Znanstvenici otkrivaju skrivenu geometriju srca kako bi revolucionirali interpretaciju EKG-a

Studija znanstvenika s King's Collegea u Londonu otkrila je da fizička orijentacija srca u prsima značajno utječe na električne signale zabilježene na elektrokardiogramu (EKG-u) - otkriće koje bi moglo utrti put personaliziranijoj i točnijoj dijagnozi srčanih bolesti.

Koristeći podatke više od 39 000 sudionika u projektu UK Biobank, ovo je jedna od najvećih populacijskih studija do danas koja ispituje odnos između anatomije srca i njegove električne aktivnosti. Kombiniranjem 3D snimanja srca s EKG podacima, tim je stvorio pojednostavljene digitalne blizance srca svakog sudionika.

Ovi personalizirani modeli omogućili su istraživačima da prouče kako se anatomski položaj srca, poznat kao anatomska os, odnosi na prostornu mjeru električne aktivnosti ili električnu os. Studija je objavljena u časopisu PLOS Computational Biology.

Digitalni blizanci postaju moćan alat u kardiovaskularnim istraživanjima, omogućujući znanstvenicima modeliranje i proučavanje strukture i funkcije srca u dosad neviđenim detaljima. U ovoj studiji odigrali su ključnu ulogu u otkrivanju kako prirodne varijacije u orijentaciji srca, oblikovane čimbenicima poput indeksa tjelesne mase (BMI), spola i hipertenzije, mogu značajno utjecati na očitanja EKG-a.

„Veliki biomedicinski resursi poput britanske Biobanke utiru put karakterizaciji bolesti usmjerenoj na pacijenta omogućujući detaljnu analizu anatomskih i elektrofizioloških varijacija u populaciji.“

„Ovaj rad pokazao je razlike u srčanim osima između zdravih i oboljelih osoba, ističući potencijal za povećanu personalizaciju digitalnih blizanaca te poboljšanu prognozu i karakterizaciju bolesti, što u konačnici omogućuje personaliziraniju kliničku skrb“, kaže Mohammad Kayyali.

Istraživači su predložili nove, standardizirane definicije za anatomske i električne osi na temelju njihovog poravnanja u 3D prostoru. Otkrili su da ljudi s višim BMI ili visokim krvnim tlakom imaju tendenciju da imaju srca koja su postavljena horizontalnije u prsima, a ta se promjena odražava na njihove EKG signale.

Studija je također otkrila jasne razlike između muškaraca i žena: muška srca imaju tendenciju horizontalnije orijentacije od ženskih, a ta strukturna razlika odražava se u površinskoj električnoj aktivnosti. Ove spolne razlike ističu potrebu za individualnijim pristupom interpretaciji EKG-a.

Identificiranjem i kvantificiranjem ove varijabilnosti u velikoj populaciji, studija naglašava važnost razlikovanja normalnih anatomskih značajki i ranih znakova bolesti. To može pomoći kliničarima da ranije i točnije identificiraju stanja poput hipertenzije, abnormalnosti provođenja ili ranih promjena u srčanom mišiću, posebno kod pacijenata čija srčana orijentacija odstupa od standardnih pretpostavki.

„Sposobnost stvaranja personaliziranih modela (tj. digitalnih blizanaca) kardiovaskularnog sustava uzbudljivo je područje istraživanja u kojem se nadamo pronaći nove parametre koji mogu bolje informirati o prevenciji, dijagnozi i riziku od kardiovaskularnih bolesti. U ovom radu počinjemo istraživati ova neistražena područja i nadamo se da ćemo uskoro ponuditi nove načine za rano otkrivanje stanja poput poremećaja električne vodljivosti“, kaže profesor Pablo Lamata.

Nalazi ukazuju na budućnost u kojoj se EKG-ovi više neće interpretirati na univerzalni način, već će se prilagođavati jedinstvenoj anatomiji svakog pacijenta. Ovaj personalizirani pristup mogao bi smanjiti dijagnostičke pogreške i podržati ranije i točnije intervencije.