جلیقه قلبی نقشه دقیقی از فعالیت الکتریکی قلب ایجاد می کند - Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-4.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-4.jpg" data-caption="ابزار غربالگری مقرون به صرفه جلیقه ECGI که ​​در دانشگاه UCL ساخته شد و توسط یک دانشجوی پزشکی پوشیده شد. (تأسیس: مؤسسه علوم قلبی عروقی UCL/James Tye)”>

یک جلیقه قابل استفاده مجدد که نقشه هایی با وضوح بالا از فعالیت الکتریکی قلب تولید می کند می تواند به شناسایی افرادی که در معرض خطر مرگ ناگهانی قلبی هستند کمک کند. توسط تیمی به سرپرستی دانشگاه کالج لندن (UCL) جلیقه داده های الکتریکی ثبت شده توسط 256 حسگر خود را با تصاویر MR دقیق از ساختارهای قلب ترکیب می کند تا نقشه های زمان واقعی از الگوهای فعال سازی و بازیابی قلب ایجاد کند.

سالانه 4 تا 5 میلیون مورد مرگ ناگهانی قلبی در سراسر جهان وجود دارد که اکثریت آنها ناشی از اختلالات ریتم قلب است. دفیبریلاتورهای کاردیوورتر قابل کاشت که بر ریتم قلب نظارت می‌کنند و در صورت نیاز به ریتم طبیعی آن ضربه می‌زنند، می‌توانند جان انسان‌ها را نجات دهند. اما یک دستگاه کاشته شده خطرات خاص خود را دارد و شناسایی اینکه چگونه یک ناهنجاری ساختاری قلبی خاص می تواند بر خطر مرگ ناگهانی قلبی تأثیر بگذارد ضروری است.

در حالی که نقشه برداری دقیق الکتروفیزیولوژیک می تواند این خطر را کمیت کند، چنین روش هایی زمان بر، پرهزینه و اغلب بسیار تهاجمی هستند. در عوض، محققان استفاده از تصویربرداری الکتروکاردیوگرافی (ECGI) را پیشنهاد می‌کنند - یک تکنیک غیر تهاجمی که هندسه قلب و تنه را با پتانسیل‌های سطح بدن ثبت‌شده از چندین الکترود ترکیب می‌کند. از آنجایی که ECGI وضوح بالایی دارد و آناتومی را تصحیح می‌کند، می‌تواند پدیده‌های الکتریکی غنی از اطلاعات را که توسط ECG 12 لید معمولی نادیده گرفته می‌شود، شناسایی کند.

توسعه‌دهنده جلیقه توضیح می‌دهد: «ECG فقط سیگنال‌ها را از 12 نقطه محدود در سطح قلب جمع‌آوری می‌کند – این برای تولید یک نقشه سه بعدی از تمام جریان داده‌های الکتریکی در سراسر قلب کافی نیست. گابریلا کپچر. برای ساختن چنین نقشه ای به یک روش جمع آوری داده های متراکم و با وضوح بالا مانند ECGI نیاز دارید. با ECGI ما 256 لید در جلو و عقب داریم و آنها را پردازش می کنیم تا 1000 گره جداگانه روی هر قلب ایجاد کنیم.

کپچر می گوید: «ECG 12 لید مانند نگاه کردن به آسمان شب با چشم غیر مسلح است. دنیای فیزیک. جلیقه ECGI مانند نگاه کردن به اعماق فضا با استفاده از تلسکوپ جیمز وب است که ناگهان کل جهان پر از ستاره می شود.

برخلاف روش‌های قبلی ECGI که ​​از CT برای تصویربرداری آناتومیک استفاده می‌کردند، جلیقه جدید از تشدید مغناطیسی قلبی عروقی بدون تشعشع (CMR) برای ارائه داده‌هایی در مورد ساختار و عملکرد قلب استفاده می‌کند.

"MRI "رولز رویس" تصویربرداری قلب است. این به ما می گوید، در صورت وجود، کدام بخش از دیواره عضله قلب مرده، زخمی، ملتهب، ضعیف یا آسیب دیده است.» برای اولین بار می‌توانیم دقیقاً بگوییم که این تغییرات در دیواره عضله قلب چگونه بر الکتریکی قلب تأثیر می‌گذارد، با مزایای آشکار از نظر پیش‌بینی احتمال ریتم‌های خطرناک قلب یا پاسخ به درمان.»

جلیقه را تست کنید

جلیقه ECGI، شرح داده شده در مجله رزونانس مغناطیسی قلب و عروق، یک لباس پنبه ای است که با 256 الکترود خشک مبتنی بر پارچه (2×2 سانتی متر) گلدوزی شده است که در هر الکترود یک رابط گرافیت برای اتصال سرب ECG وجود دارد. از آنجایی که این جلیقه به جای الکترودهای فلزی که نیاز به لایه ژل در کنار پوست دارند، از الکترودهای خشک استفاده می کند (منهای سرب ECG) کاملاً قابل شستشو و قابل استفاده مجدد است - ابزار غربالگری مقرون به صرفه ای را ارائه می دهد.

برای جمع‌آوری داده‌های ECG، جلیقه الکترود در اطراف قفسه سینه بیمار محکم می‌شود و یک ژله بادی در بالای آن قرار می‌گیرد تا تماس پوست و الکترود به حداکثر برسد. پتانسیل های سطح بدن به مدت 5 دقیقه ثبت می شود، پس از آن جلیقه الکترود با یک "جلیقه آینه ای" برای اسکن CMR تعویض می شود. این جلیقه آینه‌ای که در آن هر الکترود با یک نشانگر مطمئن CMR جایگزین می‌شود، از نیاز به جدا کردن تمام 256 لید ECG پس از هر ضبط جلوگیری می‌کند و در نتیجه فرآیند را ساده می‌کند. سپس اسکن CMR با استفاده از یک سیستم MRI 3T یا 1.5T انجام می شود.

محققان همان جلیقه قابل استفاده مجدد را روی 77 شرکت‌کننده، از جمله 27 داوطلب جوان سالم و 50 فرد مسن، آزمایش کردند. تمام ضبط های ECGI بدون عارضه کامل شد و کمتر از 10 دقیقه برای هر شرکت کننده طول کشید.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team.jpg" data-caption="تیم ECGI محققان و کارکنان درگیر در توسعه و استفاده از جلیقه ECGI. (تأمین: موسسه علوم قلبی عروقی UCL/James Tye)” title=”برای باز کردن تصویر در پنجره بازشو کلیک کنید” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team. jpg”>

پس از جمع‌آوری داده‌ها، تیم الکتروگرام‌های اپی‌کاردیال را بازسازی کردند و از آن‌ها برای محاسبه پارامترهای الکتروفیزیولوژیک محلی، از جمله زمان فعال‌سازی قلب، زمان رپلاریزاسیون و فواصل بازیابی فعال‌سازی استفاده کردند. کل پس پردازش - از جمله تقسیم‌بندی هندسه‌های قلب-تنه از اسکن CMR، میانگین‌گیری سیگنال و بازسازی نقشه‌های اپی‌کاردیال - برای هر شرکت‌کننده تقریباً 15 دقیقه طول کشید.

محققان مطالعات تغییرپذیری را روی 20 شرکت‌کننده انجام دادند که شامل تکرار تمام مراحل در خط لوله پس از پردازش بود. گردش کار CMR-ECGI تکرارپذیری عالی، با تنوع کم درون و بین ناظر در پارامترهای ECGI اندازه‌گیری شده را نشان داد. این تیم همچنین تغییرپذیری اسکن/اسکن مجدد را در هشت شرکت‌کننده با تکرار ضبط ECGI و اسکن CMR حداقل سه ماه پس از اندازه‌گیری‌های اولیه، با مشاهده تکرارپذیری بالا، بررسی کردند.

اندازه‌گیری‌های جلیقه تفاوت‌هایی را بین شرکت‌کنندگان جوان و مسن‌تر نشان داد، با پارامترهای الکتروفیزیولوژیکی مانند زمان رپولاریزاسیون و فاصله بازیابی فعال‌سازی در افراد مسن‌تر نسبت به گروه جوان‌تر. این تیم پیشنهاد می‌کند که این ممکن است به دلیل تغییرات مرتبط با افزایش سن در کانال‌های یونی قلب و مدیریت کلسیم باشد که مدت زمان پتانسیل عمل و بهبودی را تغییر می‌دهد.

ECG پوشیدنی نظارت مداوم قلب را فراهم می کند

جلیقه ECGI اکنون در 800 بیمار مورد استفاده قرار گرفته است و تیم در حال حاضر از آن در افراد مبتلا به اختلالات عضلانی قلب استفاده می کند. ما از این جلیقه برای مطالعه قلب بیماران مبتلا به کاردیومیوپاتی هیپرتروفیک (ضخیم شدن عضله قلب) استفاده می کنیم تا بفهمیم آیا امضای ECGI می تواند حاملان جهش ژنی را قبل از شروع ضخیم شدن شناسایی کند و ببینیم آیا امضای ECGI می تواند خطر بروز ناگهانی را پیش بینی کند یا خیر. کپچر می گوید مرگ.

ما همچنین از جلیقه در هنگام استراحت و در حین ورزش برای مطالعه قلب بیماران مبتلا به قلب ضعیف (کاردیومیوپاتی متسع) استفاده می کنیم تا بفهمیم که آیا جای زخم در بخش خاصی از دیواره عضله قلب خطر ایست قلبی را افزایش می دهد یا خیر.

Captur این جلیقه را در ایالات متحده ثبت کرده است و در حال کار با آن است مهندسی پزشکی g.tec، که نمونه اولیه را ایجاد کرده و اکنون در حال تولید جلیقه برای سایر مراکز تحقیقاتی برای خرید و استفاده است.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/