Учёные из Университетского колледжа в Лондоне разработали многоразовый «ЭКГ-жилет», с помощью которого можно за 5 минут получить чрезвычайно детальное электрокардиографическое исследование сердца без проведения традиционно инвазивных процедур. К тому же, по словам медиков, сочетание полученных данных с итогами МРТ-сканирования позволит максимально точно идентифицировать риски развития сердечных заболеваний и разработать высокоперсонализированный план лечения для каждого пациента.
Большинство людей лично или косвенно знакомы с традиционным электрокардиографом с 12-ю отведениями и, соответственно, 12-ю электродами, размещаемыми в определённых точках грудной клетки и конечностей пациента для исследования электрической активности его сердца. Такой прибор позволяет диагностировать различные кардиоаномалии, включая аритмии. Однако в некоторых случаях 12-ти отведений может быть недостаточно, поскольку в таком виде аппарат даёт достаточно ограниченную информацию о сердечной активности человека.
Тогда медикам приходится прибегать к более инвазивным и сложным исследованиям. Например, электрофизиологическое исследование сердца, хоть и даёт гораздо более развёрнутую картину состояния органа, но требует введения катетера с электродами прямо в камеры сердца через бедренную или подключичную вены в рамках двухчасовой процедуры с седацией больного. Неинвазивной альтернативой данному методу является электрокардиографическая визуализация (ЭКГи), которая позволяет изучить электрическую активность сердца посредством обратной реконструкции ЭКГ с поверхности тела. Однако этот метод требует использования компьютерного томографа, что также исключает возможность экстренной диагностики.
В рамках нового исследования учёные из Университетского колледжа в Лондоне представили долгожданный апгрейд для традиционного электрокардиографа с 12-ю отведениями. Их изобретение – своего рода многоразовый «ЭКГ-жилет», который позволяет производить быструю, эффективную и неинвазивную диагностику с высокой точностью. Исследователи заявляют, что по уровню разрешения электрической активности данный прибор не уступает электрофизиологическому исследованию или ЭКГи.
Традиционные электроды для ЭКГ изготавливают из серебра / хлорида серебра, проводящих электрические сигналы, со слоем геля-электролита, который может раздражать кожу пациента при длительном использовании. Электроды, предназначенные для продолжительного мониторирования, легко повреждаются и не подходят для многоразового применения. Потому для создания ЭКГ-жилета учёные решили использовать электроды на тканевой основе, не требующие нанесения геля-электролита. Они состоят из полиамидной нити с проводящим серебряным покрытием. На комфортной основе «жилета» из хлопчатобумажной ткани можно фиксировать до 256 электродов, которые обеспечивают высокое разрешение электрокардиографии. Все компоненты поддаются стирке при высоких температурах и пригодны для многоразового повторного использования.
Для тестирования своего изобретения исследователи пригласили 77 волонтёров (50 пожилых и 27 молодых и здоровых добровольцев). ЭКГ-жилет не требовал длительной установки: его достаточно разместить на грудной клетке человека, пребывающего в лежачем положении. Прибор производил кардиографическое исследование каждого участника эксперимента на протяжении 5 минут, а затем учёные дополнительно получили более детальное изображение структур сердца добровольцев при помощи МРТ, чтобы более наглядно оценить точность аппарата.
По словам медиков, МРТ отображает состояние сердечной мышцы и расположение потенциально повреждённых тканей, а ЭКГ-жилет даёт максимально исчерпывающие данные об электрической активности различных участков органа. Анализируя данные МРТ, учёные могли соотнести характер повреждения мышцы с его проявлениями в нарушении электрической проводимости тканей. Исследователи отметили, что возможен и обратный процесс, позволяющий по незначительным изменениям электрической активности не только устанавливать текущий диагноз, но также прогнозировать потенциальные риски развития заболеваний сердца. Кроме того, ЭКГ-жилет может стать простым, быстрым и эффективным инструментом для оценки реакции организма человека на медицинские препараты, имплантируемые устройства (стимуляторы, дефибрилляторы), изменения образа жизни и пр.
С момента окончания испытания ЭКГ-жилет успешно применили для диагностики более чем 800 пациентов. Медики активно используют его для создания 3D-моделей электрической активности сердца у больных с кардиомиопатией и пр. Кроме того, учёные продолжают исследование, чтобы выделить потенциальные биомаркеры, идентифицируемые сугубо при помощи электрокардиографии в высоком разрешении, которые можно было бы использовать для прогнозирования рисков различных сердечных заболеваний.
Источник изображений: UCL Institute of Cardiovascular Science/James Tye