Conocimiento Bóveda 3/31 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 3
Mapeo electrofisiológico no invasivo in vivo de todo el corazón
Gaby Captur, University College London (UK)
<Imagen del Resumen >

Gráfico de Conceptos & Resumen usando Claude 3 Opus | Chat GPT4 | Llama 3:

graph LR classDef noninvasive fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef vest fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef ecgi fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px; classDef clinical fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px; classDef limitations fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px; A["Gaby Captur"] --> B["Sistema de mapeo fisiológico no invasivo
junto con CMR. 1"] A --> C["Mapeo electrofisiológico: frentes de onda eléctricos,
electrofisiología alterada vinculada a arritmias. 2"] A --> D["Métodos invasivos robustos pero
no escalables. 3"] A --> E["ECGI: ECGs de alta resolución,
algoritmo de solución inversa. 4"] A --> F["Chaleco vincula MRI cardíaca,
mapa electrofisiológico personalizado. 5"] F --> G["MRI cardíaca: salud miocárdica,
mecánica, cicatriz. 6"] F --> H["Chaleco: electrodos textiles,
electrodos secos. 7"] H --> I["Grabación rápida, alto rendimiento. 8"] F --> J["Co-registro de electrodos: 'chaleco espejo',
enfoque sintético. 9"] F --> K["Excelente calidad de ECG,
electrodo de tierra. 10"] F --> L["CMR anatómico: alta resolución
pila HASTE transaxial. 11"] F --> M["Promedio de señales, segmentación
usando MATLAB. 12"] F --> N["Algoritmo de solución inversa:
mapas epicárdicos de 1000 nodos. 13"] F --> O["Electrogramas unipolares: tiempo de activación,
tiempo de repolarización, ARI. 14"] O --> P["ARI refleja potencial de acción,
cambios en la enfermedad. 15"] F --> Q["Buena reproducibilidad prueba-reprueba. 16"] A --> R["Estudio de cohorte de nacimiento británico de 1946. 17"] R --> S["Amiloidosis cardíaca: mecanismos tempranos
de la enfermedad. 18"] R --> T["Miocardiopatía hipertrófica: estratificación de riesgo,
enfermedad subclínica. 19"] R --> U["Miocardiopatía arritmogénica: firmas anormales,
correlación de cicatriz. 20"] A --> V["Modelos electromecánicos 4D:
arritmia, riesgo de muerte súbita. 21"] A --> W["Limitaciones: costos, validación,
desafíos de solución inversa. 22"] A --> X["Chaleco reutilizable vs
chaleco de un solo uso de Medtronic. 23"] A --> Y["Cobertura completa del pecho
para solución inversa. 24"] A --> Z["ECGI vs EEG/MEG:
distancia al corazón, estructuras. 25"] A --> AA["Chaleco de talla única, ajustable,
versión pediátrica planificada. 26"] AA --> AB["Electrodos G-Sahara: buen
contacto, fiabilidad. 27"] A --> AC["Chaleco de un solo uso de Medtronic:
preocupaciones de sostenibilidad ambiental. 28"] A --> AD["Sin artefactos de órganos vecinos,
eliminación de ruido por movimiento. 29"] A --> AE["800+ pacientes, potencial a gran escala
con validación. 30"] class B,C,D noninvasive; class F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,Q,AA,AB,AC vest; class E,Y,Z ecgi; class R,S,T,U,V clinical; class W,AD limitations;

Resumen:

1.-La Dra. Gabby discutió el desarrollo de un sistema de mapeo fisiológico no invasivo in vivo para trabajar junto con la resonancia magnética cardiovascular (CMR).

2.-El mapeo electrofisiológico observa los frentes de onda eléctricos que viajan a través del corazón latiendo para identificar la electrofisiología alterada vinculada a las arritmias.

3.-Los métodos actuales de mapeo electrofisiológico invasivo, como los calcetines de electrodos y los catéteres, proporcionan datos robustos pero no son factibles para un uso a gran escala.

4.-La imagen electrocardiográfica (ECGI) recoge ECGs de alta resolución desde la superficie del pecho y utiliza un algoritmo de solución inversa para generar mapas epicárdicos.

5.-El grupo de la Dra. Gabby desarrolló un chaleco para vincular los ricos datos de MRI cardíaca con el mapa electrofisiológico personalizado del paciente.

6.-La MRI cardíaca proporciona información detallada no invasiva sobre la salud del sustrato miocárdico, mecánica, perfusión, cicatriz y más sin radiación.

7.-Los prototipos iniciales del chaleco usaban electrodos textiles bordados. La versión actual utiliza electrodos secos GTEC G-Sahara que no requieren afeitado.

8.-La grabación del chaleco toma 5 minutos, y ponerse/quitarse el chaleco es rápido, lo que permite un alto rendimiento. Más de 800 pacientes lo han utilizado.

9.-El registro de posiciones de electrodos originalmente usaba un "chaleco espejo" con marcadores de MRI. Un nuevo enfoque sintético solo requiere marcadores de esquina.

10.-El chaleco proporciona datos de ECG de excelente calidad en 256 canales. Un electrodo de tierra sobre el hombro derecho mejora los resultados.

11.-Los datos de CMR anatómico se recogen usando una pila HASTE transaxial de alta resolución que cubre todo el torso.

12.-El promedio de señales de los datos de ECG se realiza usando código MATLAB interno. La segmentación del corazón actualmente es manual, pero se planea automatizarla.

13.-El algoritmo de solución inversa extensamente validado del Profesor Rudy se utiliza para generar mapas epicárdicos de 1000 nodos, excepto para el septo.

14.-Los electrogramas unipolares permiten extraer el tiempo de activación, el tiempo de repolarización y el intervalo de recuperación de activación (ARI) como biomarcadores electrofisiológicos clave.

15.-El ARI refleja la duración del potencial de acción. Los cambios en el ARI son más pronunciados en el miocardio enfermo.

16.-El chaleco y las líneas de análisis han demostrado buena reproducibilidad prueba-reprueba, un requisito clave para el uso clínico.

17.-El chaleco se utilizó para estudiar perfiles electrofisiológicos en 500 participantes de más de 70 años del famoso estudio de cohorte de nacimiento británico de 1946.

18.-Otro estudio de pacientes con amiloidosis cardíaca mostró que ECGI proporciona conocimientos más tempranos sobre los mecanismos de la enfermedad en comparación con el ECG de 12 derivaciones.

19.-En la miocardiopatía hipertrófica, ECGI distinguió entre alto y bajo riesgo de muerte cardíaca súbita e identificó enfermedad subclínica no detectada por ECG.

20.-En la miocardiopatía arritmogénica, las firmas anormales de ECGI se correlacionaron con áreas de cicatriz. Se necesita más trabajo en la estratificación de riesgos.

21.-El grupo de la Dra. Gabby está utilizando ECGI y CMR para desarrollar modelos de corazón electromecánicos 4D para predecir arritmias y riesgo de muerte súbita.

22.-Las limitaciones de ECGI incluyen los costos iniciales del equipo, la necesidad de validación clínica y los desafíos con la solución inversa.

23.-En comparación con el chaleco ECGI de un solo uso de Medtronic para CT, su chaleco reutilizable es más rentable y funciona con MRI.

24.-Los electrodos se colocan en todo el pecho porque la posición del corazón varía y se necesita cobertura completa para la solución inversa.

25.-El problema inverso de ECGI es similar al de EEG/MEG pero complicado por la mayor distancia del corazón a los electrodos y las estructuras intermedias.

26.-El chaleco de talla única se ajusta a la mayoría de los adultos, con correas de Velcro ajustables. Se planea una versión pediátrica. Los pacientes obesos generalmente se excluyen.

27.-Los electrodos G-Sahara hacen buen contacto con la piel incluso con vello en el pecho, eliminando la necesidad de afeitado. Su gran superficie ayuda a la fiabilidad.

28.-El chaleco de Medtronic es de un solo uso porque lavarlo dañaría la electrónica incorporada. Esto plantea preocupaciones de sostenibilidad ambiental.

29.-No hay artefactos de órganos vecinos que afecten a ECGI, pero los artefactos de movimiento durante las grabaciones de ejercicio requieren eliminación de ruido.

30.-Con más de 800 pacientes registrados, el chaleco permite estudios a gran escala y tiene potencial para la traducción clínica con mayor validación.

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