Local Ventricular Repolarization Gradients Estimated from Normal and Abnormal ECGs

Badanie zaprezentowane podczas ISCE 2024 koncentrowało się na analizie morfologii załamka T w elektrokardiogramie (EKG) oraz jego związku z procesem repolaryzacji komór serca. W ramach projektu Edu-XR, kluczowym celem było opracowanie metod wizualizacji aktywności elektrycznej serca w rzeczywistości rozszerzonej (XR) w celu ułatwienia edukacji i diagnostyki elektrofizjologicznej.

Załamek T reprezentuje końcową fazę cyklu elektrycznego serca i dostarcza cennych informacji o przebiegu repolaryzacji. W badaniu analizowano różne morfologie załamka T (prawidłowy, odwrócony, spłaszczony, szczytowy) oraz ich powiązanie z kierunkiem repolaryzacji. Wyniki potwierdziły, że repolaryzacja w sercu zdrowych pacjentów przebiega od wierzchołka (apeksu) do podstawy, co zostało zweryfikowane na podstawie analizy ponad 6000 normalnych zapisów EKG z bazy PTB-XL.

Podstawowym narzędziem użytym do analizy był Vectorcardiogram (VCG), który pozwala na przestrzenną interpretację aktywności elektrycznej serca. Jednak klasyczna metoda VCG ma swoje ograniczenia, takie jak trudność w jednoznacznym określeniu kierunku propagacji pobudzenia. W odpowiedzi na te ograniczenia zastosowano nowoczesne techniki, takie jak PathECG i CineECG, które umożliwiają dynamiczną analizę aktywności elektrycznej w sercu, prezentując przebieg repolaryzacji w sposób bardziej intuicyjny.

Wyniki badań wskazały, że sekwencja repolaryzacji w zdrowym sercu jest bardziej przewidywalna niż depolaryzacja i może być modelowana za pomocą nowoczesnych algorytmów, takich jak Fastest Route Algorithm. Dzięki tej technologii możliwe było precyzyjne określenie ostatnich obszarów repolaryzujących się w sercu, co ma kluczowe znaczenie w diagnostyce zaburzeń rytmu i ocenie ryzyka wystąpienia arytmii.

W kontekście projektu Edu-XR, wyniki tego badania stanowią podstawę do dalszego rozwoju interaktywnych modeli XR, które pozwolą studentom i lekarzom w sposób immersyjny analizować aktywność elektryczną serca. Dzięki wykorzystaniu rzeczywistości rozszerzonej (MR) i dynamicznych wizualizacji 3D, użytkownicy będą mogli obserwować na żywo sekwencję depolaryzacji i repolaryzacji serca oraz badać, jak zmiany w kierunku pobudzenia wpływają na kształt załamka T w EKG.

Integracja zaawansowanych metod modelowania i rzeczywistości rozszerzonej w Edu-XR otwiera nowe możliwości edukacyjne i diagnostyczne, pozwalając na bardziej precyzyjne odwzorowanie aktywności elektrycznej serca. W przyszłości planowane jest rozszerzenie projektu o analizę patologicznych zapisów EKG i rozwój algorytmów sztucznej inteligencji, które umożliwią automatyczne wykrywanie anomalii w repolaryzacji na podstawie interaktywnych wizualizacji XR.