Cuore virtuale creato da scienziati per offrire ai cardiopatici informazioni preziose su fibrillazione atriale
Scienziati sviluppano un cuore virtuale in grado di fornire preziose informazioni su uno tra i disturbi cardiaci più comuni al mondo: la fibrillazione atriale
Ottenere maggiori e nuove informazioni sulla fibrillazione atriale per mezzo di un cuore virtuale. E’ quanto ottenuto da un team di ricercatori dell’Università di Manchester e del Auckland Bioengineering Institute, Università di Auckland, i quali hanno utilizzato una tecnologia avanzata per la costruzione di un modello calcolo anatomicamente corretto, partendo da un cuore di pecora
Questo modello è stato sviluppato per mezzo dell’utilizzo di fette molto sottili del cuore che sono poi state acquisite digitalmente in 2D e, infine, renderizzate in 3D per ottenere la migliore fedeltà di ricostruzione – che include dettagli della struttura assai complessa di questo prezioso organo vitale.
Oltre alla rappresentazione, nel cuore virtuale sono stati sviluppati modelli che tengono in conto informazioni circa l’attività elettrica nelle diverse parti delle regioni atriali.
«La fibrillazione atriale (AF) colpisce circa l’1,5 per cento della popolazione mondiale – spiega nel comunicato UM il professor Henggui Zhang, coautore dello studio – Nel solo Regno Unito a più di 500.000 pazienti è stata diagnosticata la condizione che causa un ritmo cardiaco irregolare. [La AF] è nota anche per aumentare il rischio e la gravità di ictus».
Sebbene la fibrillazione atriale sia piuttosto diffusa e comune, il meccanismo che vi sta dietro e su come si sviluppa non è ancora chiaro.
Come sottolinea il prof. Zhang: «Malgrado la sua prevalenza si sa molto poco su ciò che provoca l’AF. Confidiamo che il nostro modello ci permetta di capire il meccanismo di questa condizione e, in ultima analisi, aiutare a creare migliori trattamenti».
La fibrillazione atriale, per quel che si conosce a oggi, si manifesta quando d’improvviso il cuore è oggetto di impulsi elettrici anomali. Questi impulsi vanno a interferire con il pacemaker naturale del cuore che così non è più in grado di controllare il ritmo cardiaco: da qui, la fibrillazione causata da un’errata sincronizzazione della contrazione muscolare.
Per riuscire a scovare e capire quale sia la possibile causa scatenante, il team di ricerca ha puntato le attenzioni sull’arteria polmonare – poiché questa si ritiene una sede in cui s’innesca la fibrillazione atriale.
In questa fase dello studio, Zhang e colleghi hanno simulato le onde elettriche anomale che passano attraverso l’arteria e il tessuto atriale circostante, per poi analizzare gli effetti di queste sul cuore.
Questo ha permesso ai ricercatori di scoprire che la possibile chiave dell’innesco dell’AF è la cosiddetta eterogeneità della ripolarizzazione cardiaca, ossia le differenze nell’attività elettrica attraverso il tessuto cardiaco.
La maggiore differenza eterogeneità o, in questo caso, differenza elettrica si è riscontrata tra l’arteria polmonare e l’atrio sinistro del cuore. La scoperta di questa differenza potrebbe dunque spiegare perché la regione associata all’arteria polmonare sia fonte di battiti cardiaci irregolari. I risultati completi dello studio sono stati pubblicati su Medical Imaging, di IEEE, Engineering in Medicine and Biology Society.
«Questo studio ha identificato per la prima volta il ruolo individuale dell’eterogeneità elettrica e la struttura della fibra nell’innesco e sviluppo dell’AF. Non è già stato possibile studiare il contributo dei due separatamente, ma utilizzando il nostro modello computazionale siamo stati in grado di vedere chiaramente che sia l’eterogeneità elettrica che la struttura della fibra devono essere prese in considerazione per lo sviluppo di strategie di trattamento dell’AF», conclude Zhang.
