La fibrilación auricular es la forma más prevalente de arritmia cardíaca, afectando a hasta 6 millones de personas solo en los EE. UU. Los tratamientos habituales para las formas graves del fenómeno de los golpes erráticos son controvertidos, y guiado por métodos de detección que aún no están estandarizados o completamente refinados. Pero una nueva investigación de un grupo diverso de científicos interdisciplinarios, publicado esta semana en la revista Caos , ofrece un enfoque computacional para comprender los factores importantes que intervienen en la medición de las ondas de excitación cardíaca.

Si bien las arritmias pueden ser un síntoma asociado con múltiples enfermedades, su comportamiento fundamental surge de ondas de excitación y cómo se propagan a través del tejido del músculo cardíaco. Estas ondas pueden adoptar geometrías espirales, llamados rotores, que se cree que son importantes para iniciar y mantener la fibrilación auricular.

Para algunos casos graves, El tratamiento puede incluir la ablación —destrucción efectiva— de áreas localizadas de tejido cardíaco donde los cardiólogos identifican presuntos rotores. Aunque la ablación de rotores reclama una serie de pacientes satisfechos, su éxito general sigue siendo controvertido. Esto se debe en parte a los desacuerdos relacionados con los enfoques de diagnóstico utilizados para caracterizar los fenómenos subyacentes e identificar los rotores.

Leon Glass y Alvin Shrier, ambos profesores de fisiología en la Universidad McGill en Canadá, han estado estudiando rotores en células cardíacas de pollitos embrionarios. Junto con Min Ju You, un estudiante de pregrado en ese momento, el cosmólogo Matt Dobbs, y otros dos investigadores, identificaron efectos engañosos que surgen de los métodos utilizados para mapear la dinámica.

"Los cardiólogos están midiendo la actividad local en varios lugares diferentes y tratando de reconstruir lo que está sucediendo en base a eso, "Dijo Glass." La pregunta es cuáles son los errores en ese procedimiento. Los problemas surgen porque no hay una comprensión clara del proceso de análisis de la medición. Siempre tendrás una determinada resolución espacial, una determinada resolución temporal. ... "

Glass y su equipo desarrollaron una técnica algorítmica para mapear las activaciones de ondas espirales medidas en muestras monocapa de 1 centímetro de ancho de células cardíacas embrionarias de pollo. etiquetado con tintes fluorescentes sensibles al calcio que hacen que los rotores sean radiantes para la detección óptica directa.

Este modelo simplificado permite realizar mediciones con una precisión mucho mayor que los métodos de detección basados ​​en catéteres utilizados en pacientes vivos (humanos). pero este es en realidad un factor que el equipo de investigación estaba tratando de resaltar. Con su algoritmo, pudieron mostrar algunos de los efectos engañosos de los errores de muestreo y las discrepancias de resolución.

"Cuando tienes un medio heterogéneo, como es el tejido real, entonces puede haber complicaciones debido a múltiples velocidades de conducción y geometrías complicadas de propagación de ondas de diferentes fuentes, ", dijo Glass." Puede haber falsos positivos, es posible que esté viendo algo que realmente no esté allí, [o] puede haber falsos negativos, es posible que no detectes algo que realmente está ahí, y para todos ellos, existen requisitos de datos en términos de la resolución espacial que necesita para detectar rotores ".

Teniendo en cuenta consideraciones estadísticas, sus reconstrucciones computacionales proporcionan una serie de valiosos conocimientos para la identificación de rotores. Para una dinámica más simple, muestran ajustes simples de umbrales basados ​​en la resolución de detección que pueden prevenir falsos positivos.

Para dinámicas más complejas con múltiples rotores que interactúan, Pudieron demostrar cuándo los artefactos podrían estar contabilizando lecturas falsas positivas de las llamadas singularidades de fase asociadas con el origen de un rotor. Debido a que estas singularidades son a menudo el centro de la determinación de dónde apuntar la ablación, sus hallazgos destacan lo que podría estar contribuyendo a gran parte de la incertidumbre en el campo.

"Creemos que para tratar de resolver lo que está sucediendo en el corazón humano, que será necesario que los grupos intenten hacer explícitas las técnicas que están utilizando en el procesamiento de datos, "Dijo Glass.

Dado que las dificultades en la identificación del rotor a partir de las heterogeneidades del sustrato y las geometrías de onda complejas se ven dificultadas por las bajas resoluciones de grabación, y que estas complicaciones solo se magnificarán en análisis en tiempo real de corazones humanos enfermos, Glass se hizo eco de un sentimiento expresado directamente en la conclusión del artículo:"Instamos a la comunidad a desarrollar algoritmos públicos para la identificación de rotores que puedan ser evaluados críticamente en la investigación y en contextos clínicos".