कार्डियक वेस्ट हृदय की विद्युत गतिविधि का विस्तृत मानचित्र बनाता है - फिजिक्स वर्ल्ड

<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="लागत प्रभावी स्क्रीनिंग उपकरण यूसीएल में विकसित ईसीजीआई बनियान एक मेडिकल छात्र द्वारा पहना जाता है। (सौजन्य: यूसीएल इंस्टीट्यूट ऑफ कार्डियोवास्कुलर साइंस/जेम्स टाय)">

एक पुन: प्रयोज्य बनियान जो हृदय की विद्युत गतिविधि के उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र उत्पन्न करता है, अचानक हृदय मृत्यु के जोखिम वाले लोगों की पहचान करने में मदद कर सकता है। यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के नेतृत्व वाली एक टीम द्वारा विकसित (UCL), कार्डियक सक्रियण और पुनर्प्राप्ति पैटर्न के वास्तविक समय मानचित्र बनाने के लिए वेस्ट अपने 256 सेंसरों द्वारा रिकॉर्ड किए गए विद्युत डेटा को हृदय संरचनाओं की विस्तृत एमआर छवियों के साथ जोड़ता है।

दुनिया भर में हर साल अचानक हृदय की मृत्यु के 4-5 मिलियन मामले होते हैं, जिनमें से अधिकांश हृदय ताल विकारों के कारण होते हैं। प्रत्यारोपित कार्डियोवर्टर डिफाइब्रिलेटर जो हृदय की लय की निगरानी करते हैं और यदि आवश्यक हो, तो इसे सामान्य लय में वापस झटका देकर जीवन बचा सकते हैं। लेकिन एक प्रत्यारोपित उपकरण अपने जोखिमों के साथ आता है, जिससे यह पहचानना आवश्यक हो जाता है कि एक विशेष हृदय संरचनात्मक असामान्यता अचानक हृदय की मृत्यु के जोखिम को कैसे प्रभावित कर सकती है।

जबकि विस्तृत इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल मैपिंग इस जोखिम को माप सकती है, ऐसी प्रक्रियाएं समय लेने वाली, महंगी और अक्सर अत्यधिक आक्रामक होती हैं। इसके बजाय, शोधकर्ता इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफिक इमेजिंग (ईसीजीआई) के उपयोग का प्रस्ताव करते हैं - एक गैर-आक्रामक तकनीक जो कई इलेक्ट्रोडों से दर्ज की गई शरीर की सतह की क्षमता के साथ हृदय और धड़ की ज्यामिति को जोड़ती है। चूंकि ईसीजीआई उच्च रिज़ॉल्यूशन वाला है और शरीर रचना विज्ञान के लिए सही है, यह सूचना-समृद्ध विद्युत घटनाओं का पता लगा सकता है जो पारंपरिक 12-लीड ईसीजी से छूट जाती हैं।

वेस्ट के डेवलपर बताते हैं, "ईसीजी हृदय की सतह पर केवल 12 सीमित बिंदुओं से सिग्नल एकत्र करता है - जो हृदय में विद्युत डेटा के सभी प्रवाह का 3डी मानचित्र तैयार करने के लिए पर्याप्त नहीं है।" गैब्रिएला कैप्चर. “इस तरह के मानचित्र के निर्माण के लिए आपको ईसीजीआई जैसी सघन और उच्च-रिज़ॉल्यूशन डेटा संग्रह विधि की आवश्यकता होती है। ईसीजीआई के साथ हमारे पास आगे और पीछे 256 लीड हैं और हम प्रत्येक हृदय पर 1000 व्यक्तिगत नोड्स प्राप्त करने के लिए इन्हें संसाधित करते हैं।

कैप्टर बताते हैं, ''12-लीड ईसीजी रात के आकाश को नंगी आंखों से देखने जैसा है।'' भौतिकी की दुनिया. "ईसीजीआई जैकेट जेम्स वेब टेलीस्कोप का उपयोग करके गहरे अंतरिक्ष में देखने जैसा है जब अचानक पूरा ब्रह्मांड तारों से भर जाता है।"

पिछले ईसीजीआई दृष्टिकोण के विपरीत, जो शारीरिक इमेजिंग के लिए सीटी का उपयोग करता था, नया बनियान हृदय संरचना और कार्य पर डेटा प्रदान करने के लिए विकिरण मुक्त कार्डियोवास्कुलर चुंबकीय अनुनाद (सीएमआर) का उपयोग करता है।

“एमआरआई कार्डियक इमेजिंग का 'रोल्स रॉयस' है। यह हमें बताता है कि हृदय की मांसपेशियों की दीवार के कौन से हिस्से, यदि कोई हैं, मृत, जख्मी, सूजन वाले, कमजोर या घायल हैं, ”कैप्टर कहते हैं। "पहली बार हम सटीक रूप से कह सकते हैं कि हृदय की मांसपेशियों की दीवार में ये परिवर्तन हृदय की विद्युतीयता को कैसे प्रभावित कर रहे हैं, खतरनाक हृदय ताल की संभावना या चिकित्सा के प्रति प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी के संदर्भ में स्पष्ट लाभ के साथ।"

बनियान का परीक्षण करें

ईसीजीआई बनियान, में वर्णित है कार्डियोवास्कुलर चुंबकीय अनुनाद जर्नल, 256 कपड़ा-आधारित सूखे इलेक्ट्रोड (2 × 2 सेमी) के साथ कढ़ाई किया हुआ एक सूती परिधान है, जिसमें ईसीजी लीड को जोड़ने के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रोड में एक ग्रेफाइट-स्नैप कनेक्टर होता है। चूंकि यह धातु इलेक्ट्रोड के बजाय सूखे इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है, जिसके लिए त्वचा के बगल में जेल परत की आवश्यकता होती है, बनियान (ईसीजी लीड को छोड़कर) पूरी तरह से धोने योग्य और पुन: प्रयोज्य है - एक लागत प्रभावी स्क्रीनिंग उपकरण प्रदान करता है।

ईसीजी डेटा संग्रह के लिए, इलेक्ट्रोड वेस्ट को रोगी की छाती के चारों ओर सुरक्षित किया जाता है, त्वचा-इलेक्ट्रोड संपर्क को अधिकतम करने के लिए शीर्ष पर एक इन्फ्लेटेबल गिलेट पहना जाता है। शरीर की सतह की क्षमता को 5 मिनट तक रिकॉर्ड किया जाता है, जिसके बाद सीएमआर स्कैनिंग के लिए इलेक्ट्रोड वेस्ट को "मिरर वेस्ट" से बदल दिया जाता है। यह दर्पण बनियान, जिसमें प्रत्येक इलेक्ट्रोड को सीएमआर-सुरक्षित फिडुशियल मार्कर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, प्रत्येक रिकॉर्डिंग के बाद सभी 256 ईसीजी लीड को डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता से बचाता है और इस प्रकार प्रक्रिया को सुव्यवस्थित करता है। फिर CMR स्कैन 3T या 1.5T MRI सिस्टम का उपयोग करके किया जाता है।

शोधकर्ताओं ने 77 प्रतिभागियों पर उसी पुन: प्रयोज्य बनियान का परीक्षण किया, जिसमें 27 युवा स्वस्थ स्वयंसेवक और 50 वृद्ध व्यक्ति शामिल थे। सभी ईसीजीआई रिकॉर्डिंग बिना किसी जटिलता के पूरी की गईं और प्रति प्रतिभागी 10 मिनट से कम समय लगा।

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team.jpg" data-caption="ईसीजीआई टीम ईसीजीआई वेस्ट के विकास और उपयोग में शामिल शोधकर्ता और कर्मचारी। (सौजन्य: यूसीएल इंस्टीट्यूट ऑफ कार्डियोवस्कुलर साइंस/जेम्स टाई)” title=”पॉपअप में छवि खोलने के लिए क्लिक करें” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team. jpg">

डेटा संग्रह के बाद, टीम ने एपिकार्डियल इलेक्ट्रोग्राम का पुनर्निर्माण किया और कार्डियक सक्रियण समय, पुनर्ध्रुवीकरण समय और सक्रियण पुनर्प्राप्ति अंतराल सहित स्थानीय इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल मापदंडों की गणना करने के लिए इनका उपयोग किया। कुल पोस्ट-प्रोसेसिंग - जिसमें सीएमआर स्कैन से हृदय-धड़ ज्यामिति का विभाजन, सिग्नल औसत और एपिकार्डियल मानचित्रों का पुनर्निर्माण शामिल है - प्रति प्रतिभागी लगभग 15 मिनट लगे।

शोधकर्ताओं ने 20 प्रतिभागियों पर परिवर्तनशीलता अध्ययन किया, जिसमें पोस्ट-प्रोसेसिंग पाइपलाइन में सभी चरणों को दोहराना शामिल था। सीएमआर-ईसीजीआई वर्कफ़्लो ने मापा ईसीजीआई मापदंडों में कम इंट्रा- और अंतर-पर्यवेक्षक परिवर्तनशीलता के साथ उत्कृष्ट प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता दिखाई। टीम ने मूल माप के कम से कम तीन महीने बाद ईसीजीआई रिकॉर्डिंग और सीएमआर स्कैन को दोहराकर, उच्च पुनरावृत्ति को देखते हुए, आठ प्रतिभागियों में स्कैन/रेस्कैन परिवर्तनशीलता की भी जांच की।

वेस्ट माप से युवा और वृद्ध प्रतिभागियों के बीच अंतर का पता चला, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल पैरामीटर जैसे कि पुनर्ध्रुवीकरण समय और सक्रियण पुनर्प्राप्ति अंतराल युवा समूह की तुलना में वृद्धों में लंबे समय तक रहे। टीम का सुझाव है कि यह कार्डियक आयन चैनलों और कैल्शियम हैंडलिंग में उम्र से संबंधित परिवर्तनों के कारण हो सकता है जो कार्रवाई की संभावित अवधि और पुनर्प्राप्ति को बदल देगा।

पहनने योग्य ईसीजी हृदय की निरंतर निगरानी प्रदान करता है

ईसीजीआई वेस्ट का उपयोग अब 800 रोगियों में किया जा चुका है, और टीम वर्तमान में हृदय की मांसपेशी विकारों वाले लोगों में इसका उपयोग कर रही है। “हम इस बनियान का उपयोग हाइपरट्रॉफिक कार्डियोमायोपैथी (हृदय की मांसपेशियों का मोटा होना) वाले रोगियों के दिलों का अध्ययन करने के लिए कर रहे हैं, यह समझने के लिए कि क्या ईसीजीआई हस्ताक्षर मोटाई शुरू होने से पहले जीन उत्परिवर्तन वाले लोगों की पहचान कर सकते हैं और यह देखने के लिए कि क्या ईसीजीआई हस्ताक्षर अचानक जोखिम का अनुमान लगा सकते हैं मृत्यु,'' कैप्चर कहते हैं।

"हम आराम के समय और व्यायाम के दौरान कमजोर दिल (फैला हुआ कार्डियोमायोपैथी) वाले रोगियों के दिल का अध्ययन करने के लिए बनियान का उपयोग कर रहे हैं, यह समझने के लिए कि क्या हृदय की मांसपेशियों की दीवार के एक विशिष्ट खंड में निशान से कार्डियक अरेस्ट होने का खतरा बढ़ जाता है।"

कैप्चर ने अमेरिका में बनियान का पेटेंट कराया है और इसके साथ काम कर रहा है जी.टेक मेडिकल इंजीनियरिंग, जिसने प्रोटोटाइप बनाया और अब अन्य अनुसंधान केंद्रों के लिए खरीद और उपयोग के लिए बनियान का निर्माण कर रहा है।

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