אפוד לב יוצר מפה מפורטת של הפעילות החשמלית של הלב - עולם הפיזיקה

<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="כלי סינון חסכוני אפוד ECGI שפותח ב-UCL, שנלבש על ידי סטודנט לרפואה. (באדיבות: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)">

אפוד רב פעמי שמייצר מפות ברזולוציה גבוהה של הפעילות החשמלית של הלב עשוי לסייע בזיהוי אנשים בסיכון למוות לבבי פתאומי. פותח על ידי צוות בראשות מכללת אוניברסיטת לונדון (UCL), האפוד משלב נתונים חשמליים שנקלטו על ידי 256 החיישנים שלו עם תמונות MR מפורטות של מבני לב כדי ליצור מפות בזמן אמת של דפוסי הפעלה והתאוששות הלב.

ישנם 4-5 מיליון מקרים של מוות לב פתאומי בכל שנה ברחבי העולם, רובם נגרמים מהפרעות בקצב הלב. דפיברילטורים מושתלים הקרדיווברטרים המנטרים את קצב הלב ובמידת הצורך מזעזעים אותו בחזרה לקצב תקין יכולים להציל חיים. אבל התקן מושתל מגיע עם סיכונים משלו, מה שהופך אותו חיוני לזהות כיצד חריגה מבנית לבבית מסוימת יכולה להשפיע על הסיכון למוות לבבי פתאומי.

בעוד מיפוי אלקטרופיזיולוגי מפורט יכול לכמת סיכון זה, הליכים כאלה גוזלים זמן רב, יקרים ולעתים קרובות מאוד פולשניים. במקום זאת, החוקרים מציעים להשתמש בהדמיה אלקטרוקרדיוגרפית (ECGI) - טכניקה לא פולשנית המשלבת גיאומטריית לב וגו עם פוטנציאלים משטח הגוף שנרשמו ממספר אלקטרודות. מכיוון ש-ECGI הוא ברזולוציה גבוהה ומתקן לאנטומיה, הוא יכול לזהות תופעות חשמליות עשירות במידע שיתפספסו על ידי א.ק.ג. רגיל של 12 עופרת.

"האק"ג אוסף אותות רק מ-12 נקודות מוגבלות על פני הלב - זה לא מספיק כדי ליצור מפה תלת מימדית של כל זרימת הנתונים החשמליים על פני הלב", מסביר מפתח האפוד גבריאלה קאפטור. "כדי לבנות מפה כזו אתה צריך שיטת איסוף נתונים צפופה וברזולוציה גבוהה כמו ECGI. עם ECGI יש לנו 256 לידים בחלק הקדמי והאחורי ואנחנו מעבדים אותם כדי להניב 1000 צמתים בודדים מעל כל לב."

"אק"ג 12 עופרת זה כמו להסתכל על שמי הלילה בעין בלתי מזוינת", אומר קפטור עולם הפיזיקה. "אפוד ה-ECGI הוא כמו התבוננות בחלל העמוק באמצעות טלסקופ ג'יימס ווב כשלפתע כל היקום שופע כוכבים."

בניגוד לגישות קודמות של ECGI שהשתמשו ב-CT להדמיה אנטומית, האפוד החדש משתמש בתהודה מגנטית קרדיווסקולרית נטולת קרינה (CMR) כדי לספק נתונים על מבנה ותפקוד הלב.

"MRI הוא ה'רולס רויס' של הדמיית הלב. זה אומר לנו אילו, אם בכלל, חלקים מדופן שריר הלב מתים, מצולקים, מודלקים, נחלשים או פצועים", אומר קפטור. "לראשונה אנו יכולים לומר במדויק כיצד השינויים הללו בדופן שריר הלב משפיעים על החשמל של הלב, עם יתרונות ברורים במונחים של חיזוי סבירות של קצב לב מסוכן או תגובה לטיפול."

בדוק את האפוד

אפוד ECGI, המתואר ב Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, הוא בגד כותנה רקום עם 256 אלקטרודות יבשות על בסיס טקסטיל (2 × 2 ס"מ), עם מחבר צמיד גרפיט בכל אלקטרודה לחיבור מוביל הא.ק.ג. מכיוון שהוא משתמש באלקטרודות יבשות, במקום באלקטרודות מתכתיות הדורשות שכבת ג'ל ליד העור, האפוד (מינוס מובילי ה-ECG) ניתנים לכביסה מלאה וניתנת לשימוש חוזר - מספק כלי סינון חסכוני.

לאיסוף נתוני א.ק.ג, אפוד האלקטרודה מאובטח סביב החזה של המטופל, עם גבעת מתנפחת הנלבשת מלמעלה כדי למקסם את המגע בין העור לאלקטרודה. פוטנציאל משטח הגוף נרשמים למשך 5 דקות, ולאחר מכן מחליפים את אפוד האלקטרודה ל"אפוד מראה" לסריקת CMR. אפוד מראה זה, שבו כל אלקטרודה מוחלפת בסמן אמין בטוח ב-CMR, מונע את הצורך לנתק את כל 256 מובילי ה-ECG לאחר כל הקלטה ובכך מייעל את התהליך. לאחר מכן, סריקת ה-CMR מתבצעת באמצעות מערכת MRI 3T או 1.5T.

החוקרים בדקו את אותו אפוד לשימוש חוזר על 77 משתתפים, כולל 27 מתנדבים בריאים צעירים ו-50 אנשים מבוגרים. כל הקלטות ECGI הושלמו ללא סיבוכים ונמשכו פחות מ-10 דקות לכל משתתף.

<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="צוות ECGI חוקרים וצוות המעורבים בפיתוח ושימוש באפוד ECGI. (באדיבות: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)” title=”לחץ כדי לפתוח תמונה בפופאפ” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity-physics-world-3.jpg”>

לאחר איסוף הנתונים, הצוות שיחזר אלקטרוגרמות אפיקרדיות והשתמש בהן כדי לחשב פרמטרים אלקטרו-פיזיולוגיים מקומיים, כולל זמן הפעלת הלב, זמן הקיטוב מחדש ומרווחי התאוששות ההפעלה. העיבוד הכולל הכולל - כולל פילוח של גיאומטריות לב-גו מסריקת CMR, ממוצע אותות ושחזור של מפות אפיקרדיות - ארך כ-15 דקות לכל משתתף.

החוקרים ביצעו מחקרי שונות על 20 משתתפים, שכללו חזרה על כל השלבים בצינור שלאחר העיבוד. זרימת העבודה של CMR-ECGI הראתה יכולת שחזור מצוינת, עם שונות תוך-ובין-צופים נמוכה בפרמטרי ECGI שנמדדו. הצוות בחן גם את השונות של הסריקה/סריקה מחדש בשמונה משתתפים, על ידי חזרה על הקלטת ECGI וסריקת CMR לפחות שלושה חודשים לאחר המדידות המקוריות, תוך צפייה בחזרתיות גבוהה.

מדידות האפוד גילו הבדלים בין משתתפים צעירים למבוגרים יותר, כאשר פרמטרים אלקטרו-פיזיולוגיים כגון זמן הקיטוב מחדש ומרווח התאוששות ההפעלה התארכו אצל המבוגרים בהשוואה לקבוצה הצעירה. הצוות מציע שזה עשוי לנבוע משינויים הקשורים לגיל בתעלות יונים לבביות וטיפול בסידן שישנו את משך פוטנציאל הפעולה ואת ההתאוששות.

א.ק.ג. לביש מספק ניטור לב רציף

אפוד ECGI שימש כעת ב-800 מטופלים, והצוות משתמש בו כיום באנשים עם הפרעות בשריר הלב. "אנחנו משתמשים באפוד הזה כדי לחקור את לבם של חולים עם קרדיומיופתיה היפרטרופית (שריר לב מעובה) כדי להבין אם חתימת ה-ECGI יכולה לזהות את אלו הנושאים את המוטציה בגן לפני תחילת העיבוי וכדי לראות אם חתימת ה-ECGI יכולה לחזות את הסיכון לפתאומיות. מוות", אומר קפטור.

"אנחנו משתמשים באפוד גם במנוחה ובמהלך פעילות גופנית כדי לחקור את לבם של חולים עם לב חלש (קרדיומיופתיה מורחבת), כדי להבין אם צלקת בקטע מסוים של דופן שריר הלב מגבירה את הסיכון לדום לב".

Captur רשמה פטנט על האפוד בארה"ב ועובדת איתו g.tec הנדסה רפואית, שיצרה את אב הטיפוס וכעת מייצרת את האפוד לרכישה ושימוש של מרכזי מחקר אחרים.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/