Chaleco cardíaco crea mapa detallado de la actividad eléctrica del corazón – Física Mundial

<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="Herramienta de detección rentable El chaleco ECGI desarrollado en la UCL, usado por un estudiante de medicina. (Cortesía: Instituto de Ciencias Cardiovasculares de la UCL/James Tye)”>

Un chaleco reutilizable que genera mapas de alta resolución de la actividad eléctrica del corazón podría ayudar a identificar a las personas con riesgo de muerte súbita cardíaca. Desarrollado por un equipo dirigido por el University College London (UCL), el chaleco combina datos eléctricos registrados por sus 256 sensores con imágenes detalladas de resonancia magnética de las estructuras del corazón para crear mapas en tiempo real de activación cardíaca y patrones de recuperación.

Cada año se producen entre 4 y 5 millones de casos de muerte cardíaca súbita en todo el mundo, la mayoría causada por trastornos del ritmo cardíaco. Los desfibriladores automáticos implantables que monitorean el ritmo del corazón y, si es necesario, lo devuelven a un ritmo normal pueden salvar vidas. Pero un dispositivo implantado conlleva sus propios riesgos, por lo que es esencial identificar cómo una anomalía estructural cardíaca particular puede afectar el riesgo de muerte cardíaca súbita.

Si bien un mapeo electrofisiológico detallado puede cuantificar este riesgo, estos procedimientos requieren mucho tiempo, son costosos y, a menudo, son muy invasivos. En cambio, los investigadores proponen el uso de imágenes electrocardiográficas (ECGI), una técnica no invasiva que combina la geometría cardíaca y del torso con potenciales de la superficie corporal registrados con múltiples electrodos. Como el ECGI es de alta resolución y corrige la anatomía, puede detectar fenómenos eléctricos ricos en información que el ECG convencional de 12 derivaciones pasaría desapercibidos.

"El ECG sólo recoge señales de 12 puntos limitados en la superficie del corazón; eso no es suficiente para generar un mapa 3D de todo el flujo de datos eléctricos a través del corazón", explica el desarrollador del chaleco. Gabriella Captur. “Para construir un mapa de este tipo se necesita un método de recopilación de datos denso y de alta resolución como ECGI. Con ECGI tenemos 256 derivaciones en la parte delantera y trasera y las procesamos para producir 1000 nodos individuales sobre cada corazón”.

“El ECG de 12 derivaciones es como mirar el cielo nocturno a simple vista”, dice Captur Mundo de la física. "El chaleco ECGI es como mirar el espacio profundo con el telescopio James Webb cuando, de repente, todo el universo está lleno de estrellas".

A diferencia de los enfoques ECGI anteriores que utilizaban TC para obtener imágenes anatómicas, el nuevo chaleco utiliza resonancia magnética cardiovascular (CMR) sin radiación para proporcionar datos sobre la estructura y función cardíaca.

“La resonancia magnética es el 'Rolls Royce' de las imágenes cardíacas. Nos dice qué secciones de la pared del músculo cardíaco, si las hay, están muertas, con cicatrices, inflamadas, debilitadas o lesionadas”, dice Captur. "Por primera vez podemos decir con precisión cómo estos cambios en la pared del músculo cardíaco afectan la electricidad del corazón, con ventajas obvias en términos de predecir la probabilidad de ritmos cardíacos peligrosos o la respuesta a la terapia".

prueba el chaleco

El chaleco ECGI, descrito en el Diario de Resonancia Magnética Cardiovascular, es una prenda de algodón bordada con 256 electrodos secos de base textil (2 × 2 cm), con un conector de grafito en cada electrodo para conectar el cable del ECG. Como utiliza electrodos secos, en lugar de electrodos metálicos que requieren una capa de gel cerca de la piel, el chaleco (menos los cables del ECG) es completamente lavable y reutilizable, lo que proporciona una herramienta de detección rentable.

Para la recopilación de datos del ECG, el chaleco con electrodos se fija alrededor del pecho del paciente y se coloca un chaleco inflable encima para maximizar el contacto entre la piel y el electrodo. Los potenciales de la superficie corporal se registran durante 5 minutos, después de lo cual el chaleco con electrodos se cambia por un "chaleco espejo" para la exploración por RMC. Este chaleco con espejo, en el que cada electrodo se reemplaza por un marcador fiduciario seguro para CMR, evita la necesidad de desconectar los 256 cables de ECG después de cada registro y, por lo tanto, agiliza el proceso. Luego, la exploración CMR se realiza utilizando un sistema de resonancia magnética 3T o 1.5T.

Los investigadores probaron el mismo chaleco reutilizable en 77 participantes, incluidos 27 voluntarios jóvenes y sanos y 50 personas mayores. Todos los registros de ECGI se completaron sin complicaciones y tardaron menos de 10 minutos por participante.

<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="equipo ECGI Investigadores y personal involucrados en el desarrollo y uso del chaleco ECGI. (Cortesía: Instituto de Ciencias Cardiovasculares de la UCL/James Tye)” title=”Haga clic para abrir la imagen en la ventana emergente” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- mapa-detallado-de-los-corazones-actividad-electrica-fisica-mundo-3.jpg”>

Después de la recopilación de datos, el equipo reconstruyó los electrogramas epicárdicos y los utilizó para calcular los parámetros electrofisiológicos locales, incluido el tiempo de activación cardíaca, el tiempo de repolarización y los intervalos de recuperación de la activación. El posprocesamiento total (incluida la segmentación de las geometrías del corazón y el torso a partir de la exploración por RMC, el promedio de señales y la reconstrucción de mapas epicárdicos) tomó aproximadamente 15 minutos por participante.

Los investigadores realizaron estudios de variabilidad en 20 participantes, que incluyeron la repetición de todos los pasos en el proceso de posprocesamiento. El flujo de trabajo CMR-ECGI mostró una excelente reproducibilidad, con baja variabilidad intra e interobservador en los parámetros ECGI medidos. El equipo también examinó la variabilidad de la exploración/nueva exploración en ocho participantes, repitiendo el registro ECGI y la exploración CMR al menos tres meses después de las mediciones originales, observando una alta repetibilidad.

Las mediciones del chaleco revelaron diferencias entre los participantes jóvenes y mayores, con parámetros electrofisiológicos como el tiempo de repolarización y el intervalo de recuperación de activación prolongados en el grupo de mayor edad en comparación con el grupo más joven. El equipo sugiere que esto puede deberse a cambios relacionados con la edad en los canales iónicos cardíacos y en la manipulación del calcio que alterarían la duración del potencial de acción y la recuperación.

El ECG portátil proporciona monitorización cardíaca continua

El chaleco ECGI se ha utilizado hasta ahora en 800 pacientes y el equipo lo está utilizando actualmente en personas con trastornos del músculo cardíaco. "Estamos utilizando este chaleco para estudiar los corazones de pacientes con miocardiopatía hipertrófica (músculo cardíaco engrosado) para comprender si la firma ECGI puede identificar a aquellos que portan la mutación genética antes de que comience el engrosamiento y para ver si la firma ECGI puede predecir el riesgo de muerte repentina". muerte”, dice Captur.

"También utilizamos el chaleco en reposo y durante el ejercicio para estudiar los corazones de pacientes con corazón débil (miocardiopatía dilatada), para comprender si una cicatriz en una sección específica de la pared del músculo cardíaco aumenta el riesgo de sufrir un paro cardíaco".

Captur ha patentado el chaleco en EE.UU. y está trabajando con ingeniería médica g.tec, que creó el prototipo y ahora está fabricando el chaleco para que otros centros de investigación lo compren y lo utilicen.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/