Mejoras en el análisis de los patrones eléctricos cardíacos

Los mapas electroanatómicos se construyen a partir del procesamiento de datos obtenidos de electrogramas intracardíacos / UPF

Herramientas computacionales cuantitativas para la interpretación de mapas electroanatómicos en cardiología

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Un trabajo coordinado por Oscar Camara, investigador del grupo de investigación Physense, publicado en el IEEE Journal of Translational Enginnering in Health and Medicine, que aporta soluciones para el análisis de los patrones eléctricos cardíacos.

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UPF / La adquisición de datos clínicos de un paciente incluye un conjunto de técnicas y procedimientos para obtener señales e imágenes del cuerpo humano con propósitos clínicos, para diagnosis de enfermedades, o científicos para el estudio de la anatomía normal y su función.

El estudio ha tenido como objetivo principal encontrar procedimientos para evaluar los cambios en la activación eléctrica del corazón 

Los mapas electroanatómicos (EAM, ElectroAnatomical Maps) son un tipo de datos médicos que fusionan información anatómica y eléctrica y que son muy utilizados en cardiología para el análisis de la activación eléctrica en enfermedades específicas. Dan información tridimensional detallada del voltaje y del tiempo de activación y sirven de guía en intervenciones tales como la ablación por radiofrecuencia de arritmias cardíacas complejas.

Un estudio llevado a cabo por miembros del grupo de investigación Physense (Sensing in Physiology and  Biomedicine), coordinado por Oscar Camara, investigador del Departamento de Tecnologías de la información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, ha tenido como objetivo principal encontrar procedimientos para evaluar los cambios en la activación eléctrica del corazón en un paciente en diferentes instantes de tiempo y las diferencias entre diferentes individuos, ayudando a entender mejor los mecanismos fisiopatológicos que concurren en las enfermedades cardíacas.

En este estudio, publicado el 6 de enero del 2017 en el IEEE Journal of Translational Enginnering in Health and Medicine, han participado otros miembros del grupo de investigación Physense : David Soto Iglesias, como primer autor, Constantine Butakkof y Bart Bijnens ( ICREA), conjuntamente con investigadores del Departamento de Cardiología del Hospital Clínico de Barcelona y del grupo de Investigación Asclepios de Inria Sophie-Antipolis de Francia.

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Los mapas electroanatómicos proporcionan una malla anatómica de actividad eléctrica

Los mapas electroanatómicos se construyen a partir del procesamiento de datos obtenidos de electrogramas intracardíacos situados de tal forma que proporcionan una malla anatómica formada a partir de un conjunto discreto de puntos de los que se dispone de información eléctrica y anatómica. Con esta información se llevan a cabo análisis cualitativos de los cambios que se producen en los patrones de actividad eléctrica cardíaca en diferentes condiciones, como por ejemplo en caso de bloqueo de rama izquierdo, o en el caso de implantación de un dispositivo de resincronización cardiaca o marcapasos.

Sin embargo, los mapas electroanatómicos son difíciles de comparar, dado que dependen extremadamente de diferentes factores tales como la anatomía del paciente; el número, la ubicación y la exactitud de los puntos de los que se han hecho la adquisición de los datos, etc. Superar estas limitaciones constituye todo un reto y el trabajo de Oscar Camara et al., aporta soluciones para el análisis de los patrones eléctricos de los mapas electroanatómicos de pacientes.

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Un método que analiza los patrones de activación eléctrica de la malla anatómica

La primera contribución del trabajo ha sido la elaboración de una representación automática bidimensional del comportamiento de los ventrículos izquierdo y derecho del corazón obtenida a partir del mapeo electroanatómico tridimensional.

Los resultados obtenidos confirman ciertas hipótesis sobre la localización óptima de los electrodos en dispositivos de resincronización cardiaca

La segunda contribución ha sido la creación de un conjunto de índices derivados de la activación eléctrica cardíaca: velocidad y propagación de las ondas eléctricas, histogramas para el análisis de diferencias eléctricas locales en los ventrículos, etc. que los investigadores han aplicado en un modelo experimental para identificar los mecanismos fisiológicos subyacentes al bloqueo de rama izquierda y el análisis del tratamiento para resincronización cardiaca.

Para ilustrar los beneficios de este procedimiento, los autores han generado un conjunto de patrones de activación sintéticos controlables sobre los que poder hacer las representaciones necesarias y validar los índices y el modelo propuesto. De este modo, han analizado y comparado patrones eléctricos de activación en modelo porcino, concretamente en cuatro animales, dos sin ninguna enfermedad, y dos con infarto de miocardio inducido y con un dispositivo de resincronización cardiaca implantado. Los resultados obtenidos confirman ciertas hipótesis sobre la localización óptima de los electrodos en dispositivos de resincronización cardiaca.

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Referencia bibliográfica: 
David Soto Iglesias, Nicolas Duchateau, Constantine Butakoff, David Andreu, Juan fernández-Armenta, Bart Bijnens, Antonio Berruezo, Marta Sitges, Oscar Camara (2017),“QuantitativeAnalysis of Electro-Anatomical Maps: Application to an Experimental Model of Left Bundle Branch Block / Cardiac Resynchronization Therapy“, el IEEE Journal of Translational Enginnering in Health and Medicine, doi .: 10.1109 / JTEHM.2016.2634006.

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