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As fibrilações atrial e ventricular são arritmias cardíacas perigosas que ceifam milhões de vidas a cada ano. O tratamento atual para eles é um choque de desfibrilação de alta energia que pode ser intensamente doloroso e levar a mais danos ao coração. Um novo trabalho que aplica os princípios da dinâmica não linear procura encontrar maneiras de reiniciar o coração com menos efeitos colaterais.
Com simulações numéricas, pesquisadores do Instituto Max Planck para Dinâmica e Auto-Organização, Centro Alemão de Pesquisa Cardiovascular, Georg-August-Universitӓt Gӧttingen e University Medical Center Gӧttingen demonstraram uma nova maneira de cronometrar pulsos elétricos fracos que podem parar certas vidas -arritmias ameaçadoras. Publicando seu trabalho em Chaos, pela AIP Publishing, o grupo mostra que os pulsos cronometrados são bem-sucedidos em acabar com as fibrilações atriais e ventriculares.
O estudo fornece evidências iniciais de que uma abordagem teorizada para controlar as fibrilações – estimulação de desaceleração adaptativa – pode melhorar o desempenho dos desfibriladores.
“Em simulações numéricas, investigamos como a dinâmica das ondas caóticas de excitação elétrica, que governam a dinâmica do coração durante as fibrilações, podem ser controladas com mais eficiência”, disse o autor Thomas Lilienkamp. “Nosso objetivo é usar simulações numéricas para encontrar estratégias de controle que evitem a aplicação de choques de alta energia e que também possam ser testadas em configurações experimentais e, eventualmente, em pacientes para reduzir os efeitos colaterais”.
A estimulação de desaceleração adaptativa usa uma série de pulsos fracos que são espaçados ao longo do tempo para responder ao coração e retorná-lo a um ritmo normal em algumas batidas.
“Com nossa abordagem, podemos desenvolver uma sequência de pulso projetada especificamente para um paciente específico e até mesmo para uma arritmia específica”, disse Lilienkamp. “Isso pode ser crucial, já que até mesmo duas arritmias no mesmo paciente podem ser diferentes em termos da dinâmica subjacente caracterizada”.
Depois de iniciar uma forma caótica de onda espiral característica das arritmias em quatro modelos cardíacos diferentes, os autores testaram sua abordagem usando diferentes sequências de estimulação de pulso. A alta complexidade dimensional da dinâmica e sua dependência dos parâmetros de controle tornam as simulações numéricas uma ferramenta útil para lidar com um volume tão alto de cálculos.
“Para investigar e comparar o desempenho de diferentes sequências de pulso, é necessário um grande número de simulações numéricas. A taxa de sucesso que usamos como referência para uma sequência de pulso específica é uma quantidade estatística calculada em média sobre o resultado de muitas simulações únicas”, afirmou. disse Lilienkamp.
Adaptar a taxa de desaceleração ao espectro de frequências de sinais elétricos no tecido cardíaco simulado aumentou significativamente a taxa de sucesso de parar arritmias com pulsos relativamente fracos. Para inicializar, a estimulação de desaceleração adaptativa não requer um conjunto sofisticado de parâmetros de controle, mostrando-se promissora para uso em desfibriladores futuros.
O grupo espera continuar seu trabalho em modelos mais complexos e em configurações experimentais com tecido cardíaco real.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Instituto Americano de Física. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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