A szívmellény részletes térképet készít a szív elektromos tevékenységéről – Fizikai világ

<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="Költséghatékony szűrőeszköz Az UCL-ben kifejlesztett ECGI mellény, amelyet egy orvostanhallgató viselt. (Jóvolt: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)”>

Egy újrafelhasználható mellény, amely nagy felbontású térképeket készít a szív elektromos aktivitásáról, segíthet azonosítani azokat a személyeket, akiknél fennáll a hirtelen szívhalál veszélye. A University College London csapata fejlesztette ki (UCL), a mellény egyesíti a 256 érzékelője által rögzített elektromos adatokat a szívszerkezetek részletes MR-képeivel, így valós idejű térképeket készít a szívaktiválási és helyreállítási mintákról.

Évente 4-5 millió hirtelen szívhalál történik világszerte, a legtöbbet szívritmuszavar okozza. Életeket menthetnek meg a beültethető kardioverter defibrillátorok, amelyek figyelik a szívritmust, és ha szükséges, visszaállítják a normál ritmusba. De a beültetett eszköznek megvannak a maga kockázatai, ezért elengedhetetlen annak azonosítása, hogy egy adott szívszerkezeti rendellenesség hogyan befolyásolhatja a hirtelen szívhalál kockázatát.

Míg a részletes elektrofiziológiai térképezés számszerűsítheti ezt a kockázatot, az ilyen eljárások időigényesek, költségesek és gyakran rendkívül invazívak. Ehelyett a kutatók az elektrokardiográfiás képalkotás (ECGI) használatát javasolják – egy nem invazív technikát, amely egyesíti a szív és a törzs geometriáját a több elektródáról rögzített testfelületi potenciállal. Mivel az ECGI nagy felbontású és korrigálja az anatómiát, képes olyan információban gazdag elektromos jelenségeket észlelni, amelyeket a hagyományos 12 elvezetéses EKG figyelmen kívül hagyna.

„Az EKG csak a szív felszínének 12 korlátozott pontjáról gyűjt jeleket – ez nem elég ahhoz, hogy 3D-s térképet készítsen a szíven áthaladó elektromos adatok áramlásáról” – magyarázza a mellény fejlesztője. Captur Gabriella. „Egy ilyen térkép elkészítéséhez sűrű és nagy felbontású adatgyűjtési módszerre van szükség, mint például az ECGI. Az ECGI-vel 256 vezeték van elöl és hátul, és ezeket feldolgozva 1000 egyedi csomópontot kapunk minden egyes szíven.

„A 12 elvezetéses EKG olyan, mintha szabad szemmel nézné az éjszakai eget” – mondja Captur Fizika Világa. „Az ECGI mellény olyan, mintha a mélyűrbe néznénk a James Webb teleszkóppal, amikor hirtelen az egész univerzum hemzseg a csillagoktól.”

A korábbi ECGI-megközelítésektől eltérően, amelyek CT-t használtak az anatómiai képalkotáshoz, az új mellény sugárzásmentes kardiovaszkuláris mágneses rezonanciát (CMR) használ a szív szerkezetére és működésére vonatkozó adatok biztosítására.

„Az MRI a szív képalkotás Rolls Royce-ja. Megmutatja, hogy a szívizom falának mely részei halottak, hegesedtek, gyulladtak, legyengültek vagy sérültek – mondja Captur. "Első alkalommal tudjuk pontosan megmondani, hogy a szívizom falában bekövetkezett változások hogyan hatnak a szív elektromosságára, nyilvánvaló előnyökkel járva a veszélyes szívritmusok vagy a terápiára adott válasz előrejelzésében."

Tesztelje a mellényt

Az ECGI mellény, amelyet a Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, 256 textil alapú száraz elektródával (2 × 2 cm) hímzett pamut ruhadarab, mindegyik elektródában egy grafitpattintható csatlakozó található az EKG-vezeték csatlakoztatásához. Mivel száraz elektródákat használ, nem pedig fémelektródákat, amelyekhez gélrétegre van szükség a bőr mellett, a mellény (leszámítva az EKG-vezetékeket) teljesen mosható és újrafelhasználható – ez költséghatékony szűrőeszköz.

Az EKG-adatok gyűjtéséhez az elektróda mellényt a páciens mellkasa köré kell rögzíteni, a tetején pedig egy felfújható bordát kell viselni, hogy maximalizálja a bőr-elektróda érintkezést. A testfelületi potenciálokat 5 percig rögzítik, majd az elektróda mellényt kicserélik egy „tükörmellényre” a CMR szkenneléshez. Ez a tükörmellény, amelyben minden elektródát CMR-biztos kiigazítási marker helyettesít, elkerüli, hogy minden felvétel után le kelljen választani mind a 256 EKG-vezetéket, és így leegyszerűsíti a folyamatot. A CMR-vizsgálatot ezután 3T vagy 1.5T MRI rendszerrel végzik el.

A kutatók ugyanazt az újrafelhasználható mellényt 77 résztvevőn tesztelték, köztük 27 fiatal egészséges önkéntesen és 50 idősebb személyen. Az összes EKGI-felvétel komplikációk nélkül készült, és résztvevőnként kevesebb mint 10 percet vett igénybe.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team.jpg" data-caption="ECGI csapat Researchers and staff involved in the development and use of the ECGI vest. (Courtesy: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)” title=”Click to open image in popup” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team.jpg”>

Az adatgyűjtés után a csapat rekonstruálta az epikardiális elektrogramokat, és ezek alapján számította ki a helyi elektrofiziológiai paramétereket, beleértve a szívaktivációs időt, a repolarizációs időt és az aktiválás helyreállítási intervallumait. A teljes utófeldolgozás – beleértve a szív-torzó geometriájának szegmentálását a CMR-vizsgálatból, a jelátlagolást és az epikardiális térképek rekonstrukcióját – körülbelül 15 percet vett igénybe résztvevőnként.

A kutatók 20 résztvevőn végeztek variabilitási vizsgálatokat, amelyek magukban foglalták az utófeldolgozási folyamat minden lépésének megismétlését. A CMR-ECGI munkafolyamat kiváló reprodukálhatóságot mutatott, a mért ECGI-paraméterekben alacsony a megfigyelőkön belüli és a megfigyelők közötti variabilitás. A csapat nyolc résztvevőnél megvizsgálta a szkennelés/újrakeresés variabilitását is úgy, hogy az eredeti mérések után legalább három hónappal megismételte az EKGI-felvételt és a CMR-vizsgálatot, megfigyelve a magas ismételhetőséget.

A mellény mérések különbségeket tártak fel a fiatal és idősebb résztvevők között, az elektrofiziológiai paraméterek, mint a repolarizációs idő és az aktiválási helyreállítási intervallum meghosszabbodott az idősebbeknél a fiatalabb csoporthoz képest. A csapat szerint ennek oka lehet a szív ioncsatornáiban és a kalcium kezelésében bekövetkezett, életkorral összefüggő változások, amelyek megváltoztatják az akciós potenciál időtartamát és a felépülést.

A hordható EKG folyamatos szívfigyelést biztosít

Az ECGI-mellényt már 800 betegnél használták, és a csapat jelenleg szívizom-betegségben szenvedőknél alkalmazza. „Ezt a mellényt a hipertrófiás kardiomiopátiában (megvastagodott szívizom) szenvedő betegek szívének tanulmányozására használjuk, hogy megértsük, az EKGI-aláírás képes-e azonosítani a génmutációt hordozókat a megvastagodás megkezdése előtt, és hogy az ECGI-aláírás előre jelezze-e a hirtelen kialakulás kockázatát. halál – mondja Captur.

„A mellényt nyugalomban és edzés közben is használjuk a gyenge szívű (tágult kardiomiopátia) betegek szívének tanulmányozására, hogy megértsük, vajon a szívizom falának egy adott szakaszán lévő heg növeli-e a szívmegállás kockázatát.”

A Captur szabadalmaztatta a mellényt az Egyesült Államokban, és dolgozik vele g.tec orvostechnika, amely létrehozta a prototípust, és jelenleg más kutatóközpontok számára gyártja a mellényt, hogy megvásárolhassák és felhasználhassák.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/