Un gilet cardiaque crée une carte détaillée de l’activité électrique du cœur – 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="Outil de dépistage rentable Le gilet ECGI développé à l'UCL, porté par un étudiant en médecine. (Avec l'aimable autorisation de l'Institut des sciences cardiovasculaires de l'UCL/James Tye) »>

Un gilet réutilisable qui génère des cartes haute résolution de l’activité électrique du cœur pourrait aider à identifier les personnes à risque de mort subite d’origine cardiaque. Développé par une équipe dirigée par l'University College London (UCL), le gilet combine les données électriques enregistrées par ses 256 capteurs avec des images IRM détaillées des structures cardiaques pour créer des cartes en temps réel des schémas d'activation et de récupération cardiaque.

Il y a 4 à 5 millions de cas de mort subite d’origine cardiaque chaque année dans le monde, la majorité étant causée par des troubles du rythme cardiaque. Les défibrillateurs automatiques implantables qui surveillent le rythme cardiaque et, si nécessaire, le ramènent à un rythme normal peuvent sauver des vies. Mais un dispositif implanté comporte ses propres risques, ce qui rend essentiel d’identifier comment une anomalie structurelle cardiaque particulière peut affecter le risque de mort cardiaque subite.

Même si une cartographie électrophysiologique détaillée permet de quantifier ce risque, de telles procédures prennent du temps, sont coûteuses et souvent très invasives. Au lieu de cela, les chercheurs proposent l'utilisation de l'imagerie électrocardiographique (ECGI) – une technique non invasive qui combine la géométrie cardiaque et du torse avec les potentiels de surface du corps enregistrés à partir de plusieurs électrodes. Comme l'ECGI est à haute résolution et corrige l'anatomie, il peut détecter des phénomènes électriques riches en informations qui seraient manqués par un ECG classique à 12 dérivations.

"L'ECG ne collecte les signaux que de 12 points limités à la surface du cœur, ce qui n'est pas suffisant pour générer une carte 3D de tout le flux de données électriques à travers le cœur", explique le développeur du gilet. Gabriella Captur. « Pour construire une telle carte, vous avez besoin d’une méthode de collecte de données dense et à haute résolution comme l’ECGI. Avec ECGI, nous avons 256 dérivations à l’avant et à l’arrière et nous les traitons pour produire 1000 XNUMX nœuds individuels sur chaque cœur.

"L'ECG à 12 dérivations, c'est comme regarder le ciel nocturne à l'œil nu", explique Captur. Monde de la physique. "Le gilet ECGI, c'est comme regarder dans l'espace lointain à l'aide du télescope James Webb lorsque, tout à coup, l'univers entier regorge d'étoiles."

Contrairement aux précédentes approches ECGI qui utilisaient la tomodensitométrie pour l'imagerie anatomique, le nouveau gilet utilise la résonance magnétique cardiovasculaire (CMR) sans rayonnement pour fournir des données sur la structure et la fonction cardiaques.

« L’IRM est la « Rolls Royce » de l’imagerie cardiaque. Cela nous indique quelles sections, le cas échéant, de la paroi du muscle cardiaque sont mortes, cicatrisées, enflammées, affaiblies ou blessées », explique Captur. "Pour la première fois, nous pouvons dire précisément comment ces changements dans la paroi du muscle cardiaque affectent l'électricité du cœur, avec des avantages évidents en termes de prévision de la probabilité de rythmes cardiaques dangereux ou de réponse au traitement."

Testez le gilet

Le gilet ECGI, décrit dans le Journal de résonance magnétique cardiovasculaire, est un vêtement en coton brodé de 256 électrodes sèches à base de textile (2 × 2 cm), avec un connecteur à pression en graphite dans chaque électrode pour connecter la sonde ECG. Comme il utilise des électrodes sèches plutôt que des électrodes métalliques qui nécessitent une couche de gel près de la peau, le gilet (sans les dérivations ECG) est entièrement lavable et réutilisable, ce qui constitue un outil de dépistage rentable.

Pour la collecte de données ECG, le gilet à électrodes est fixé autour de la poitrine du patient, avec un gilet gonflable porté par-dessus pour maximiser le contact peau-électrode. Les potentiels de surface du corps sont enregistrés pendant 5 minutes, après quoi le gilet d'électrode est remplacé par un « gilet miroir » pour le balayage CMR. Ce gilet miroir, dans lequel chaque électrode est remplacée par un marqueur de référence CMR-safe, évite d'avoir à déconnecter les 256 dérivations ECG après chaque enregistrement et rationalise ainsi le processus. Le scan CMR est ensuite réalisé à l'aide d'un système IRM 3T ou 1.5T.

Les chercheurs ont testé le même gilet réutilisable sur 77 participants, dont 27 jeunes volontaires en bonne santé et 50 personnes âgées. Tous les enregistrements ECGI ont été réalisés sans complications et ont duré moins de 10 minutes par participant.

<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="L'équipe ECGI Chercheurs et personnel impliqués dans le développement et l’utilisation du gilet ECGI. (Avec l'aimable autorisation : Institut des sciences cardiovasculaires de l'UCL/James Tye)" title="Cliquez pour ouvrir l'image dans une fenêtre contextuelle" href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- carte-détaillée-des-cœurs-activité-électrique-physique-monde-3.jpg”>

Après la collecte de données, l'équipe a reconstruit les électrogrammes épicardiques et les a utilisés pour calculer les paramètres électrophysiologiques locaux, notamment le temps d'activation cardiaque, le temps de repolarisation et les intervalles de récupération d'activation. Le post-traitement total – y compris la segmentation des géométries cœur-torse à partir de l'analyse CMR, la moyenne du signal et la reconstruction des cartes épicardiques – a pris environ  15 minutes par participant.

Les chercheurs ont réalisé des études de variabilité sur 20 participants, qui comprenaient la répétition de toutes les étapes du pipeline de post-traitement. Le flux de travail CMR-ECGI a montré une excellente reproductibilité, avec une faible variabilité intra et inter-observateur des paramètres ECGI mesurés. L'équipe a également examiné la variabilité de l'analyse/rescan chez huit participants, en répétant l'enregistrement ECGI et l'analyse CMR au moins trois mois après les mesures originales, observant une répétabilité élevée.

Les mesures du gilet ont révélé des différences entre les participants jeunes et plus âgés, avec des paramètres électrophysiologiques tels que le temps de repolarisation et l'intervalle de récupération d'activation prolongés chez les plus âgés par rapport au groupe plus jeune. L'équipe suggère que cela pourrait être dû à des changements liés à l'âge dans les canaux ioniques cardiaques et à la manipulation du calcium qui modifieraient la durée du potentiel d'action et la récupération.

L'ECG portable assure une surveillance cardiaque continue

Le gilet ECGI a désormais été utilisé chez 800 patients et l’équipe l’utilise actuellement chez des personnes souffrant de troubles du muscle cardiaque. « Nous utilisons ce gilet pour étudier le cœur de patients atteints de cardiomyopathie hypertrophique (épaississement du muscle cardiaque) afin de comprendre si la signature ECGI peut identifier ceux qui sont porteurs de la mutation génétique avant le début de l'épaississement et pour voir si la signature ECGI peut prédire le risque d'apparition soudaine d'une maladie cardiaque. la mort », dit Captur.

"Nous utilisons également le gilet au repos et pendant l'exercice pour étudier le cœur de patients présentant une faiblesse cardiaque (cardiomyopathie dilatée), afin de comprendre si une cicatrice dans une section spécifique de la paroi du muscle cardiaque augmente le risque d'arrêt cardiaque."

Captur a breveté le gilet aux États-Unis et travaille avec ingénierie médicale g.tec, qui a créé le prototype et fabrique actuellement le gilet pour que d'autres centres de recherche puissent l'acheter et l'utiliser.

• Contenu propulsé par le référencement et distribution de relations publiques. Soyez amplifié aujourd'hui.
• PlatoData.Network Ai générative verticale. Autonomisez-vous. Accéder ici.
• PlatoAiStream. Intelligence Web3. Connaissance Amplifiée. Accéder ici.
• PlatonESG. Carbone, Technologie propre, Énergie, Environnement, Solaire, La gestion des déchets. Accéder ici.
• PlatoHealth. Veille biotechnologique et essais cliniques. Accéder ici.
• La source: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/