Colete cardíaco cria mapa detalhado da atividade elétrica do coração – 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="Ferramenta de triagem econômica O colete ECGI desenvolvido na UCL, usado por um estudante de medicina. (Cortesia: Instituto UCL de Ciências Cardiovasculares/James Tye)”>

Um colete reutilizável que gera mapas de alta resolução da atividade elétrica do coração pode ajudar a identificar pessoas em risco de morte súbita cardíaca. Desenvolvido por uma equipe liderada pela University College London (UCL), o colete combina dados elétricos registrados por seus 256 sensores com imagens detalhadas de ressonância magnética de estruturas cardíacas para criar mapas em tempo real de ativação cardíaca e padrões de recuperação.

Existem 4 a 5 milhões de casos de morte cardíaca súbita todos os anos em todo o mundo, a maioria causada por distúrbios do ritmo cardíaco. Desfibriladores cardioversores implantáveis ​​que monitoram o ritmo do coração e, se necessário, fazem o choque voltar ao ritmo normal podem salvar vidas. Mas um dispositivo implantado apresenta os seus próprios riscos, tornando essencial identificar como uma determinada anormalidade estrutural cardíaca pode afetar o risco de morte súbita cardíaca.

Embora o mapeamento eletrofisiológico detalhado possa quantificar esse risco, tais procedimentos são demorados, caros e muitas vezes altamente invasivos. Em vez disso, os investigadores propõem a utilização de imagens electrocardiográficas (ECGI) – uma técnica não invasiva que combina a geometria cardíaca e do tronco com potenciais de superfície corporal registados a partir de múltiplos eléctrodos. Como o ECGI é de alta resolução e corrige a anatomia, ele pode detectar fenômenos elétricos ricos em informações que seriam perdidos pelo ECG convencional de 12 derivações.

“O ECG coleta sinais apenas de 12 pontos limitados na superfície do coração – o que não é suficiente para gerar um mapa 3D de todo o fluxo de dados elétricos através do coração”, explica o desenvolvedor do colete. Gabriella Captur. “Para construir tal mapa é necessário um método de coleta de dados denso e de alta resolução como o ECGI. Com o ECGI, temos 256 derivações na frente e atrás e as processamos para produzir 1000 nós individuais em cada coração.”

“O ECG de 12 derivações é como olhar o céu noturno a olho nu”, diz Captur Mundo da física. “O colete ECGI é como olhar para o espaço profundo usando o telescópio James Webb quando de repente todo o universo está repleto de estrelas.”

Ao contrário das abordagens anteriores de ECGI que usavam tomografia computadorizada para imagens anatômicas, o novo colete usa ressonância magnética cardiovascular (RMC) livre de radiação para fornecer dados sobre a estrutura e função cardíaca.

“A ressonância magnética é o 'Rolls Royce' da imagem cardíaca. Ele nos diz quais seções da parede do músculo cardíaco, se houver, estão mortas, com cicatrizes, inflamadas, enfraquecidas ou feridas”, diz Captur. “Pela primeira vez podemos dizer com precisão como estas alterações na parede do músculo cardíaco estão a afectar a parte eléctrica do coração, com vantagens óbvias em termos de previsão da probabilidade de ritmos cardíacos perigosos ou de resposta à terapia.”

Teste o colete

O colete ECGI, descrito no Jornal de ressonância magnética cardiovascular, é uma vestimenta de algodão bordada com 256 eletrodos secos de base têxtil (2 × 2 cm), com um conector de grafite em cada eletrodo para conectar a derivação de ECG. Como utiliza eletrodos secos, em vez de eletrodos metálicos que exigem uma camada de gel próxima à pele, o colete (sem as derivações de ECG) é totalmente lavável e reutilizável – proporcionando uma ferramenta de triagem econômica.

Para a coleta de dados de ECG, o colete do eletrodo é preso ao redor do tórax do paciente, com um colete inflável usado por cima para maximizar o contato pele-eletrodo. Os potenciais da superfície corporal são registrados por 5 min, após os quais o colete do eletrodo é trocado por um “colete espelho” para varredura CMR. Este colete espelhado, no qual cada eletrodo é substituído por um marcador fiducial seguro para CMR, evita a necessidade de desconectar todas as 256 derivações de ECG após cada registro e, assim, agiliza o processo. A varredura CMR é então realizada usando um sistema de ressonância magnética 3T ou 1.5T.

Os pesquisadores testaram o mesmo colete reutilizável em 77 participantes, incluindo 27 jovens voluntários saudáveis ​​e 50 idosos. Todas as gravações de ECGI foram concluídas sem complicações e demoraram menos de 10 minutos por participante.

<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="Equipe ECGI Pesquisadores e pessoal envolvido no desenvolvimento e utilização do colete ECGI. (Cortesia: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye)” title=”Clique para abrir a imagem no pop-up” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/cardiac-vest-creates- mapa-detalhado-dos-corações-atividade-elétrica-física-mundo-3.jpg”>

Após a coleta de dados, a equipe reconstruiu eletrogramas epicárdicos e os usou para calcular parâmetros eletrofisiológicos locais, incluindo tempo de ativação cardíaca, tempo de repolarização e intervalos de recuperação de ativação. O pós-processamento total – incluindo segmentação das geometrias coração-torso da ressonância magnética, média de sinal e reconstrução de mapas epicárdicos – levou aproximadamente 15 minutos por participante.

Os pesquisadores realizaram estudos de variabilidade em 20 participantes, que incluíram a repetição de todas as etapas do pipeline de pós-processamento. O fluxo de trabalho CMR-ECGI mostrou excelente reprodutibilidade, com baixa variabilidade intra e interobservador nos parâmetros medidos de ECGI. A equipe também examinou a variabilidade de exame/reexame em oito participantes, repetindo o registro do ECGI e o exame de RMC pelo menos três meses após as medições originais, observando alta repetibilidade.

As medidas dos coletes revelaram diferenças entre participantes jovens e mais velhos, com parâmetros eletrofisiológicos como tempo de repolarização e intervalo de recuperação de ativação prolongados nos mais velhos em comparação com o grupo mais jovem. A equipe sugere que isso pode ser devido a alterações relacionadas à idade nos canais iônicos cardíacos e no manuseio do cálcio, que alterariam a duração e a recuperação do potencial de ação.

O ECG vestível fornece monitoramento cardíaco contínuo

O colete ECGI já foi utilizado em 800 pacientes, e a equipe está atualmente utilizando-o em pessoas com distúrbios do músculo cardíaco. “Estamos usando este colete para estudar os corações de pacientes com cardiomiopatia hipertrófica (espessamento do músculo cardíaco) para entender se a assinatura do ECGI pode identificar aqueles que carregam a mutação genética antes do início do espessamento e para ver se a assinatura do ECGI pode prever o risco de doença súbita. morte”, diz Captur.

“Também estamos usando o colete em repouso e durante o exercício para estudar o coração de pacientes com coração fraco (cardiomiopatia dilatada), para entender se a cicatriz em uma seção específica da parede do músculo cardíaco aumenta o risco de ter uma parada cardíaca.”

Captur patenteou o colete nos EUA e está trabalhando com engenharia médica g.tec, que criou o protótipo e agora fabrica o colete para compra e uso de outros centros de pesquisa.

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