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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):23/12531-2 - Desenvolvimento de uma técnica de inativação do nodo atrioventricular para estudo da atividade elétrica durante fibrilação atrial em modelo experimental, BP.IC
23/06306-6 - Imagem eletrocardiográfica não invasiva da fibrilação atrial: uma contribuição experimental, BP.MS
23/04120-2 - Análise da influência de técnicas de pré-processamento na estimação da despolarização e repolarização dos eletrogramas do mapeamento elétrico e óptico, BP.IC
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)

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Publicações científicas (6)
(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)
CHU, GAVIN S.; LI, XIN; STAFFORD, PETER J.; VANHEUSDEN, FREDERIQUE J.; SALINET, JOAO L.; ALMEIDA, TIAGO P.; DASTAGIR, NAWSHIN; SANDILANDS, ALASTAIR J.; KIRCHHOF, PAULUS; SCHLINDWEIN, FERNANDO S.; et al. Simultaneous Whole-Chamber Non-contact Mapping of Highest Dominant Frequency Sites During Persistent Atrial Fibrillation: A Prospective Ablation Study. FRONTIERS IN PHYSIOLOGY, v. 13, p. 14-pg., . (17/00319-8, 18/25606-2)
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, . (18/25606-2, 19/09154-7, 20/02366-6)
SILES, J.; SALINET, J.; POLLNOW, S.; DOESSEL, O.; UZELAC, I; IEEE. Estimation of the Ablated Area size based on Local Conduction Velocity Simulations and animal experiments. 2021 COMPUTING IN CARDIOLOGY (CINC), v. N/A, p. 4-pg., . (20/03601-9, 18/25606-2)
SANDOVAL, I; MARQUES, V. G.; SIMS, J. A.; RODRIGO, M.; GUILLEM, M. S.; SALINET, J.; IEEE. Non-invasive Mechanism Classification and Localization in Supraventricular Cardiac Arrhythmias. 2021 COMPUTING IN CARDIOLOGY (CINC), v. N/A, p. 4-pg., . (18/25606-2)
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, . (20/12841-3, 18/25606-2, 20/13017-2)
SILES-PAREDES, JIMENA G.; CROWLEY, CHRISTOPHER J.; FENTON, FLAVIO H.; BHATIA, NEAL; IRAVANIAN, SHAHRIAR; SANDOVAL, ITALO; POLLNOW, STEFAN; DOSSEL, OLAF; SALINET, JOAO; UZELAC, ILIJA. Circle Method for Robust Estimation of Local Conduction Velocity High-Density Maps From Optical Mapping Data: Characterization of Radiofrequency Ablation Sites. FRONTIERS IN PHYSIOLOGY, v. 13, p. 15-pg., . (18/25606-2, 20/03601-9)

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