Rompi jantung membuat peta rinci aktivitas listrik jantung – Dunia Fisika

<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="Alat skrining yang hemat biaya Rompi ECGI yang dikembangkan di UCL, dikenakan oleh seorang mahasiswa kedokteran. (Atas izin: Institut Ilmu Kardiovaskular UCL/James Tye)”>

Rompi yang dapat digunakan kembali yang menghasilkan peta aktivitas listrik jantung beresolusi tinggi dapat membantu mengidentifikasi orang yang berisiko mengalami kematian jantung mendadak. Dikembangkan oleh tim yang dipimpin di University College London (UCL), rompi ini menggabungkan data listrik yang direkam oleh 256 sensornya dengan gambar MR terperinci dari struktur jantung untuk membuat peta aktivasi dan pola pemulihan jantung secara real-time.

Terdapat 4–5 juta kasus kematian jantung mendadak setiap tahun di seluruh dunia, sebagian besar disebabkan oleh gangguan irama jantung. Defibrilator kardioverter implan yang memantau ritme jantung dan, jika diperlukan, mengembalikannya ke ritme normal dapat menyelamatkan nyawa. Namun perangkat yang ditanamkan memiliki risiko tersendiri, sehingga penting untuk mengidentifikasi bagaimana kelainan struktur jantung tertentu dapat memengaruhi risiko kematian jantung mendadak.

Meskipun pemetaan elektrofisiologi yang terperinci dapat mengukur risiko ini, prosedur tersebut memakan waktu, mahal, dan seringkali sangat invasif. Sebaliknya, para peneliti mengusulkan penggunaan pencitraan elektrokardiografi (ECGI) – sebuah teknik non-invasif yang menggabungkan geometri jantung dan batang tubuh dengan potensi permukaan tubuh yang direkam dari beberapa elektroda. Karena ECGI beresolusi tinggi dan mengoreksi anatomi, ECGI dapat mendeteksi fenomena kelistrikan kaya informasi yang mungkin terlewatkan oleh EKG 12-lead konvensional.

“EKG hanya mengumpulkan sinyal dari 12 titik terbatas di permukaan jantung – hal ini tidak cukup untuk menghasilkan peta 3D dari seluruh aliran data listrik di seluruh jantung,” jelas pengembang rompi tersebut. Gabriella Captur. “Untuk membuat peta seperti itu, Anda memerlukan metode pengumpulan data yang padat dan beresolusi tinggi seperti ECGI. Dengan ECGI kami memiliki 256 lead di bagian depan dan belakang dan kami memprosesnya untuk menghasilkan 1000 node individu di setiap jantung.”

“EKG 12 sadapan seperti melihat langit malam dengan mata telanjang,” kata Captur Dunia Fisika. “Rompi ECGI seperti melihat ke luar angkasa menggunakan teleskop James Webb ketika tiba-tiba seluruh alam semesta dipenuhi bintang.”

Berbeda dengan pendekatan ECGI sebelumnya yang menggunakan CT untuk pencitraan anatomi, rompi baru ini menggunakan resonansi magnetik kardiovaskular (CMR) bebas radiasi untuk menyediakan data tentang struktur dan fungsi jantung.

“MRI adalah 'Rolls Royce' pencitraan jantung. Ini memberi tahu kita bagian mana dari dinding otot jantung yang mati, terluka, meradang, melemah, atau terluka,” kata Captur. “Untuk pertama kalinya kami dapat mengatakan dengan tepat bagaimana perubahan pada dinding otot jantung ini berdampak pada kelistrikan jantung, dengan keuntungan yang jelas dalam hal memprediksi kemungkinan ritme jantung yang berbahaya atau respons terhadap terapi.”

Uji rompinya

Rompi ECGI, dijelaskan di Jurnal Resonansi Magnetik Kardiovaskular, adalah pakaian katun yang disulam dengan 256 elektroda kering berbahan dasar tekstil (2 × 2 cm), dengan konektor jepret grafit di setiap elektroda untuk menghubungkan kabel EKG. Karena menggunakan elektroda kering, dibandingkan elektroda logam yang memerlukan lapisan gel di dekat kulit, rompi (tanpa kabel EKG) dapat dicuci sepenuhnya dan digunakan kembali – sehingga menjadi alat pemeriksaan yang hemat biaya.

Untuk pengumpulan data EKG, rompi elektroda dipasang di sekitar dada pasien, dengan rompi tiup dikenakan di atasnya untuk memaksimalkan kontak kulit-elektroda. Potensi permukaan tubuh dicatat selama 5 menit, setelah itu rompi elektroda ditukar dengan “rompi cermin” untuk pemindaian CMR. Rompi cermin ini, yang masing-masing elektrodanya diganti dengan penanda fidusia yang aman untuk CMR, menghindari keharusan melepas seluruh 256 sadapan EKG setelah setiap perekaman sehingga menyederhanakan prosesnya. Pemindaian CMR kemudian dilakukan menggunakan sistem MRI 3T atau 1.5T.

Para peneliti menguji rompi yang dapat digunakan kembali pada 77 peserta, termasuk 27 sukarelawan muda yang sehat dan 50 orang lanjut usia. Semua rekaman ECGI diselesaikan tanpa komplikasi dan membutuhkan waktu kurang dari 10 menit per peserta.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team.jpg" data-caption="tim ECGI Peneliti dan staf yang terlibat dalam pengembangan dan penggunaan rompi ECGI. (Atas izin: Institut Ilmu Kardiovaskular UCL/James Tye)” title=”Klik untuk membuka gambar dalam popup” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-team. jpg”>

Setelah pengumpulan data, tim merekonstruksi elektrogram epikardial dan menggunakannya untuk menghitung parameter elektrofisiologi lokal, termasuk waktu aktivasi jantung, waktu repolarisasi, dan interval pemulihan aktivasi. Total pasca-pemrosesan – termasuk segmentasi geometri jantung-batang tubuh dari pemindaian CMR, rata-rata sinyal, dan rekonstruksi peta epikardial – memakan waktu sekitar 15 menit per peserta.

Para peneliti melakukan studi variabilitas pada 20 peserta, termasuk mengulangi semua langkah dalam jalur pasca-pemrosesan. Alur kerja CMR-ECGI menunjukkan reproduktifitas yang sangat baik, dengan variabilitas intra dan antar pengamat yang rendah dalam parameter ECGI yang diukur. Tim juga memeriksa variabilitas pemindaian/pemindaian ulang pada delapan peserta, dengan mengulangi rekaman ECGI dan pemindaian CMR setidaknya tiga bulan setelah pengukuran awal, dengan mengamati keterulangan yang tinggi.

Pengukuran rompi menunjukkan perbedaan antara peserta muda dan tua, dengan parameter elektrofisiologi seperti waktu repolarisasi dan interval pemulihan aktivasi yang lebih lama pada kelompok yang lebih tua dibandingkan dengan kelompok yang lebih muda. Tim peneliti berpendapat bahwa hal ini mungkin disebabkan oleh perubahan terkait usia pada saluran ion jantung dan penanganan kalsium yang akan mengubah durasi potensial aksi dan pemulihan.

EKG yang dapat dipakai menyediakan pemantauan jantung berkelanjutan

Rompi ECGI kini telah digunakan pada 800 pasien, dan tim saat ini menggunakannya pada orang dengan kelainan otot jantung. “Kami menggunakan rompi ini untuk mempelajari jantung pasien dengan kardiomiopati hipertrofik (otot jantung yang menebal) untuk memahami apakah tanda tangan ECGI dapat mengidentifikasi mereka yang membawa mutasi gen sebelum penebalan dimulai dan untuk melihat apakah tanda tangan ECGI dapat memprediksi risiko serangan mendadak. kematian,” kata Captur.

“Kami juga menggunakan rompi saat istirahat dan berolahraga untuk mempelajari jantung pasien dengan jantung lemah (kardiomiopati dilatasi), untuk memahami apakah bekas luka di bagian tertentu pada dinding otot jantung meningkatkan risiko seseorang terkena serangan jantung.”

Captur telah mematenkan rompi tersebut di AS dan sedang mengerjakannya g.tec teknik medis, yang menciptakan prototipe dan sekarang memproduksi rompi untuk dibeli dan digunakan oleh pusat penelitian lain.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/