represented a distinct interatrial activation pattern. In conclusion, in paroxysmal lone AF, active focal triggers are common, atrial depolarization is slightly prolonged, but with a normal amplitude, and the arrhythmia does not necessarily lead to electrical or mechanical dysfunction of the atria. In women the prolongation of atrial depolarization is more obvious. This may be related to gender differences in presentation of AF. A significant minority of patients with lone AF lack frequent focal triggers, and in them, the late atrial signal amplitude is reduced, possibly signifying a wider degenerative process in the LA. In lone AF, natural impulse propagation to LA during sinus rhythm goes through one or more of the principal pathways described. The BB is the most common route, but in one-third, the earliest LA activation occurs outside the BB. Susceptibility to paroxysmal lone AF is associated with propagation of the atrial signal via the margin of the FO or via multiple pathways. When conduction occurs via the BB, it is related with prolonged atrial activation. Thus, altered and alternative conduction pathways may contribute to pathogenesis of lone AF. There is growing evidence of variability in genesis of AF also within lone paroxysmal AF. Present study suggests that this variation may be reflected in cardiac signal pattern. Recognizing the distinct signal profiles may assist in understanding the pathogenesis of AF and identifying subgroups for patient-tailored therapy.

Värähtelyentropian vaikutus kuparirypään tasapainorakenteeseen

Nanorypään ominaisuuksien ymmärtämisen ja ennustamisen kannalta on keskeistä tuntea tekijät, joiden perusteella rypään tasapainorakenne määräytyy. Nämä tekijät voidaan jakaa energeettisiin, termodynaamisiin ja kineettisiin tekijöihin. Energeettisiin tekijöihin kuuluvat rypään sidosenergia ja elektronirakenne. Termodynaamisia tekijöitä ovat rypään erilaiset entropiatermit. Kineettiset tekijät puolestaan liittyvät rypään muodostumisprosessin kulkuun. Tässä työssä tutkittiin värähtelyentropian vaikutusta vapaiden kuparinanorypäiden tasapainorakenteeseen atomistisilla simulointimenetelmillä 10 - 6525 atomin kokoluokassa 0 K - 600 K lämpötila-alueella. Tarkasteltaviksi valittiin kahdeksan ideaalista rakennetyyppiä: Mackayn ikosaedri, täydellinen oktaedri, katkaistu oktaedri, säännöllinen katkaistu oktaedri, kuboktaedri, säännöllinen dekaedri, Marksin dekaedri ja Inon dekaedri. Näiden lisäksi tarkasteltavina oli kaasukondensaatiosimulaatioilla tuotettuja rypäitä. Tarkasteltaville rypäille laskettiin ominaisvärähtelytaajuuksien tilatiheysfunktiot harmoniseen approksimaatioon perustuen. Tilatiheysfunktioiden perusteella laskettiin kullekin rypäälle Helmholtzin vapaan energian lämpötilariippuvuus, josta edelleen rypään stabiiliutta kuvaava delta-parametri. Tasapainotilassa olevan rypään potentiaalifunktion anharmonisuus huomioitiin kvasiharmonisen approksimaation avulla. Atomien välistä vuorovaikutusta kuvaamaan käytettiin EAM-potentiaalimallia kuparille. Eri rakennetyyppien välistä kilpailuasemaa verrattiin delta-parametrin avulla. Tulosten perusteella Mackayn ikosaedri on edullisin rakenne alle 2000 atomin kokoluokassa, kun lämpötila on 0 K. Atomimäärän kasvaessa katkaistu oktaedri -rakenteet ottavat edullisimman rakenteen paikan. Lämpötilan noustessa ikosaedrirakenne pysyy edullisimpana yhä suurempiin kokoluokkiin, ja 600 K lämpötilassa se on edullisin rakenne lähes 4000 atomin kokoon saakka. Kaasukondensaatiosimulaatioilla tuotettujen rypäiden delta-parametreja verrattiin ideaalisiin rakennetyyppeihin. Anharmonisten korjausten ei havaittu vaikuttavan tuloksiin tarkasteltavalla koko- ja lämpötila-alueella.