Análisis multimodal de la restitución dinámica de la activación-repolarización cardíaca durante la inducción a lafibrilación ventricular

Abstract

[ES] La fibrilación ventricular (FV) es una arritmia cardíaca fatal en la que la contracción orquestada del miocardio ventricular se convierte en una excitación desorganizada, caótica, que resulta en el fallo de la eficiencia de la bomba cardíaca en llevar la sangre al circuito cardiovascular. Por tanto, la FV típicamente resulta en la muerte súbita del individuo, a no ser que se apliquen de manera inmediata estrategias terapéuticas. Crear un método robusto que permita identificar de manera temprana la vulnerabilidad miocárdica y susceptibilidad a sufrir dichos eventos, es de gran interés. El análisis automatizado de las características de la restitución de parámetros como la activación-repolarización ventricular pueden ayudar a identificar la vulnerabilidad de la estabilidad eléctrica cardíaca o la susceptibilidad a desarrollar FV dadas las condiciones adecuadas. El análisis de las pendientes de las curvas de restitución dinámica y cambios dinámicos de activación-repolarización han demostrado aportar información valiosa del proceso de arritmogénesis ventricular. Este proceso puede evaluarse desde la superficie corporal de manera no invasiva, o desde la superficie del corazón a nivel local. En este trabajo se plantea la reconstrucción y análisis automatizado de la restitución de la actividad eléctrica cardíaca mediante técnicas de procesado avanzado de señal en registros uniderivación durante protocolos de inducción a la FV. A lo largo de la inducción, los complejos ventriculares sufren complejas adaptaciones progresivas que conllevan cambios morfológicos dependientes de la frecuencia de activación, lo que supone un desafío para reconstrucción precisa y su interpretación. Finalmente se plantea aportar valor mediante una integración de datos de forma multimodal a partir de registros eléctricos y ópticos, señales y secuencias de imagen del proceso de activación-repolarización cardiaco durante la inducción a la FV. Entre los casos de uso bajo estudio, se abordará la comparativa entre sujetos sanos y sujetos que han sufrido un remodelado del miocardio debido a alteraciones metabólicas.

[EN] Ventricular fibrillation (VF) is a fatal cardiac arrhythmia in which the orchestrated contraction of the ventricular myocardium turns into disorganized, chaotic excitation, resulting in failure of the cardiac pump's efficiency to deliver blood to the cardiovascular circuit. Therefore, VF typically results in the sudden death of the individual, unless therapeutic strategies are applied immediately. Creating a robust method that allows early identification of myocardial vulnerability and susceptibility to such events is of great interest. Automated analysis of the restitution characteristics of parameters such as ventricular activation-repolarization can help to identify the vulnerability of cardiac electrical stability or susceptibility to developing VF given the appropriate conditions. The analysis of the slopes of the dynamic restitution curves and dynamic activation-repolarization changes have been shown to provide valuable information on the process of ventricular arrhythmogenesis. This process can be assessed from the body surface non-invasively, or from the surface of the heart locally. This work proposes the reconstruction and automated analysis of the restoration of cardiac electrical activity using advanced signal processing techniques in uniderivating recordings during VF induction protocols. Throughout induction, ventricular complexes undergo complex progressive adaptations that lead to morphological changes dependent on the activation rate, posing a challenge for accurate reconstruction and interpretation. Finally, it is proposed to add value by integrating data in a multimodal way from electrical and optical recordings, signals and image sequences of the cardiac activation-repolarization process during VF induction. Among the use cases under study, the comparison between healthy subjects and subjects who have undergone myocardial remodeling due to metabolic alterations will be addressed.