Mapeamento da atividade fibrilatória cardíaca acurada: uma contribuição experimental

• Processo: 18/25606-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de julho de 2021 - 30 de junho de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: João Loures Salinet Júnior
• Beneficiário: João Loures Salinet Júnior
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Idágene Aparecida Cestari ; Ilija Uzelac ; John Andrew Sims ; Marcela Sorelli Carneiro Ramos ; María de la Salud Guillem Sánchez
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/15801-8 - Imagem eletrocardiográfica não invasiva da fibrilação atrial: uma contribuição experimental, BP.MS; 22/04567-4 - Estudo experimental sobre a caracterização não invasiva da fibrilação atrial, BP.MS; 20/03601-9 - Estudo experimental sobre a caracterização acurada do substrato atrial epicárdico durante a fibrilação atrial, BP.DR
• Assunto(s): Cardiologia Eletrofisiologia cardíaca Eletrocardiografia Fibrilação atrial Sinal biológico Estudo in situ Equipamentos e provisões hospitalares Experimentação animal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eletrofisiologia cardíaca | Experimentação Animal | Fibrilação atrial | mapeamento elétrico | Mapeamento óptico | Processamento de Sinais e Imagens | cardiologia

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)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SALINET, JOAO; MOLERO, RUBEN; SCHLINDWEIN, FERNANDO S.; KAREL, JOEL; RODRIGO, MIGUEL; LUIS ROJO-ALVAREZ, JOSE; BERENFELD, OMER; CLIMENT, ANDREU M.; ZENGER, BRIAN; VANHEUSDEN, FREDERIQUE; et al. Electrocardiographic Imaging for Atrial Fibrillation: A Perspective From Computer Models and Animal Experiments to Clinical Value. FRONTIERS IN PHYSIOLOGY, v. 12, APR 30 2021. (20/12841-3, 18/25606-2, 20/13017-2)

SALINET, JOAO; DE MOURA, FERNANDO SILVA; ROMANELI, RENATA; NERY DOS SANTOS, PEDRO MACHADO; ZAMAI, MATHEUS; PANERAI, RONNEY B.; DUARTE, ANDRE M.; BOR-SENG-SHU, EDSON; MACEDO SALINET, ANGELA SALOMAO. CAAos platform: an integrated platform for analysis of cerebral hemodynamics data. Physiological Measurement, v. 42, n. 10, OCT 1 2021. (18/25606-2, 19/09154-7, 20/02366-6)