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Mapeamento da atividade fibrilatória cardíaca acurada: uma contribuição experimental

Resumo

A Fibrilação Atrial (FA) é a arritmia cardíaca sustentada mais frequente na prática clínica, afetando entre 1 a 2 % da população mundial. Esse distúrbio tem alta morbidade e mortalidade, e tornou-se uma epidemia cardiovascular não infecciosa crônica, que representa uma séria ameaça à saúde humana, tornando um importante problema de saúde pública, e consumo de recursos. Nas últimas décadas a pesquisa básica e clínica possibilitou grandes avanços no aprimoramento do diagnóstico e tratamento da FA, tendo seu mecanismo gradualmente elucidado, mas não totalmente esclarecido. Durante a FA, a interpretação dos sinais e mapas disponibilizados pelos sistemas comerciais de mapeamento elétrico em muitos casos é complexo e incerta, dificultando a correta caracterização e localização das fontes arritmogênicas, reduzindo a eficácia do tratamento por ablação. A identificação correta do tipo de mecanismo e sua localização é o atual desafio dos eletrofisiologistas. Devido à complexidade desta arritmia e grande sensitividade a erros pelos atuais sistemas comerciais é importante que validações de propostas sejam feitas de forma cuidadosa sob através de experimentos com condições controladas mimetizando situações clínicas. O objetivo central deste projeto é de propor um modelo experimental in situ de FA induzida com estimulação elétrica e aquisição simultânea da atividade elétrica do epicárdio e de forma não invasiva para customização dos tradicionais mapas investigatórios durante FA. Os experimentos serão conduzidos em corações isolados de coelhos reperfundidos utilizando preparação Langendorff. A indução da FA será por um protocolo de restituição da estimulação por trem de pulsos padrão (S1-S1) no átrio esquerdo. A aquisição dos biopotenciais no epicárdio será realizada simultaneamente por eletrodos unipolares de contato e por um sistema de mapeamento óptico panorâmico. A aquisição da atividade elétrica não invasiva será por 64 eletrodos distribuídos igualmente entre as faces de um tanque hexagonal de acrílico e translúcido, aos que estarão em contato com uma solução de Krebs-Henseleit ou Tyrode aquecida (37°C). Assim, o coração estará submerso no tanque com a solução nutriente em seu interior, de forma a manter sua atividade fisiológica e conduzir seus impulsos elétricos até os eletrodos da face do tanque. A partir dos sinais de não contato serão estimados os do epicárdio pelo método de imagem eletrocardiográfica não invasiva (iECG) através discretização das superfícies 3D do epicárdio e torso em elementos triangulares e a utilização do método de regularização de Tikhonov. As análises dos sinais e geração dos mapas eletrofisiológicos e eletrocardiográficos serão realizadas utilizando o software Matlab Versão 9.7 (R2019) (Mathworks, Inc.). Métricas e mapas no domínio do tempo e frequência serão calculadas a partir dos sinais ópticos e elétricos do epicárdio e não-invasivos. Através de um pipeline de técnicas de pré-processamento e pós-processamento a serem aplicadas nos sinais obtidos pelo mapeamento elétrico, pretende-se gerar mapas durante a FA mais realísticos com a fisiopatologia da FA. O presente projeto de pesquisa, inspirado pelo caráter interdisciplinar entre as áreas da engenharia e da saúde, une vertentes importantes na área de processamento de sinais biológicos, hardware e experimentação animal contemplando desde a validação das técnicas a uma possível implementação em equipamentos médico-hospitalares. O aperfeiçoamento e desenvolvimento de novas técnicas a serem implementadas as atuais tecnologias de saúde representa assim uma inovação a fim de contribuir no diagnóstico e prognóstico médico dentro de ambientes médico-hospitalares. (AU)