Ultraalta resolució de l'activitat elèctrica del cor

Un equip d'investigació internacional, liderat pel grup EP Analytics LAB d'ITACA-UPV ha desenvolupat un nou marc quantitatiu per a reformular el concepte d'alta densitat aplicada al mapatge electrofisiològic cardíac de precisió, una eina clau per al diagnòstic i tractament d'arrítmies complexes.

L'estudi, publicat en la revista Computers in Biology and Medicine i realitzat pels investigadors de l’EP Analytics LAB Elisa Ramírez, Raúl Alós, José Millet i Francisco Castells, al costat d'investigadors del University College London, l’ETH Zürich i la Universitat de Graz, aborda una limitació fonamental d'aquesta tecnologia: l'incompliment, en entorns clínics reals, de les suposicions teòriques sobre les quals s’estableix l'anàlisi electrofisiològica d'alta densitat en els catèters multielèctrode comercialment disponibles.

En aquest sentit, el mapatge cardíac d'alta densitat és una tecnologia avançada que permet analitzar l'activitat elèctrica del cor mitjançant la captura de múltiples senyals amb un catèter de dimensions reduïdes.

“Això permet caracteritzar amb gran exactitud les propietats del substrat electrofisiològic local i identificar les regions anòmales. Per a això, assumeix que la propagació entre elèctrodes veïns és plana i uniforme, la qual cosa no necessàriament es compleix a una distància de 4 mm entre ells”, explica Elisa Ramírez, autora principal de l'article i investigadora d'ITACA.

No obstant això, Elisa assenyala que factors com la separació entre elèctrodes, la complexitat anatòmica del cor o un teixit danyat o amb fibrosi “poden alterar la reconstrucció dels senyals i reduir el detall dels mapes electroanatòmics, de la mateixa manera que quan reduïm la densitat de píxels d'una imatge”.

Treball desenvolupat

Per aquestes raons, es proposa un marc quantitatiu que ha permès encunyar, per primera vegada, el terme ultraalta resolució, entès com el nivell de resolució suficient per a captar, amb el màxim grau de detall, tota la complexitat possible en l'activitat elèctrica del cor, fins i tot en les zones més heterogènies, on solen estar les claus de la gènesi i perpetuació de les arrítmies.

Per a això, es va dissenyar un estudi sistemàtic amb simulacions basades en models matemàtics avançats i en electrogramas reals d'alta densitat obtinguts de casos clínics i es va comptar amb un equip multidisciplinari integrat per investigadors de prestigioses institucions com l’ETH Zürich, l’Imperial College of London i la Universitat de Medicina de Graz

Resultats principals

Com a resultat de l'estudi, es va concloure que la major definició s'aconseguia amb una separació entre elèctrodes de 0.5 mm, molt inferior als 4 mm del catèter Advisor™ HD Grid, el dispositiu de referència en la pràctica clínica.

“Els resultats indiquen que una separació entre elèctrodes al voltant de 0,5 mm marca aquest límit pràctic: per davall d'aquesta distància les millores addicionals ja són molt xicotetes”, afirma Francisco Castells, corresponsable del grup EP Analytics i coautor de la investigació. A més, els investigadors van observar que, malgrat aquestes separacions tan xicotetes no s'aconseguiren en la pràctica per les limitacions tecnològiques, seria possible aconseguir la ultraalta resolució mitjançant interpolació del camp elèctric i crear així elèctrodes virtuals amb molta major densitat que la del catèter original.

“La interpolació permet augmentar la resolució espacial i obtenir senyals molt més fiables, amb errors menors i una alta correlació amb els senyals de referència”, explica José Millet, responsable del grup EP Analytics LAB i coautor de la investigació.

A més, tal com puntualitza Raúl Alós, coautor del treball, “Aquesta millora pot obtenir-se sense necessitat de modificar el maquinari, la qual cosa permet una major compatibilitat amb els dispositius existents”.

Conclusió i valor afegit de l'estudi

Per tot això, l'estudi introdueix el concepte d'ultraalta resolució definida com la resolució mínima necessària perquè les suposicions electrofisiològiques en el mapatge cardíac d'alta densitat es complisquen de manera robusta. D'aquesta manera, el treball demostra que un mapatge omnipolar precís requereix una resolució espacial superior a la que ofereixen les tècniques actuals, però que és possible aconseguir sense necessitat de canviar el maquinari clínic.

“Gràcies a aquest estudi sistemàtic, hem pogut comprendre les limitacions d'aquesta tecnologia i, amb això, establir criteris mínims per a conservar tota la informació rellevant, i aportar una solució pràctica i eficaç”.

Finalment, José Millet destaca l'impacte de l'estudi a mitjà i llarg termini, ja que estableix un referent per al disseny futur de catèters i el desenvolupament de noves tècniques de processament de senyals.

“Les futures generacions de catèters d'alta densitat, juntament amb mètodes de processament avançats, proporcionaran al facultatiu especialista una visualització amb major definició, la qual cosa sens dubte facilitarà un diagnòstic més precís i personalitzat del mecanisme subjacent de l'arrítmia”, conclou.

Referència:

Elisa Ramírez, Raul Alós, Johanna Tonko, Samuel Ruipérez-Campillo, Matthias A.F. Gsell, Gernot Plank, Pier Lambiase, José Millet, Francisco Castells (2025).

Ultra-high resolution for accurate analysis in cardiac mapping: a path towards fulfillment of assumptions in omnipolar technology. Computers in Biology and Medicine.

DOI: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0010482525017536?via% 3Dihub