Südamevest loob südame elektrilise aktiivsuse üksikasjaliku kaardi – 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="Kulusäästlik sõelumistööriist UCLis välja töötatud ECGI vest, mida kandis arstitudeng. (Visalus: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)”>

Korduvkasutatav vest, mis genereerib südame elektrilise aktiivsuse kõrge eraldusvõimega kaarte, võib aidata tuvastada inimesi, kellel on südame äkksurma oht. Välja töötatud Londoni ülikooli kolledži meeskonna poolt (UCL), ühendab vest 256 anduri salvestatud elektriandmed südamestruktuuride üksikasjalike MR-piltidega, et luua südame aktiveerimise ja taastumise mustrite reaalajas kaardid.

Igal aastal on maailmas 4–5 miljonit südame äkksurma juhtu, millest enamik on põhjustatud südame rütmihäiretest. Implanteeritavad kardioverterdefibrillaatorid, mis jälgivad südame rütmi ja šokeerivad selle vajadusel tagasi normaalsesse rütmi, võivad päästa elusid. Kuid implanteeritud seadmega kaasnevad oma riskid, mistõttu on oluline kindlaks teha, kuidas konkreetne südame struktuurne kõrvalekalle võib mõjutada südame äkksurma riski.

Kuigi üksikasjalik elektrofüsioloogiline kaardistamine võib seda riski kvantifitseerida, on sellised protseduurid aeganõudvad, kulukad ja sageli väga invasiivsed. Selle asemel teevad teadlased ettepaneku kasutada elektrokardiograafilist kujutist (ECGI) - mitteinvasiivset tehnikat, mis ühendab südame ja torso geomeetria mitmelt elektroodilt registreeritud kehapinna potentsiaalidega. Kuna ECGI on kõrge eraldusvõimega ja korrigeerib anatoomiat, suudab see tuvastada teaberikkaid elektrilisi nähtusi, mis tavapärase 12-lülitusega EKG puhul märkamata jääksid.

"EKG kogub signaale ainult 12 piiratud punktist südame pinnal – sellest ei piisa kogu südame elektrilise andmevoo 3D-kaardi loomiseks," selgitab vesti arendaja. Gabriella Captur. "Sellise kaardi koostamiseks vajate tihedat ja kõrge eraldusvõimega andmekogumismeetodit nagu ECGI. ECGI-ga on meil 256 juhet ees ja taga ning me töötleme neid, et saada 1000 individuaalset sõlme iga südame kohta.

"12-lülitusega EKG on nagu palja silmaga öötaeva vaatamine," ütleb Captur. Füüsika maailm. "ECGI vest on nagu James Webbi teleskoobi abil süvakosmosesse vaatamine, kui ühtäkki kubiseb kogu universum tähtedest."

Erinevalt eelmistest EKGI-meetoditest, mis kasutasid anatoomiliseks pildistamiseks CT-d, kasutab uus vest kiirgusvaba kardiovaskulaarset magnetresonantsi (CMR), et saada andmeid südame struktuuri ja funktsioonide kohta.

MRI on südame pildistamise Rolls Royce. See ütleb meile, millised südamelihase seina osad on surnud, armistunud, põletikulised, nõrgenenud või vigastatud,“ ütleb Captur. "Esmakordselt saame täpselt öelda, kuidas need muutused südamelihase seinas mõjutavad südame elektrit, millel on ilmsed eelised ohtlike südamerütmide tõenäosuse või ravivastuse ennustamisel."

Testige vesti

ECGI vest, mida on kirjeldatud dokumendis Kardiovaskulaarse magnetresonantsi ajakiri, on puuvillane rõivas, millele on tikitud 256 tekstiilil põhinevat kuivelektroodi (2 × 2 cm) ja igas elektroodis on grafiitklõpsuga pistik EKG juhtme ühendamiseks. Kuna see kasutab kuivi elektroode, mitte metallist elektroode, mis nõuavad naha kõrval geelikihti, on vest (miinus EKG juhtmed) täielikult pestav ja korduvkasutatav – see on kulutõhus sõelumisvahend.

EKG andmete kogumiseks kinnitatakse elektroodidest vest patsiendi rindkere ümber, ülaosas on täispuhutav vöö, et maksimeerida naha ja elektroodi kontakti. Kehapinna potentsiaale registreeritakse 5 minuti jooksul, pärast mida vahetatakse elektroodivest CMR-skaneerimise jaoks "peegelvesti" vastu. See peegelvest, milles iga elektrood on asendatud CMR-kindla võrdlusmarkeriga, väldib vajadust pärast iga salvestamist lahti ühendada kõik 256 EKG juhet ja muudab seega protsessi sujuvamaks. Seejärel tehakse CMR-skaneerimine, kasutades 3T või 1.5T MRI süsteemi.

Teadlased katsetasid sama korduvkasutatavat vesti 77 osalejaga, sealhulgas 27 noore terve vabatahtliku ja 50 vanema inimesega. Kõik EKGI salvestused viidi lõpule komplikatsioonideta ja kestsid vähem kui 10 minutit osaleja kohta.

<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="ECGI meeskond ECGI vesti väljatöötamise ja kasutamisega seotud teadlased ja töötajad. (Visalus: UCL-i südame-veresoonkonna teaduse instituut/James Tye)” title=”Pildi avamiseks hüpikaknas klõpsake” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- detail-map-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-3.jpg”>

Pärast andmete kogumist rekonstrueeris meeskond epikardi elektrogrammid ja kasutas neid kohalike elektrofüsioloogiliste parameetrite, sealhulgas südame aktiveerimisaja, repolarisatsiooniaja ja aktiveerimise taastumisintervallide arvutamiseks. Kogu järeltöötlus, sealhulgas südame ja kere geomeetriate segmenteerimine CMR-skaneerimisest, signaali keskmistamine ja epikardi kaartide rekonstrueerimine, võttis ühe osaleja kohta umbes 15 minutit.

Teadlased viisid läbi varieeruvusuuringud 20 osalejaga, mis hõlmasid kõigi järeltöötluse etappide kordamist. CMR-ECGI töövoog näitas suurepärast reprodutseeritavust ning mõõdetud ECGI parameetrite sise- ja vaatlejatevaheline varieeruvus oli väike. Meeskond uuris ka skannimise / uuesti skaneerimise varieeruvust kaheksal osalejal, korrates EKGI-salvestust ja CMR-skaneerimist vähemalt kolm kuud pärast esialgseid mõõtmisi, jälgides kõrget korratavust.

Vesti mõõtmised näitasid erinevusi noorte ja vanemate osalejate vahel, kusjuures elektrofüsioloogilised parameetrid, nagu repolarisatsiooniaeg ja aktiveerimise taastumisintervall, pikenesid vanematel võrreldes noorema rühmaga. Töörühm arvab, et see võib olla tingitud vanusega seotud muutustest südame ioonikanalites ja kaltsiumi käitlemises, mis võivad muuta aktsioonipotentsiaali kestust ja taastumist.

Kantav EKG tagab pideva südame jälgimise

ECGI vesti on nüüdseks kasutatud 800 patsiendil ja praegu kasutab meeskond seda südamelihase häiretega inimestel. "Kasutame seda vesti hüpertroofilise kardiomüopaatiaga (paksenenud südamelihase) patsientide südamete uurimiseks, et mõista, kas EKGI-signatuur suudab tuvastada geenimutatsiooni kandjad enne paksenemise algust, ja et näha, kas EKGI-signatuur võib ennustada äkilise äkilise haigestumise riski. surm,” ütleb Captur.

"Kasutame vesti ka puhkeolekus ja treeningu ajal nõrga südamega (laienenud kardiomüopaatia) patsientide südamete uurimiseks, et mõista, kas südamelihase seina konkreetses osas tekkiv arm suurendab südameseiskumise riski."

Captur on vesti USA-s patenteerinud ja teeb sellega koostööd g.tec meditsiinitehnika, mis lõi prototüübi ja valmistab nüüd vesti teistele uurimiskeskustele ostmiseks ja kasutamiseks.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/