Το καρδιακό γιλέκο δημιουργεί λεπτομερή χάρτη της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς - Physics World

<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="Οικονομικό εργαλείο διαλογής Το γιλέκο ECGI που αναπτύχθηκε στο UCL, το φορούσε ένας φοιτητής ιατρικής. (Ευγενική προσφορά: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)”>

Ένα επαναχρησιμοποιούμενο γιλέκο που δημιουργεί χάρτες υψηλής ανάλυσης της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό ατόμων που κινδυνεύουν από αιφνίδιο καρδιακό θάνατο. Αναπτύχθηκε από μια ομάδα με επικεφαλής το University College London (UCL), το γιλέκο συνδυάζει ηλεκτρικά δεδομένα που καταγράφονται από τους 256 αισθητήρες του με λεπτομερείς εικόνες μαγνητικής τομογραφίας των δομών της καρδιάς για να δημιουργήσει χάρτες σε πραγματικό χρόνο των μοτίβων καρδιακής ενεργοποίησης και αποκατάστασης.

Υπάρχουν 4-5 εκατομμύρια περιπτώσεις αιφνίδιου καρδιακού θανάτου κάθε χρόνο παγκοσμίως, η πλειονότητα που προκαλείται από διαταραχές του καρδιακού ρυθμού. Οι εμφυτεύσιμοι απινιδωτές καρδιομετατροπής που παρακολουθούν τον καρδιακό ρυθμό και, εάν χρειάζεται, την επαναφέρουν σε κανονικό ρυθμό, μπορούν να σώσουν ζωές. Ωστόσο, μια εμφυτευμένη συσκευή συνοδεύεται από τους δικούς της κινδύνους, καθιστώντας απαραίτητο τον εντοπισμό του τρόπου με τον οποίο μια συγκεκριμένη καρδιακή δομική ανωμαλία μπορεί να επηρεάσει τον κίνδυνο αιφνίδιου καρδιακού θανάτου.

Ενώ η λεπτομερής ηλεκτροφυσιολογική χαρτογράφηση μπορεί να ποσοτικοποιήσει αυτόν τον κίνδυνο, τέτοιες διαδικασίες είναι χρονοβόρες, δαπανηρές και συχνά εξαιρετικά επεμβατικές. Αντίθετα, οι ερευνητές προτείνουν τη χρήση ηλεκτροκαρδιογραφικής απεικόνισης (ECGI) - μια μη επεμβατική τεχνική που συνδυάζει τη γεωμετρία της καρδιάς και του κορμού με τα δυναμικά της επιφάνειας του σώματος που καταγράφονται από πολλαπλά ηλεκτρόδια. Καθώς το ECGI είναι υψηλής ανάλυσης και διορθώνει την ανατομία, μπορεί να ανιχνεύσει ηλεκτρικά φαινόμενα πλούσια σε πληροφορίες που θα χάνονταν από το συμβατικό ΗΚΓ 12 απαγωγών.

«Το ΗΚΓ συλλέγει σήματα μόνο από 12 περιορισμένα σημεία στην επιφάνεια της καρδιάς – αυτό δεν είναι αρκετό για να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη όλης της ροής ηλεκτρικών δεδομένων στην καρδιά», εξηγεί ο κατασκευαστής του γιλέκου. Gabriella Captur. «Για να δημιουργήσετε έναν τέτοιο χάρτη χρειάζεστε μια πυκνή και υψηλής ανάλυσης μέθοδο συλλογής δεδομένων όπως το ECGI. Με το ECGI έχουμε 256 απαγωγές μπροστά και πίσω και τις επεξεργαζόμαστε για να δημιουργήσουμε 1000 μεμονωμένους κόμβους σε κάθε καρδιά».

«Το ΗΚΓ 12 απαγωγών είναι σαν να κοιτάς τον νυχτερινό ουρανό με γυμνό μάτι», λέει ο Captur Κόσμος Φυσικής. «Το γιλέκο ECGI είναι σαν να κοιτάζεις στο βαθύ διάστημα χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο James Webb όταν ξαφνικά ολόκληρο το σύμπαν γεμίζει με αστέρια».

Σε αντίθεση με προηγούμενες προσεγγίσεις ECGI που χρησιμοποιούσαν CT για ανατομική απεικόνιση, το νέο γιλέκο χρησιμοποιεί καρδιαγγειακό μαγνητικό συντονισμό χωρίς ακτινοβολία (CMR) για να παρέχει δεδομένα σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία της καρδιάς.

«Η μαγνητική τομογραφία είναι η «Rolls Royce» της καρδιακής απεικόνισης. Μας λέει ποια, εάν υπάρχουν, τμήματα του τοιχώματος του καρδιακού μυός είναι νεκρά, ουλωμένα, φλεγμονώδη, εξασθενημένα ή τραυματισμένα», λέει ο Captur. «Για πρώτη φορά μπορούμε να πούμε με ακρίβεια πώς αυτές οι αλλαγές στο τοίχωμα του καρδιακού μυός επηρεάζουν τα ηλεκτρικά της καρδιάς, με προφανή πλεονεκτήματα όσον αφορά την πρόβλεψη της πιθανότητας επικίνδυνων καρδιακών ρυθμών ή την απόκριση στη θεραπεία».

Δοκιμάστε το γιλέκο

Το γιλέκο ECGI, που περιγράφεται στο Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, είναι ένα βαμβακερό ένδυμα κεντημένο με 256 ξηρά ηλεκτρόδια με βάση το ύφασμα (2 × 2 cm), με σύνδεσμο γραφίτη σε κάθε ηλεκτρόδιο για τη σύνδεση του ηλεκτροδίου ΗΚΓ. Καθώς χρησιμοποιεί ξηρά ηλεκτρόδια, αντί για μεταλλικά ηλεκτρόδια που απαιτούν ένα στρώμα γέλης δίπλα στο δέρμα, το γιλέκο (πλην των απαγωγών ΗΚΓ) πλένεται πλήρως και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί – παρέχοντας ένα οικονομικό εργαλείο διαλογής.

Για τη συλλογή δεδομένων ΗΚΓ, το γιλέκο ηλεκτροδίου ασφαλίζεται γύρω από το στήθος του ασθενούς, με ένα φουσκωτό τζάμι που φοριέται από πάνω για να μεγιστοποιηθεί η επαφή δέρματος-ηλεκτροδίου. Τα δυναμικά της επιφάνειας του σώματος καταγράφονται για 5 λεπτά, μετά τα οποία το γιλέκο ηλεκτροδίου αντικαθίσταται με ένα «γιλέκο καθρέφτη» για σάρωση CMR. Αυτό το γιλέκο καθρέφτη, στο οποίο κάθε ηλεκτρόδιο αντικαθίσταται από έναν αξιόπιστο δείκτη που είναι ασφαλής για CMR, αποφεύγει την ανάγκη αποσύνδεσης και των 256 απαγωγών ΗΚΓ μετά από κάθε εγγραφή και έτσι απλοποιεί τη διαδικασία. Στη συνέχεια, η σάρωση CMR πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μαγνητικής τομογραφίας 3T ή 1.5T.

Οι ερευνητές δοκίμασαν το ίδιο επαναχρησιμοποιήσιμο γιλέκο σε 77 συμμετέχοντες, συμπεριλαμβανομένων 27 νεαρών υγιών εθελοντών και 50 ηλικιωμένων ατόμων. Όλες οι εγγραφές ECGI ολοκληρώθηκαν χωρίς επιπλοκές και χρειάστηκαν λιγότερο από 10 λεπτά ανά συμμετέχοντα.

<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="Ομάδα ECGI Ερευνητές και προσωπικό που ασχολούνται με την ανάπτυξη και τη χρήση του γιλέκου ECGI. (Ευγενική προσφορά: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)” title=”Κάντε κλικ για να ανοίξετε την εικόνα στο αναδυόμενο παράθυρο” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- λεπτομερής χάρτης-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-3.jpg”>

Μετά τη συλλογή δεδομένων, η ομάδα ανακατασκεύασε επικαρδιακά ηλεκτρογράμματα και τα χρησιμοποίησε για να υπολογίσει τοπικές ηλεκτροφυσιολογικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένου του χρόνου καρδιακής ενεργοποίησης, του χρόνου επαναπόλωσης και των διαστημάτων ανάκτησης ενεργοποίησης. Η συνολική μετα-επεξεργασία - συμπεριλαμβανομένης της τμηματοποίησης των γεωμετριών καρδιάς-κορμού από τη σάρωση CMR, τον μέσο όρο του σήματος και την ανακατασκευή των επικαρδιακών χαρτών - διήρκεσε περίπου 15 λεπτά ανά συμμετέχοντα.

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μελέτες μεταβλητότητας σε 20 συμμετέχοντες, οι οποίες περιελάμβαναν επανάληψη όλων των βημάτων στον αγωγό μετά την επεξεργασία. Η ροή εργασιών CMR-ECGI έδειξε εξαιρετική αναπαραγωγιμότητα, με χαμηλή μεταβλητότητα εντός και μεταξύ των παρατηρητών στις μετρούμενες παραμέτρους ECGI. Η ομάδα εξέτασε επίσης τη μεταβλητότητα σάρωσης/εκ νέου σάρωσης σε οκτώ συμμετέχοντες, επαναλαμβάνοντας την καταγραφή ECGI και τη σάρωση CMR τουλάχιστον τρεις μήνες μετά τις αρχικές μετρήσεις, παρατηρώντας υψηλή επαναληψιμότητα.

Οι μετρήσεις του γιλέκου αποκάλυψαν διαφορές μεταξύ νεαρών και μεγαλύτερων συμμετεχόντων, με ηλεκτροφυσιολογικές παραμέτρους όπως ο χρόνος επαναπόλωσης και το διάστημα ανάκτησης ενεργοποίησης παρατεταμένα στους μεγαλύτερους σε σύγκριση με τη νεότερη ομάδα. Η ομάδα προτείνει ότι αυτό μπορεί να οφείλεται σε αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία στα κανάλια καρδιακών ιόντων και στον χειρισμό του ασβεστίου που θα άλλαζαν τη διάρκεια και την ανάκαμψη του δυναμικού δράσης.

Το φορετό ΗΚΓ παρέχει συνεχή καρδιακή παρακολούθηση

Το γιλέκο ECGI έχει χρησιμοποιηθεί τώρα σε 800 ασθενείς και η ομάδα το χρησιμοποιεί αυτήν τη στιγμή σε άτομα με διαταραχές του καρδιακού μυός. «Χρησιμοποιούμε αυτό το γιλέκο για να μελετήσουμε τις καρδιές ασθενών με υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια (παχυνόμενος καρδιακός μυς) για να κατανοήσουμε εάν η υπογραφή ECGI μπορεί να αναγνωρίσει αυτούς που φέρουν τη γονιδιακή μετάλλαξη πριν ξεκινήσει η πάχυνση και για να δούμε εάν η υπογραφή ECGI μπορεί να προβλέψει τον κίνδυνο ξαφνικής θάνατος», λέει ο Captur.

«Χρησιμοποιούμε επίσης το γιλέκο σε ηρεμία και κατά τη διάρκεια της άσκησης για να μελετήσουμε τις καρδιές ασθενών με αδύναμη καρδιά (διατατική μυοκαρδιοπάθεια), για να καταλάβουμε εάν η ουλή σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του τοιχώματος του καρδιακού μυός αυξάνει τον κίνδυνο για καρδιακή ανακοπή».

Η Captur έχει κατοχυρώσει το γιλέκο στις ΗΠΑ και συνεργάζεται με αυτό g.tec ιατρική μηχανική, η οποία δημιούργησε το πρωτότυπο και τώρα κατασκευάζει το γιλέκο για άλλα ερευνητικά κέντρα για αγορά και χρήση.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/