Research Undergrad potrebbe portare alla diagnosi precoce di malattie cardiache

Marzo 15, 2016 Admin Salute 0 2
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Utilizzando un nuovo modello di computer che simula il tessuto cardiaco danneggiato, una laurea Johns Hopkins University ed i suoi consiglieri di facoltà stanno perfezionando un metodo di prova che può dare i medici uno strumento migliore per individuare la malattia coronarica prima che si verifichi un attacco di cuore. La loro simulazione al computer ha confermato i risultati precedenti che la malattia coronarica provoca irregolare attivazione elettrica del muscolo cardiaco. Se un elettrocardiogramma (ECG) in grado di rilevare tali irregolarità, dicono i ricercatori, i medici sapranno che un paziente ha bisogno di trattamento per evitare danni permanenti cuore.

La ricerca si concentra su una condizione chiamata ischemia miocardica, che si verifica quando il tessuto del cuore riceve il sangue insufficiente e comincia a indebolirsi. Un test ECG convenzionale guarda l'attività elettrica del cuore intero e non può rilevare sempre ischemia. In particolare, un ECG convenzionale può perdere i cambiamenti su piccola scala, come quelli causati da ischemia cardiaca durante l'attivazione. Questi cambiamenti potrebbero essere segni anteriori e migliori marcatori di malattia cardiaca rispetto a quelle esistenti, ma al loro rilevamento, è necessario un metodo di esame supplementare.

Con questo in mente, Mahesh Shenai, un 22-year-old senior Bloomfield Hills, Mich., Adattato un moderno ricetta matematica e lo ha utilizzato per monitorare l'attività elettrica nel cuore del tessuto modellato per identificare e localizzare le patch di cellule malate. Shenai è autore principale di un articolo che descrive questi risultati nel numero del Journal of Biological Systems dicembre 1999. I suoi co-autori sono due docenti Johns Hopkins che sorvegliavano la sua ricerca: Boris Gramatikov, ricercatore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica, e Nitish V. Thakor, un professore del dipartimento.




"L'idea è quella di rilevare l'ischemia prima del punto in cui il danno è irreversibile", ha detto Shenai, che sta portando avanti una combinata di laurea BS-MSE in ingegneria biomedica. "Se è rilevato abbastanza presto, un intervento adeguato i passaggi, come la terapia farmacologica, un angioplastica o bypass cardiaco possono essere adottate per ripristinare il cuore ad uno stato sano."

Sono necessarie ulteriori ricerche e sviluppo prima che questi risultati possono essere incorporati nella pratica clinica per l'uso in esami pronto soccorso e di monitoraggio a lungo termine dei pazienti con malattie cardiache. Ma il lavoro di Shenai è un passo importante verso questo obiettivo, i suoi consiglieri dicono.

"Un ECG normale non sempre rileva segni di ischemia", ha aggiunto Gramatikov. "Quindi un paziente può venire in un pronto soccorso con dolori al petto e poi rimandato a casa. Ma uno in 20 di quelli che sono mandati a casa svilupperà un attacco di cuore. Quindi eventuali nuovi strumenti possiamo fornire per identificare i problemi di cuore in una fase precoce potrebbe avere un certo impatto. "

Gramitkov detto che la ricerca ha rappresentato un forte impegno da parte Shenai. "E 'uno studente molto capace e molto duro lavoro," disse il docente. "Questa è una buona combinazione."

Shenai iniziato con un modello di computer esistente di una lastra di tessuto sano cuore umano. "Manipolando i parametri", ha detto, "Sono stato in grado di imitare le patch di cellule affette da ischemia all'interno del solaio." Il ricercatore studente poi misurato l'attività elettrica all'interno della lastra modello di tessuto ed elaborato i risultati con una ricetta matematica denominata Wavelet Transform. Utilizzando la Wavelet gli ha permesso di ottenere un'analisi più raffinata del segnale ECG e attribuire le modifiche dell'ECG a ciò che stava accadendo a livello cellulare. Questo ha rivelato che porzioni della lastra erano malato.

Shenai ei suoi colleghi hanno cominciato seguito testando la tecnica su tessuti viventi in laboratorio. I ricercatori hanno inoltre chiesto loro metodi di ECG da pazienti sottoposti ad angioplastica. In ultima analisi, essi sperano di dimostrare che il nuovo metodo può essere utilizzato in modo sicuro e preciso per rilevare i primi segni di malattia cardiaca in pazienti umani.

La ricerca di Shenai è stata sostenuta da Undergraduate Research Award del Provost, dato a selezionati studenti Johns Hopkins, e un Howard Hughes Fellowship.

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Fotografie a colori di Shenai e Gramatikov disponibili; contattare Phil Sneiderman

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