Cientistas descobrem a geometria oculta do coração para revolucionar a interpretação do ECG

Um estudo realizado por cientistas do King's College London descobriu que a orientação física do coração no peito influencia significativamente os sinais elétricos registrados em um eletrocardiograma (ECG) - uma descoberta que pode abrir caminho para um diagnóstico mais personalizado e preciso de doenças cardíacas.

Utilizando dados de mais de 39.000 participantes do projeto UK Biobank, este é um dos maiores estudos populacionais até o momento que examina a relação entre a anatomia do coração e sua atividade elétrica. Combinando imagens cardíacas 3D com dados de ECG, a equipe criou gêmeos digitais simplificados do coração de cada participante.

Esses modelos personalizados permitiram aos pesquisadores estudar como a posição anatômica do coração, conhecida como eixo anatômico, se relaciona com uma medida espacial da atividade elétrica, ou eixo elétrico. O estudo foi publicado na revista PLOS Computational Biology.

Gêmeos digitais estão se tornando uma ferramenta poderosa na pesquisa cardiovascular, permitindo que cientistas modelem e estudem a estrutura e a função do coração com detalhes sem precedentes. Neste estudo, eles desempenharam um papel fundamental ao revelar como variações naturais na orientação do coração, moldadas por fatores como índice de massa corporal (IMC), gênero e hipertensão, podem afetar significativamente as leituras de ECG.

“Recursos biomédicos de larga escala, como o UK Biobank, estão abrindo caminho para a caracterização de doenças centrada no paciente, permitindo análises detalhadas de variações anatômicas e eletrofisiológicas na população.

Este trabalho demonstrou diferenças nos eixos cardíacos entre indivíduos saudáveis e doentes, destacando o potencial para maior personalização de gêmeos digitais e melhor prognóstico e caracterização da doença, permitindo, em última análise, um atendimento clínico mais personalizado”, afirma Mohammad Kayyali.

Os pesquisadores propuseram novas definições padronizadas para os eixos anatômico e elétrico, com base em seu alinhamento no espaço tridimensional. Descobriram que pessoas com IMC mais alto ou pressão arterial elevada tendem a ter corações mais horizontalizados no tórax, e essa mudança se reflete nos sinais de ECG.

O estudo também encontrou diferenças claras entre homens e mulheres: o coração dos homens tende a ter uma orientação mais horizontal do que o das mulheres, e essa diferença estrutural se reflete na atividade elétrica da superfície. Essas diferenças de gênero destacam a necessidade de uma abordagem mais individualizada para a interpretação do ECG.

Ao identificar e quantificar essa variabilidade em uma grande população, o estudo destaca a importância de distinguir entre características anatômicas normais e sinais precoces de doença. Isso pode ajudar os médicos a identificar condições como hipertensão, anormalidades de condução ou alterações precoces no músculo cardíaco de forma mais precoce e precisa, especialmente em pacientes cuja orientação cardíaca se desvia das premissas padrão.

“A capacidade de criar modelos personalizados (ou seja, gêmeos digitais) do sistema cardiovascular é uma área de pesquisa promissora, na qual esperamos encontrar novos parâmetros que possam subsidiar melhor a prevenção, o diagnóstico e o risco de doenças cardiovasculares. Neste trabalho, começamos a explorar essas áreas inexploradas e esperamos, em breve, oferecer novas maneiras de detectar precocemente condições como distúrbios de condução elétrica”, afirma o Professor Pablo Lamata.

As descobertas apontam para um futuro em que os ECGs não serão mais interpretados de forma padronizada, mas sim adaptados à anatomia única de cada paciente. Essa abordagem personalizada pode reduzir erros de diagnóstico e possibilitar intervenções mais precoces e precisas.