Nonostante i progressi nell'imaging medico, i meccanismi che portano alle contrazioni irregolari del cuore durante i disturbi del ritmo cardiaco rimangono poco compresi.

La ricerca dell'Università di Göttingen in Germania suggerisce che i dati esistenti dell'imaging a ultrasuoni possono essere utilizzati per ricostruire le cause elettriche sottostanti delle aritmie. Gli scienziati descrivono il lavoro in Caos .

"Il muro del cuore è piuttosto spesso, e l'immagine attuale non può vedere attraverso di essa, " ha detto l'autore Jan Christoph, un fisico biomedico presso il Centro medico universitario di Göttingen. "I cardiologi possono mappare la superficie del cuore solo inserendo cateteri nel cuore di un paziente, ed è attualmente impossibile misurare l'attività elettrica in profondità all'interno e in tutto il muscolo cardiaco tutto in una volta".

Però, individuare meglio le possibili origini dei disturbi del ritmo cardiaco, i cardiologi devono essere in grado di guardare più in profondità nel tessuto. Per aiutare a superare questo ostacolo, Christoph ei suoi colleghi hanno testato un approccio computazionale per vedere se fosse possibile estrarre informazioni sull'attività elettrica all'interno del cuore senza osservarla direttamente ma deducendola dalle deformazioni meccaniche del cuore. Credono che l'approccio potrebbe essere combinato con l'ecografia o la risonanza magnetica.

I ricercatori hanno realizzato modelli al computer di due sistemi che interagiscono tra loro:uno che rappresenta un pezzo di parete cardiaca con un disturbo del ritmo e l'altro che rappresenta un cuore virtuale. Nel cuore virtuale, l'attività elettrica è accuratamente regolata in modo che inizi a deformarsi allo stesso modo del cuore aritmico. Approcci simili sono stati utilizzati nelle previsioni meteorologiche al computer, in cui i dati di misurazione delle stazioni meteorologiche vengono assimilati da modelli informatici.

Studiando le caratteristiche meccaniche dei due modelli di cuore, i ricercatori hanno scoperto di essere in grado di ricostruire i modelli iniziali delle onde elettriche quasi esattamente nel cuore aritmico.

Applicato a un cuore, questo significa che lo studio del comportamento cardiaco meccanico, come le contrazioni e le deformazioni che caratterizzano le aritmie, può rivelare informazioni sull'attività elettrica all'interno del cuore precedentemente fuori portata. "Questo ti darebbe l'eccitazione elettrica nascosta, " disse Christoph.

Sebbene il lavoro sia stato finora testato solo in simulazioni al computer, i ricercatori prevedono che l'approccio ricostruttivo potrà presto essere applicato durante l'imaging dei pazienti. Il gruppo condurrà uno studio preliminare sulla fattibilità del metodo su pazienti che soffrono di disturbi del ritmo cardiaco, come tachicardia ventricolare, con colleghi medici a Göttingen e ad Amburgo.

"Vogliamo visualizzare i pazienti mentre si sottopongono a procedure di ablazione utilizzando l'ecografia 3-D, " Christoph ha detto. "Speriamo quindi di poter applicare la tecnica di ricostruzione per stimare i modelli elettrici anormali in tutto il cuore".