Natuklasan ng mga Siyentista ang Hidden Geometry ni Heart para Baguhin ang Interpretasyon ng ECG

Natuklasan ng isang pag-aaral ng mga siyentipiko sa King's College London na ang pisikal na oryentasyon ng puso sa dibdib ay makabuluhang nakakaimpluwensya sa mga electrical signal na naitala sa isang electrocardiogram (ECG) - isang pagtuklas na maaaring magbigay ng daan para sa mas personalized at tumpak na diagnosis ng sakit sa puso.

Gamit ang data mula sa higit sa 39,000 kalahok sa UK Biobank project, isa ito sa pinakamalaking pag-aaral na nakabatay sa populasyon hanggang ngayon na sinusuri ang kaugnayan sa pagitan ng anatomy ng puso at ng electrical activity nito. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng 3D cardiac imaging sa ECG data, lumikha ang team ng pinasimpleng digital twins ng puso ng bawat kalahok.

Ang mga personalized na modelong ito ay nagbigay-daan sa mga mananaliksik na pag-aralan kung paano nauugnay ang anatomical na posisyon ng puso, na kilala bilang anatomical axis, sa isang spatial na sukat ng electrical activity, o ang electrical axis. Ang pag-aaral ay na-publish sa journal PLOS Computational Biology.

Ang mga digital twin ay nagiging isang makapangyarihang tool sa cardiovascular research, na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na magmodelo at pag-aralan ang istraktura at paggana ng puso sa hindi pa nagagawang detalye. Sa pag-aaral na ito, ginampanan nila ang isang mahalagang papel sa pagsisiwalat kung paano ang mga natural na pagkakaiba-iba sa oryentasyon ng puso, na hinuhubog ng mga salik tulad ng body mass index (BMI), kasarian at hypertension, ay maaaring makabuluhang makaapekto sa mga pagbabasa ng ECG.

"Ang malalaking biomedical na mapagkukunan tulad ng UK Biobank ay nagbibigay daan para sa pasyente-sentrik na paglalarawan ng mga sakit sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa detalyadong pagsusuri ng anatomical at electrophysiological na mga pagkakaiba-iba sa populasyon.

Ang gawaing ito ay nagpakita ng mga pagkakaiba sa mga palakol ng puso sa pagitan ng malusog at may sakit na mga indibidwal, na nagpapakita ng potensyal para sa mas mataas na pag-personalize ng mga digital na kambal at pinahusay na pagbabala at paglalarawan ng sakit, na sa huli ay nagbibigay-daan para sa mas personalized na klinikal na pangangalaga," sabi ni Mohammad Kayyali.

Ang mga mananaliksik ay nagmungkahi ng mga bago, standardized na mga kahulugan para sa parehong anatomical at electrical axes batay sa kanilang pagkakahanay sa 3D space. Natagpuan nila na ang mga taong may mas mataas na BMI o mataas na presyon ng dugo ay may posibilidad na magkaroon ng mga puso na mas nakaposisyon nang pahalang sa dibdib, at ang pagbabagong ito ay makikita sa kanilang mga signal ng ECG.

Natuklasan din ng pag-aaral ang malinaw na pagkakaiba sa pagitan ng mga lalaki at babae: ang mga puso ng lalaki ay may posibilidad na magkaroon ng mas pahalang na oryentasyon kaysa sa mga babae, at ang pagkakaiba sa istruktura na ito ay makikita sa pang-ibabaw na aktibidad ng kuryente. Itinatampok ng mga pagkakaiba ng kasarian na ito ang pangangailangan para sa isang mas indibidwal na diskarte sa interpretasyon ng ECG.

Sa pamamagitan ng pagtukoy at pagsukat ng pagkakaiba-iba na ito sa isang malaking populasyon, itinatampok ng pag-aaral ang kahalagahan ng pagkilala sa pagitan ng mga normal na anatomical feature at mga maagang palatandaan ng sakit. Maaaring makatulong ito sa mga clinician na matukoy ang mga kondisyon tulad ng hypertension, mga abnormalidad sa pagpapadaloy, o maagang pagbabago sa kalamnan ng puso nang mas maaga at mas tumpak, lalo na sa mga pasyente na ang oryentasyon ng puso ay lumilihis mula sa karaniwang mga pagpapalagay.

"Ang kakayahang lumikha ng mga personalized na modelo (ibig sabihin, digital twins) ng cardiovascular system ay isang kapana-panabik na lugar ng pananaliksik kung saan umaasa kaming makahanap ng mga bagong parameter na mas makakapagbigay-alam sa pag-iwas, pagsusuri at panganib ng cardiovascular disease. Sa gawaing ito, sinisimulan naming tuklasin ang mga hindi pa natutuklasang lugar na ito at umaasa na sa lalong madaling panahon ay mag-alok ng mga bagong paraan upang makita ang mga kondisyon tulad ng mga electrical conduction disorder nang maaga, "sabi ni Propesor Pablo Lamata.

Ang mga natuklasan ay tumuturo sa isang hinaharap kung saan ang mga ECG ay hindi na binibigyang-kahulugan sa isang sukat na angkop sa lahat, ngunit iniayon sa natatanging anatomya ng bawat pasyente. Ang isinapersonal na diskarte na ito ay maaaring mabawasan ang mga diagnostic error at suportahan ang mas maaga, mas tumpak na mga interbensyon.