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Muerte cardíaca súbita: ciclones regulares en el corazón


Investigadores cardíacos de Gotinga están desarrollando nuevos y prometedores diagnósticos de ultrasonido para arritmias cardíacas
Alemania sola muere cada cinco minutos de muerte súbita cardíaca. El paro cardíaco es causado por la fibrilación ventricular, una arritmia cardíaca grave. Hasta el día de hoy, los médicos no entienden en detalle qué sucede exactamente en el corazón. Hasta ahora, no ha sido posible para los médicos hacer visibles los procesos dinámicos en el parpadeo del músculo cardíaco. Un nuevo proyecto de investigación pudo revelar un conocimiento sorprendente por primera vez.

En la publicación de hoy de la revista Nature, un equipo internacional de investigadores dirigido por Jan Christoph y Stefan Luther del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización y Gerd Hasenfuß del Centro del Corazón del Centro Médico Universitario de Gotinga muestra por primera vez cómo las contracciones rotatorias tipo vórtice que subyacen a la fibrilación cardíaca potencialmente mortal. Se puede observar el interior del corazón. Para hacer esto, usan un nuevo método de imagen para el cual se pueden usar dispositivos de ultrasonido establecidos en medicina. Esto permitirá a los médicos examinar mejor las arritmias cardíacas, pero también otras enfermedades cardíacas, y desarrollar nuevos métodos de tratamiento.

Hasta el núcleo de la fibrilación ventricular: los investigadores de Max Planck usan imágenes de ultrasonido (izquierda) para reconstruir cómo el músculo cardíaco se contrae en forma de vórtice en caso de arritmia cardíaca (centro). También puede ubicar los filamentos (derecha) que forman los núcleos de las vértebras. Estas ideas proporcionan puntos de partida para mejorar las terapias.

Si el músculo cardíaco ya no se contrae de manera coordinada, sino que solo parpadea, se vuelve potencialmente mortal. Los médicos hablan de fibrilación. Si las cámaras principales del corazón se contraen de esta manera desordenada, solo hay una salvación: el músculo cardíaco debe desfibrilarse en unos minutos con un fuerte aumento de corriente, que es muy doloroso y puede dañar el tejido cardíaco. El parpadeo en la aurícula, por otro lado, no conduce directamente a la muerte, pero puede tener consecuencias fatales si no se trata. "La clave para una mejor comprensión de la fibrilación radica en las nuevas imágenes de alta resolución, que también se pueden utilizar para observar los procesos dentro del músculo cardíaco", dice Stefan Luther, jefe del grupo de investigación "Física biomédica" en el Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización y profesor en el Centro Médico Universitario de Gotinga.

"El movimiento mecánico del músculo cardíaco en la fibrilación es muy complejo, pero al mismo tiempo es muy característico, casi como una huella dactilar de fibrilación", dice Jan Christoph, investigador del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización y en el Centro Alemán. para investigación cardiovascular en Gotinga y autor principal del estudio. Junto con Stefan Luther y un equipo internacional de investigadores, el físico ahora presenta un método de diagnóstico con el que se puede examinar el parpadeo del músculo cardíaco de manera resuelta en el tiempo en tres dimensiones utilizando un dispositivo de ultrasonido convencional y, por lo tanto, con mucha más precisión de lo que anteriormente era posible en el paciente.

Útil para el diagnóstico y la terapia de la debilidad miocárdica.

Mediciones por ultrasonido en 3D de filamentos mecánicos en el corazón fibrilante

El nuevo método de diagnóstico ayudará a hacer que la fibrilación ventricular y posiblemente la terapia de fibrilación auricular sean más efectivas. La mejor comprensión de la fibrilación que se puede lograr con el método debería ayudar a avanzar en el desarrollo de la desfibrilación de baja energía. Se supone que las sobretensiones más débiles, pero mucho más específicas, terminan con la fibrilación ventricular que con la desfibrilación dolorosa con descargas eléctricas de alta energía que es común hoy en día. Con la nueva forma de diagnóstico por ultrasonido, los médicos pueden descubrir cómo deben establecer las sobretensiones actuales con menos energía para volver a encauzar el corazón.

Los investigadores de Gotinga también están desarrollando aún más el método para que también haga visible la compleja dinámica de excitación de la fibrilación auricular. En el futuro, los cardiólogos podrán ver dónde deben extirpar áreas patológicas de excitación a través de la ablación. El nuevo método de ultrasonido también debería ser útil para investigar, diagnosticar y tratar la debilidad muscular cardíaca. Las células del músculo cardíaco funcionan de manera ineficaz porque se altera su contracción coordinada. Los médicos podrían investigar las causas de esto con exámenes de ultrasonido detallados para que puedan identificar la insuficiencia cardíaca antes y tratarla de manera más efectiva.

La estimulación eléctrica provoca contracciones mecánicas del corazón.

Simulación por computadora de una vértebra electromecánica en el tejido del músculo cardíaco

Simulación por computadora de una vértebra electromecánica en el tejido del músculo cardíaco
Cada latido cardíaco se desencadena por ondas de excitación eléctrica que disparan a través del músculo cardíaco a alta velocidad y hacen que las células del músculo cardíaco se contraigan. Si estas ondas de excitación se mezclan, surgen arritmias cardíacas. Los médicos saben desde hace mucho tiempo que, en caso de arritmias cardíacas, la estimulación eléctrica viaja a través del músculo cardíaco en forma de vórtice. Hasta ahora, se han centrado en estas vértebras eléctricas al estudiar las arritmias cardíacas. Sin embargo, no pudieron obtener una imagen completa de la dinámica en la práctica médica diaria. Los investigadores de Max Planck adoptaron un enfoque diferente y, en cambio, observaron las contracciones nerviosas del músculo cardíaco parpadeante en lugar de la estimulación eléctrica. “Hasta ahora, el análisis de las contracciones y deformaciones musculares durante la fibrilación ha sido de poca importancia. Sin embargo, en nuestras mediciones, vimos que los vórtices eléctricos siempre ocurren con las correspondientes deformaciones mecánicas en forma de vórtice ”, dice el físico Jan Christoph.

Para representar los movimientos temblorosos dentro del músculo cardíaco en tres dimensiones y conectarlos con la excitación eléctrica del corazón, los investigadores desarrollaron nuevos métodos de medición de ultrasonido de alta resolución. También demostraron que estos métodos pueden usarse en máquinas de ultrasonido de alto rendimiento que ya se usan de manera rutinaria en muchas instalaciones de cardiología. Al analizar los datos de la imagen de las contracciones musculares, pudieron seguir en un corazón parpadeante exactamente cómo se mueven las áreas de las células musculares contraídas y relajadas en forma de vórtice a través del músculo cardíaco. También observaron estructuras similares a filamentos que antes solo los físicos conocían en teoría y por simulaciones por computadora. Tal estructura similar a un filamento se asemeja a un hilo y marca el ojo del ciclón que se mueve a través del músculo cardíaco. Ahora es posible localizar los centros de las vértebras dentro del músculo por primera vez.

Paralelamente a las imágenes de ultrasonido, los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad y tintes fluorescentes, que hacen visibles los procesos electrofisiológicos en el músculo cardíaco. Las grabaciones realizadas confirman que los vórtices mecánicos reflejan muy bien los vórtices eléctricos.

Potencial para revolucionar el tratamiento de la arritmia cardíaca

Vórtices eléctricos en la superficie del corazón

Según los investigadores de Gotinga, la tecnología de ultrasonido ha experimentado un enorme desarrollo en los últimos años con respecto a la calidad de imagen y las velocidades de grabación: el potencial de la tecnología de ultrasonido moderna aún no se ha explotado por completo. "Junto con el poder de cómputo inmensamente aumentado de las computadoras modernas y los rápidos desarrollos en gráficos de computadora y procesamiento de imágenes digitales, se abren nuevas opciones de medición y visualización en el corazón. Podemos utilizar estos desarrollos en medicina hoy en día ", dice Jan Christoph.

El estudio es un ejemplo de colaboración interdisciplinaria exitosa entre físicos y médicos en el Centro Alemán de Investigación Cardiovascular. “Este desarrollo tiene el potencial de revolucionar las opciones de tratamiento para pacientes con arritmias cardíacas. Utilizaremos la nueva tecnología en nuestros pacientes a partir de 2018 para diagnosticar y tratar mejor tanto las arritmias cardíacas como las enfermedades musculares cardíacas ", dice Gerd Hasenfuß, coautor del estudio, presidente del centro de investigación cardíaca Gotinga y del centro cardíaco del Centro Médico Universitario de Gotinga. Stefan Luther está seguro: "Una mirada profunda a la dinámica interna del corazón es un hito en la investigación del corazón y dará forma a la comprensión y el tratamiento de las enfermedades del corazón en el futuro". MPIDS / PH

Autor y fuente de información

Vídeo: Muerte súbita, puede ser detectada? #telodigodecorazón (Noviembre 2020).