Mokslininkai atskleidžia paslėptą širdies geometriją, kad pakeistų EKG interpretaciją

Londono King's koledžo mokslininkų tyrimas parodė, kad fizinė širdies padėtis krūtinėje daro didelę įtaką elektrokardiogramoje (EKG) užfiksuotiems elektriniams signalams – šis atradimas gali atverti kelią labiau individualizuotai ir tikslesnei širdies ligų diagnozei.

Naudojant daugiau nei 39 000 JK biobanko projekto dalyvių duomenis, tai vienas didžiausių iki šiol atliktų populiacijos tyrimų, nagrinėjančių širdies anatomijos ir jos elektrinio aktyvumo ryšį. Derindama 3D širdies vaizdus su EKG duomenimis, komanda sukūrė supaprastintus kiekvieno dalyvio širdies skaitmeninius dvynukus.

Šie suasmeninti modeliai leido tyrėjams ištirti, kaip širdies anatominė padėtis, vadinama anatomine ašimi, yra susijusi su erdviniu elektrinio aktyvumo matu arba elektrine ašimi. Tyrimas paskelbtas žurnale „PLOS Computational Biology“.

Skaitmeniniai dvyniai tampa galinga priemone širdies ir kraujagyslių tyrimuose, leidžiančia mokslininkams modeliuoti ir tirti širdies struktūrą bei funkcijas precedento neturinčiu detalumu. Šiame tyrime jie atliko svarbų vaidmenį atskleidžiant, kaip natūralūs širdies orientacijos pokyčiai, kuriuos lemia tokie veiksniai kaip kūno masės indeksas (KMI), lytis ir hipertenzija, gali reikšmingai paveikti EKG rodmenis.

„Didelio masto biomedicinos ištekliai, tokie kaip JK biobankas, sudaro sąlygas pacientui orientuotam ligų apibūdinimui, nes leidžia atlikti išsamią anatominių ir elektrofiziologinių populiacijos pokyčių analizę.“

„Šis darbas parodė sveikų ir sergančių asmenų širdies ašių skirtumus, pabrėždamas didesnio skaitmeninių dvynių suasmeninimo, geresnės prognozės ir ligos apibūdinimo potencialą, galiausiai leidžiantį teikti labiau suasmenintą klinikinę priežiūrą“, – sako Mohammadas Kayyali.

Tyrėjai pasiūlė naujus, standartizuotus anatominių ir elektrinių ašių apibrėžimus, pagrįstus jų išsidėstymu 3D erdvėje. Jie nustatė, kad žmonės, turintys didesnį KMI arba aukštą kraujospūdį, linkę turėti širdis, kurios yra horizontaliau išdėstytos krūtinėje, ir šis pokytis atsispindi jų EKG signaluose.

Tyrime taip pat nustatyti aiškūs vyrų ir moterų skirtumai: vyrų širdys paprastai yra labiau horizontalios nei moterų, ir šis struktūrinis skirtumas atsispindi paviršiaus elektriniame aktyvume. Šie lyčių skirtumai pabrėžia individualesnio EKG interpretavimo poreikį.

Nustatant ir kiekybiškai įvertinant šį kintamumą didelėje populiacijoje, tyrimas pabrėžia, kaip svarbu atskirti normalius anatominius požymius nuo ankstyvų ligos požymių. Tai gali padėti gydytojams anksčiau ir tiksliau nustatyti tokias būkles kaip hipertenzija, laidumo sutrikimai ar ankstyvi širdies raumens pokyčiai, ypač pacientams, kurių širdies orientacija nukrypsta nuo standartinių prielaidų.

„Gebėjimas kurti suasmenintus širdies ir kraujagyslių sistemos modelius (t. y. skaitmeninius dvynius) yra įdomi tyrimų sritis, kurioje tikimės rasti naujų parametrų, kurie galėtų geriau informuoti apie širdies ir kraujagyslių ligų prevenciją, diagnozę ir riziką. Šiame darbe pradedame tyrinėti šias neištirtas sritis ir tikimės netrukus pasiūlyti naujų būdų, kaip anksti aptikti tokias ligas kaip elektros laidumo sutrikimai“, – sako profesorius Pablo Lamata.

Šie rezultatai rodo ateitį, kai EKG nebebus interpretuojamos vienodai, o bus pritaikytos prie kiekvieno paciento unikalios anatomijos. Toks individualus požiūris galėtų sumažinti diagnostinių klaidų skaičių ir padėti atlikti ankstesnę, tikslesnę intervenciją.