سترة القلب تصنع خريطة تفصيلية للنشاط الكهربائي للقلب – عالم الفيزياء

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-7.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-7.jpg" data-caption="أداة فحص فعالة من حيث التكلفة سترة ECGI التي تم تطويرها في جامعة كاليفورنيا، يرتديها طالب الطب. (بإذن من: معهد UCL لعلوم القلب والأوعية الدموية / جيمس تاي)”>

يمكن للسترة القابلة لإعادة الاستخدام والتي تولد خرائط عالية الدقة للنشاط الكهربائي للقلب أن تساعد في تحديد الأشخاص المعرضين لخطر الموت القلبي المفاجئ. تم تطويره بواسطة فريق برئاسة جامعة كوليدج لندن (UCL(، تجمع السترة بين البيانات الكهربائية المسجلة بواسطة أجهزة الاستشعار البالغ عددها 256 مع صور الرنين المغناطيسي التفصيلية لهياكل القلب لإنشاء خرائط في الوقت الحقيقي لأنماط تنشيط القلب والتعافي.

هناك ما بين 4 إلى 5 ملايين حالة وفاة قلبية مفاجئة كل عام في جميع أنحاء العالم، معظمها بسبب اضطرابات ضربات القلب. يمكن لأجهزة إزالة الرجفان القلبية المزروعة والتي تراقب إيقاع القلب، وإذا لزم الأمر، إعادته إلى الإيقاع الطبيعي، أن تنقذ الأرواح. لكن الجهاز المزروع له مخاطره الخاصة، مما يجعل من الضروري تحديد كيفية تأثير خلل هيكلي معين في القلب على خطر الموت القلبي المفاجئ.

في حين أن رسم الخرائط الكهربية التفصيلية يمكن أن يحدد هذه المخاطر، فإن مثل هذه الإجراءات تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة وغالبًا ما تكون شديدة التدخل. بدلاً من ذلك، يقترح الباحثون استخدام التصوير الكهربائي للقلب (ECGI) – وهي تقنية غير جراحية تجمع بين هندسة القلب والجذع مع إمكانات سطح الجسم المسجلة من أقطاب كهربائية متعددة. نظرًا لأن تخطيط كهربية القلب (ECGI) عالي الدقة ويصحح التشريح، فإنه يمكنه اكتشاف الظواهر الكهربائية الغنية بالمعلومات التي قد يفوتها تخطيط كهربية القلب التقليدي ذي 12 سلكًا.

يوضح مطور السترة: "يقوم جهاز تخطيط القلب بجمع الإشارات من 12 نقطة محدودة فقط على سطح القلب - وهذا لا يكفي لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لجميع تدفق البيانات الكهربائية عبر القلب". غابرييلا كابتور. "لإنشاء مثل هذه الخريطة، تحتاج إلى طريقة لجمع البيانات كثيفة وعالية الدقة مثل ECGI. مع ECGI لدينا 256 سلكًا في الأمام والخلف ونقوم بمعالجتها لإنتاج 1000 عقدة فردية فوق كل قلب.

يقول كابتور: "إن تخطيط القلب ذو 12 سلكًا يشبه النظر إلى سماء الليل بالعين المجردة". عالم الفيزياء. "إن سترة ECGI تشبه النظر إلى الفضاء السحيق باستخدام تلسكوب جيمس ويب عندما فجأة يعج الكون كله بالنجوم."

على عكس أساليب ECGI السابقة التي استخدمت التصوير المقطعي المحوسب للتصوير التشريحي، تستخدم السترة الجديدة الرنين المغناطيسي للقلب والأوعية الدموية (CMR) الخالي من الإشعاع لتوفير بيانات حول بنية القلب ووظيفته.

"التصوير بالرنين المغناطيسي هو "رولز رويس" لتصوير القلب. يقول كابتور: "يخبرنا أي أجزاء من جدار عضلة القلب، إن وجدت، ميتة أو متندبة أو ملتهبة أو ضعيفة أو مصابة". "لأول مرة يمكننا أن نقول بدقة كيف تؤثر هذه التغييرات في جدار عضلة القلب على كهرباء القلب، مع مزايا واضحة من حيث التنبؤ باحتمالية ضربات القلب الخطيرة أو الاستجابة للعلاج."

اختبر السترة

سترة ECGI، الموصوفة في مجلة الرنين المغناطيسي للقلب والأوعية الدموية، عبارة عن ملابس قطنية مطرزة بـ 256 قطبًا كهربائيًا جافًا قائمًا على النسيج (2 × 2 سم)، مع موصل من الجرافيت في كل قطب كهربائي لتوصيل سلك تخطيط القلب. نظرًا لأنها تستخدم أقطابًا كهربائية جافة، بدلاً من الأقطاب الكهربائية المعدنية التي تتطلب طبقة هلامية بجوار الجلد، فإن السترة (باستثناء أسلاك تخطيط القلب) قابلة للغسل وإعادة الاستخدام بالكامل - مما يوفر أداة فحص فعالة من حيث التكلفة.

ولجمع بيانات مخطط كهربية القلب، يتم تثبيت سترة القطب الكهربائي حول صدر المريض، مع ارتداء سترة قابلة للنفخ فوق الجزء العلوي لتحقيق أقصى قدر من الاتصال بين الجلد والقطب الكهربائي. يتم تسجيل إمكانات سطح الجسم لمدة 5 دقائق، وبعد ذلك يتم تبديل سترة القطب الكهربائي بـ "سترة مرآة" لمسح CMR. هذه السترة المرآة، التي يتم فيها استبدال كل قطب كهربائي بعلامة اعتمادية آمنة لـ CMR، تتجنب الحاجة إلى فصل جميع أسلاك تخطيط القلب البالغ عددها 256 بعد كل تسجيل، وبالتالي تبسيط العملية. يتم بعد ذلك إجراء فحص CMR باستخدام نظام التصوير بالرنين المغناطيسي 3T أو 1.5T.

واختبر الباحثون نفس السترة القابلة لإعادة الاستخدام على 77 مشاركًا، من بينهم 27 متطوعًا شابًا أصحاء و50 شخصًا من كبار السن. تم الانتهاء من جميع تسجيلات ECGI دون مضاعفات واستغرقت أقل من 10 دقائق لكل مشارك.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-3.jpg" data-caption="فريق إي سي جي آي الباحثون والموظفون المشاركون في تطوير واستخدام سترة ECGI. (مجاملة: معهد UCL لعلوم القلب والأوعية الدموية / جيمس تاي)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- خريطة تفصيلية للقلوب-النشاط-الكهربائي-فيزياء-العالم-3.jpg”>

بعد جمع البيانات، أعاد الفريق بناء المخططات الكهربائية النخابية واستخدمها لحساب المعلمات الفيزيولوجية الكهربية المحلية، بما في ذلك وقت تنشيط القلب، ووقت عودة الاستقطاب، وفترات تعافي التنشيط. استغرق إجمالي المعالجة اللاحقة - بما في ذلك تجزئة هندسة القلب والجذع من فحص CMR ومتوسط ​​الإشارة وإعادة بناء خرائط النخاب - حوالي 15 دقيقة لكل مشارك.

أجرى الباحثون دراسات التباين على 20 مشاركًا، والتي تضمنت تكرار جميع الخطوات في خط أنابيب ما بعد المعالجة. أظهر سير عمل CMR-ECGI إمكانية تكرار نتائج ممتازة، مع تباين منخفض داخل وبين المراقبين في معلمات ECGI المقاسة. قام الفريق أيضًا بفحص تباين المسح / إعادة المسح لدى ثمانية مشاركين، من خلال تكرار تسجيل ECGI ومسح CMR بعد ثلاثة أشهر على الأقل من القياسات الأصلية، مع ملاحظة التكرار العالي.

كشفت قياسات السترة عن اختلافات بين المشاركين الصغار والكبار، مع إطالة المعلمات الفيزيولوجية الكهربية مثل وقت إعادة الاستقطاب وفترة تعافي التنشيط لدى كبار السن مقارنة بالمجموعة الأصغر سنًا. يقترح الفريق أن هذا قد يكون بسبب التغيرات المرتبطة بالعمر في قنوات الأيونات القلبية والتعامل مع الكالسيوم والتي من شأنها أن تغير مدة العمل المحتملة والتعافي.

يوفر تخطيط القلب القابل للارتداء مراقبة مستمرة للقلب

وقد تم الآن استخدام سترة ECGI مع 800 مريض، ويستخدمها الفريق حاليًا مع الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات عضلة القلب. "نحن نستخدم هذه السترة لدراسة قلوب المرضى الذين يعانون من اعتلال عضلة القلب الضخامي (عضلة القلب السميكة) لفهم ما إذا كان توقيع ECGI يمكنه التعرف على أولئك الذين يحملون طفرة الجين قبل بدء السماكة ومعرفة ما إذا كان توقيع ECGI يمكنه التنبؤ بخطر حدوث مفاجئ." "الموت" ، يقول كابتور.

"نحن نستخدم أيضًا السترة أثناء الراحة وأثناء التمرين لدراسة قلوب المرضى الذين يعانون من قلوب ضعيفة (اعتلال عضلة القلب التوسعي)، لفهم ما إذا كانت الندبة في قسم معين من جدار عضلة القلب تزيد من خطر الإصابة بالسكتة القلبية."

حصلت Captur على براءة اختراع للسترة في الولايات المتحدة وتعمل معها g.tec الهندسة الطبية، التي أنشأت النموذج الأولي وتقوم الآن بتصنيع السترة لمراكز الأبحاث الأخرى لشرائها واستخدامها.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/