Научници откривају скривену геометрију срца како би револуционисали тумачење ЕКГ-а

Студија научника са Кингс колеџа у Лондону открила је да физичка оријентација срца у грудима значајно утиче на електричне сигнале снимљене на електрокардиограму (ЕКГ) - откриће које би могло да отвори пут персонализованијој и прецизнијој дијагнози срчаних обољења.

Користећи податке више од 39.000 учесника у пројекту UK Biobank, ово је једна од највећих популационих студија до сада која испитује везу између анатомије срца и његове електричне активности. Комбиновањем 3Д снимања срца са ЕКГ подацима, тим је креирао поједностављене дигиталне близанце срца сваког учесника.

Ови персонализовани модели су омогућили истраживачима да проуче како се анатомски положај срца, познат као анатомска оса, односи на просторну меру електричне активности, односно електричну осу. Студија је објављена у часопису PLOS Computational Biology.

Дигитални близанци постају моћно оруђе у кардиоваскуларним истраживањима, омогућавајући научницима да моделирају и проучавају структуру и функцију срца са до сада невиђеним детаљима. У овој студији, они су одиграли кључну улогу у откривању како природне варијације у оријентацији срца, обликоване факторима као што су индекс телесне масе (ИТМ), пол и хипертензија, могу значајно утицати на очитавања ЕКГ-а.

„Велики биомедицински ресурси попут УК Биобанке отварају пут карактеризацији болести усмереној на пацијента омогућавајући детаљну анализу анатомских и електрофизиолошких варијација у популацији.“

„Овај рад је показао разлике у срчаним осама између здравих и болесних особа, истичући потенцијал за повећану персонализацију дигиталних близанаца и побољшану прогнозу и карактеризацију болести, што у крајњој линији омогућава персонализованију клиничку негу“, каже Мохамад Кајали.

Истраживачи су предложили нове, стандардизоване дефиниције за анатомске и електричне осе на основу њиховог поравнања у 3Д простору. Открили су да људи са вишим БМИ или високим крвним притиском имају тенденцију да имају срца која су постављена хоризонталније у грудима, а ова промена се одражава на њиховим ЕКГ сигналима.

Студија је такође открила јасне разлике између мушкараца и жена: мушка срца имају тенденцију да имају хоризонталнију оријентацију него женска, а ова структурна разлика се огледа у површинској електричној активности. Ове разлике између полова истичу потребу за индивидуализованијим приступом тумачењу ЕКГ-а.

Идентификовањем и квантификацијом ове варијабилности у великој популацији, студија истиче важност разликовања нормалних анатомских карактеристика и раних знакова болести. Ово може помоћи клиничарима да раније и прецизније идентификују стања као што су хипертензија, абнормалности проводљивости или ране промене у срчаном мишићу, посебно код пацијената чија срчана оријентација одступа од стандардних претпоставки.

„Могућност креирања персонализованих модела (тј. дигиталних близанаца) кардиоваскуларног система је узбудљиво подручје истраживања где се надамо да ћемо пронаћи нове параметре који могу боље информисати о превенцији, дијагнози и ризику од кардиоваскуларних болести. У овом раду почињемо да истражујемо ова неистражена подручја и надамо се да ћемо ускоро понудити нове начине за рано откривање стања као што су поремећаји електричне проводљивости“, каже професор Пабло Ламата.

Резултати указују на будућност у којој се ЕКГ-и више неће тумачити на универзалан начин, већ ће бити прилагођени јединственој анатомији сваког пацијента. Овај персонализовани приступ могао би да смањи дијагностичке грешке и подржи раније и прецизније интервенције.