Hartvest creëert een gedetailleerde kaart van de elektrische activiteit van het hart – 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="Kosteneffectieve screeningtool Het ECGI-vest ontwikkeld aan de UCL, gedragen door een geneeskundestudent. (Met dank aan: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)”>

Een herbruikbaar vest dat kaarten met hoge resolutie van de elektrische activiteit van het hart genereert, kan helpen bij het identificeren van mensen die het risico lopen op een plotselinge hartdood. Ontwikkeld door een team onder leiding van University College London (UCL), combineert het vest elektrische gegevens die zijn geregistreerd door de 256 sensoren met gedetailleerde MR-beelden van hartstructuren om realtime kaarten te maken van hartactivatie- en herstelpatronen.

Er zijn wereldwijd jaarlijks 4 à 5 miljoen gevallen van plotselinge hartdood, waarvan het merendeel wordt veroorzaakt door hartritmestoornissen. Implanteerbare cardioverter-defibrillators die het hartritme bewaken en, indien nodig, het hart weer in een normaal ritme brengen, kunnen levens redden. Maar een geïmplanteerd apparaat brengt zijn eigen risico's met zich mee, waardoor het essentieel is om te identificeren hoe een bepaalde structurele hartafwijking het risico op plotselinge hartdood kan beïnvloeden.

Hoewel gedetailleerde elektrofysiologische kartering dit risico kan kwantificeren, zijn dergelijke procedures tijdrovend, kostbaar en vaak zeer invasief. In plaats daarvan stellen de onderzoekers het gebruik van elektrocardiografische beeldvorming (ECGI) voor – een niet-invasieve techniek die hart- en rompgeometrie combineert met lichaamsoppervlakpotentialen die door meerdere elektroden worden geregistreerd. Omdat de ECGI een hoge resolutie heeft en de anatomie corrigeert, kan het informatierijke elektrische verschijnselen detecteren die door conventionele 12-afleidingen ECG gemist zouden worden.

“Het ECG verzamelt slechts signalen van twaalf beperkte punten op het hartoppervlak – dat is niet genoeg om een ​​12D-kaart te genereren van de hele stroom elektrische gegevens door het hart”, legt de ontwikkelaar van het vest uit. Gabriella Captur. “Om zo’n kaart te construeren heb je een dataverzamelingsmethode met hoge resolutie nodig, zoals ECGI. Met ECGI hebben we 256 leads aan de voor- en achterkant en we verwerken deze om 1000 individuele knooppunten over elk hart te verkrijgen.

“12-afleidingen ECG is alsof je met het blote oog naar de nachtelijke hemel kijkt”, vertelt Captur Natuurkunde wereld. “Het ECGI-vest is alsof je diep in de ruimte kijkt met de James Webb-telescoop, terwijl het hele universum plotseling wemelt van de sterren.”

In tegenstelling tot eerdere ECGI-benaderingen waarbij CT werd gebruikt voor anatomische beeldvorming, maakt het nieuwe vest gebruik van stralingsvrije cardiovasculaire magnetische resonantie (CMR) om gegevens te verschaffen over de structuur en functie van het hart.

“MRI is de 'Rolls Royce' van cardiale beeldvorming. Het vertelt ons welke delen van de hartspierwand eventueel dood, met littekens bedekt, ontstoken, verzwakt of gewond zijn”, zegt Captur. “Voor het eerst kunnen we precies zeggen hoe deze veranderingen in de hartspierwand de elektriciteit van het hart beïnvloeden, met duidelijke voordelen in termen van het voorspellen van de waarschijnlijkheid van gevaarlijke hartritmes of de reactie op therapie.”

Test het vest

Het ECGI-vest, beschreven in de Journal of cardiovasculaire magnetische resonantie, is een katoenen kledingstuk geborduurd met 256 droge elektroden op textielbasis (2 x 2 cm), met een grafiet-snap-connector in elke elektrode om de ECG-kabel aan te sluiten. Omdat het gebruik maakt van droge elektroden in plaats van metalen elektroden waarvoor een gellaag op de huid nodig is, is het vest (minus de ECG-afleidingen) volledig wasbaar en herbruikbaar – wat een kosteneffectief screeningsinstrument oplevert.

Voor het verzamelen van ECG-gegevens wordt het elektrodevest rond de borst van de patiënt bevestigd, met een opblaasbaar vest eroverheen gedragen om het contact tussen de huid en de elektrode te maximaliseren. De lichaamsoppervlakpotentialen worden gedurende 5 minuten geregistreerd, waarna het elektrodevest wordt verwisseld voor een “spiegelvest” voor CMR-scanning. Dit spiegelvest, waarbij elke elektrode wordt vervangen door een CMR-veilige referentiemarkering, vermijdt de noodzaak om alle 256 ECG-afleidingen na elke opname los te koppelen en stroomlijnt zo het proces. De CMR-scan wordt vervolgens uitgevoerd met behulp van een 3T of 1.5T MRI-systeem.

De onderzoekers testten hetzelfde herbruikbare vest op 77 deelnemers, waaronder 27 jonge gezonde vrijwilligers en 50 ouderen. Alle ECGI-opnamen werden zonder complicaties uitgevoerd en duurden minder dan 10 minuten per deelnemer.

<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="ECGI-team Onderzoekers en medewerkers betrokken bij de ontwikkeling en het gebruik van het ECGI-vest. (Met dank aan: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)” title=”Klik om de afbeelding in pop-up te openen” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- gedetailleerde-kaart-van-de-harten-elektrische-activiteit-fysica-wereld-3.jpg”>

Na het verzamelen van gegevens reconstrueerde het team epicardiale elektrogrammen en gebruikte deze om lokale elektrofysiologische parameters te berekenen, waaronder hartactivatietijd, repolarisatietijd en activeringsherstelintervallen. De totale nabewerking – inclusief segmentatie van hart-torso-geometrieën uit de CMR-scan, signaalmiddeling en reconstructie van epicardiale kaarten – duurde ongeveer 15 minuten per deelnemer.

De onderzoekers voerden variabiliteitsstudies uit bij twintig deelnemers, waarbij alle stappen in de nabewerkingspijplijn werden herhaald. De CMR-ECGI-workflow vertoonde een uitstekende reproduceerbaarheid, met een lage intra- en inter-observatorvariabiliteit in gemeten ECGI-parameters. Het team onderzocht ook de variabiliteit van de scan/herscan bij acht deelnemers, door de ECGI-opname en de CMR-scan minstens drie maanden na de oorspronkelijke metingen te herhalen, waarbij een hoge herhaalbaarheid werd waargenomen.

De vestmetingen brachten verschillen aan het licht tussen jonge en oudere deelnemers, waarbij elektrofysiologische parameters zoals repolarisatietijd en activeringsherstelinterval langer waren bij de oudere groep dan bij de jongere groep. Het team suggereert dat dit te wijten kan zijn aan leeftijdsgebonden veranderingen in de cardiale ionenkanalen en de calciumbehandeling, waardoor de duur en het herstel van de actiepotentiaal zouden veranderen.

Draagbare ECG biedt continue hartmonitoring

Het ECGI-vest is inmiddels bij 800 patiënten gebruikt en het team gebruikt het momenteel bij mensen met hartspieraandoeningen. “We gebruiken dit vest om de harten van patiënten met hypertrofische cardiomyopathie (verdikte hartspier) te bestuderen om te begrijpen of de ECGI-handtekening degenen kan identificeren die de genmutatie dragen voordat de verdikking begint en om te zien of de ECGI-handtekening het risico op plotselinge hartspieraanvallen kan voorspellen. dood”, zegt Captur.

“We gebruiken het vest ook in rust en tijdens inspanning om de harten van patiënten met een zwak hart (gedilateerde cardiomyopathie) te bestuderen, om te begrijpen of littekens in een specifiek deel van de hartspierwand het risico op een hartstilstand vergroten.”

Captur heeft het vest gepatenteerd in de VS en werkt er mee g.tec medische techniek, dat het prototype heeft gemaakt en nu het vest vervaardigt zodat andere onderzoekscentra het kunnen kopen en gebruiken.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/cardiac-vest-creates-detailed-map-of-the-hearts-electrical-activity/