Imagem eletrocardiográfica não invasiva da fibrilação atrial: uma contribuição experimental

• Processo: 23/06306-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: João Loures Salinet Júnior
• Beneficiário: Angélica Drielly Santos de Quadros
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/25606-2 - Mapeamento da atividade fibrilatória cardíaca acurada: uma contribuição experimental, AP.JP
• Assunto(s): Diagnóstico Experimentação animal Fibrilação atrial Processamento de sinais Eletrofisiologia cardíaca
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: diagnóstico | Experimentação Animal | Fibrilação atrial | mapeamento elétrico | Processamento de Sinais | Eletrofisiologia cardíaca

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 em saúde. 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 a 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 deste projeto é de customizar o método de imagem eletrocardiográfica não invasiva (iECG) para geração de mapas eletrofisiológicos do epicárdio em modelo experimental in situ de FA induzida com estimulação elétrica. Isto permitirá identificar padrões intrínsecos de cada mecanismo de forma não invasiva, e projetados no epicárdio do coração. 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. Os eletrogramas do epicárdio serão coletados por eletrodos unipolares de contato. A aquisição da atividade elétrica não invasiva será por 64 eletrodos a serem distribuídos nas faces de um tanque hexagonal de acrílico e translúcido, aos que estarão em contato com uma solução de Krebs-Henseleit ou Tyrode aquecida (37oC). 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 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 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 do epicárdio. Isto permitirá a classificação dos padrões da FA refletidos no epicárdio de forma não invasiva. Através de um pipeline de técnicas de pré-processamento e pós-processamento a serem aplicadas nos sinais estimados do epicárdio pretende-se gerar mapas 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.