在同一心房结构中组合不同电生理与组织特征
房颤能否被药物终止，受到心房电活动和组织改变的共同影响。英国牛津大学（University of Oxford）等团队在 The Journal of Physiology 报道计算研究，把细胞电生理差异与左心房低电压区域结合，比较 4 种抗心律失常药的作用。
团队先改变多种离子电流的参数，生成 300 个心房肌细胞模型，并以窦性心律及房颤患者的实验数据校准。随后从中选取 100 个代表性模型，与 8 组患者左心房电压分布组合，形成 800 个虚拟心房。
所有模型使用同一心房几何，主要变化来自电流特征和低电压区域分布。电压低于 0.5 mV 的区域被标记为低电压区域，计算中为这些区域设置较低的传导能力及相应电流变化。
494 个模型维持房颤，成为药物比较的对象
研究在左右心房各设置 3 个初始旋转电波，模拟折返激动并观察 7 秒。800 个模型中，494 个维持房颤，占约 62%；其余模型在观察期间自行终止。
容易维持房颤的模型通常具有较短的不应期，并伴随内向整流钾电流和钠钾泵电流增大。不应期是心肌细胞一次激动后暂时难以再次被激发的时间，缩短后更容易允许电波持续折返。
当低电压区域占左心房面积超过 40%、并延伸至整个后壁时，维持房颤需要更强的内向整流钾电流，旋转电波也更多出现在相对健康的右心房。较小的低电压区域中，短不应期模型可让旋转电波固定在受损区域附近。
用离子通道阻断参数模拟 4 种药物
团队在 494 个持续房颤模型中加入维纳卡兰、胺碘酮、氟卡尼和地高辛，并设置不同浓度或离子通道抑制程度，共进行 12 种处理设置的比较。药物作用以通道阻断参数表示。
模拟第 2 秒开始干预，继续观察至第 7 秒。如果结束前心房不再存在心律失常活动，该模型计为成功。疗效按成功模型占受测房颤模型的比例计算。
维纳卡兰采用 10 与 30 μM，胺碘酮采用 1.5 与 3 μM，氟卡尼采用 1 与 2 μM，地高辛采用 5 与 10 nM。研究还改变胺碘酮的急性、慢性通道作用设置，以检查作用方式如何影响模拟结果。
钙电流与钠电流帮助区分药物反应
维纳卡兰在不应期较长、L 型钙电流较强的模型中更有效，30 μM 条件下的模拟成功率约为 49%。L 型钙电流降低、钠钾泵电流升高的模型对该药反应较弱。
在不应期较短的模型中，快钠电流大小进一步区分药物反应。快钠电流较高时，胺碘酮或维纳卡兰的表现优于氟卡尼；快钠电流与 L 型钙电流都较低时，氟卡尼更容易终止模拟房颤。
胺碘酮的作用设置对结果影响很大。急性模型的成功率仅为 0.1%–11%；加入长期作用相关的参数，并逐步增强内向整流钾电流抑制后，成功率达到 72%–89%。这些结果提示，药物作用的建模方式会改变对疗效的预测。
研究同时将模拟结果与既有临床试验报告的成功率比较。不同氟卡尼设置获得约 48%–78% 的模拟成功率，与多项临床报告处于相近范围；该比较为模型提供了整体效果的参考。
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心电图指标用于探索可观察的分层线索
团队为 494 个持续房颤模型计算心电图，分析主频、频谱熵等 5 类指标与离子电流的关系。内向整流钾电流是房颤主频的重要影响因素，其他电流也改变了波形复杂度与重复性。
作者提出，心电图可能帮助间接判断影响药物反应的电生理特征，从而为后续患者分层研究提供线索。此次模拟心电图没有噪声，心室信号也已分离，仍需用真实人体心电图检验这些关系。
短时模拟共享同一心房形状与大小
药物模拟采用简化的通道阻断方式，同一处理设置对各模型使用相同的阻断程度，未完整考虑部分药物随激动频率变化的作用。所有虚拟心房还共享相同形状与大小，低电压区域的个体变化主要限于左心房。
这项研究的用途是比较电生理特征如何影响药物终止房颤，并提出可进一步检验的分层因素。短时计算成功率与临床报告的整体对应，提供了模型验证线索；实际个体用药预测仍需要匹配患者的结构、电生理和心电图资料。