Para saintis Mendedahkan Geometri Tersembunyi Jantung untuk Merevolusikan Tafsiran ECG

Kajian oleh saintis di King's College London telah mendapati bahawa orientasi fizikal jantung di dada mempengaruhi isyarat elektrik yang direkodkan pada elektrokardiogram (ECG) - penemuan yang boleh membuka jalan untuk diagnosis penyakit jantung yang lebih diperibadikan dan tepat.

Menggunakan data daripada lebih 39,000 peserta dalam projek Biobank UK, ini merupakan salah satu kajian berasaskan populasi terbesar setakat ini yang mengkaji hubungan antara anatomi jantung dan aktiviti elektriknya. Dengan menggabungkan pengimejan jantung 3D dengan data ECG, pasukan itu mencipta kembar digital yang dipermudahkan bagi setiap hati peserta.

Model yang diperibadikan ini membolehkan para penyelidik mengkaji bagaimana kedudukan anatomi jantung, yang dikenali sebagai paksi anatomi, berkaitan dengan ukuran spatial aktiviti elektrik, atau paksi elektrik. Kajian itu diterbitkan dalam jurnal PLOS Computational Biology.

Kembar digital menjadi alat yang berkuasa dalam penyelidikan kardiovaskular, membolehkan saintis memodelkan dan mengkaji struktur dan fungsi jantung dalam perincian yang tidak pernah berlaku sebelum ini. Dalam kajian ini, mereka memainkan peranan penting dalam mendedahkan bagaimana variasi semula jadi dalam orientasi jantung, yang dibentuk oleh faktor seperti indeks jisim badan (BMI), jantina dan hipertensi, boleh menjejaskan bacaan ECG dengan ketara.

“Sumber bioperubatan berskala besar seperti UK Biobank sedang membuka jalan untuk pencirian penyakit yang berpusatkan pesakit dengan membenarkan analisis terperinci variasi anatomi dan elektrofisiologi dalam populasi.

Kerja ini menunjukkan perbezaan dalam paksi jantung antara individu yang sihat dan berpenyakit, menonjolkan potensi peningkatan pemperibadian kembar digital dan prognosis dan pencirian penyakit yang lebih baik, akhirnya membolehkan penjagaan klinikal yang lebih diperibadikan, "kata Mohammad Kayyali.

Para penyelidik mencadangkan takrifan piawai baharu untuk kedua-dua paksi anatomi dan elektrik berdasarkan penjajaran mereka dalam ruang 3D. Mereka mendapati bahawa orang yang mempunyai BMI yang lebih tinggi atau tekanan darah tinggi cenderung mempunyai jantung yang diletakkan lebih mendatar di dada, dan anjakan ini ditunjukkan dalam isyarat ECG mereka.

Kajian itu juga mendapati perbezaan yang jelas antara lelaki dan wanita: hati lelaki cenderung mempunyai orientasi yang lebih mendatar daripada wanita, dan perbezaan struktur ini dicerminkan dalam aktiviti elektrik permukaan. Perbezaan jantina ini menyerlahkan keperluan untuk pendekatan yang lebih individu untuk tafsiran ECG.

Dengan mengenal pasti dan mengukur kebolehubahan ini merentas populasi yang besar, kajian itu menyerlahkan kepentingan membezakan antara ciri anatomi normal dan tanda awal penyakit. Ini boleh membantu doktor mengenal pasti keadaan seperti hipertensi, keabnormalan pengaliran, atau perubahan awal dalam otot jantung lebih awal dan lebih tepat, terutamanya pada pesakit yang orientasi jantungnya menyimpang daripada andaian standard.

"Keupayaan untuk mencipta model yang diperibadikan (iaitu kembar digital) sistem kardiovaskular adalah bidang penyelidikan yang menarik di mana kami berharap untuk mencari parameter baharu yang boleh memaklumkan pencegahan, diagnosis dan risiko penyakit kardiovaskular dengan lebih baik. Dalam kerja ini, kami mula meneroka kawasan yang belum diterokai ini dan berharap untuk tidak lama lagi menawarkan cara baharu untuk mengesan keadaan seperti gangguan pengaliran elektrik lebih awal, "kata Profesor Pablo Lamata.

Penemuan ini menunjukkan masa depan di mana ECG tidak lagi ditafsirkan dengan cara satu saiz untuk semua, tetapi disesuaikan dengan anatomi unik setiap pesakit. Pendekatan yang diperibadikan ini boleh mengurangkan ralat diagnostik dan menyokong intervensi yang lebih awal dan lebih tepat.