Dans un article publié cette semaine dans Chaospar AIP Publishing, des chercheurs de l'Université Sergio Arboleda de Bogota, en Colombie, et du Georgia Institute of Technology d'Atlanta ont utilisé un modèle informatique électrophysiologique des circuits électriques du cœur pour examiner l'effet du champ de tension appliqué dans plusieurs scénarios de fibrillation-défibrillation. Ils ont découvert qu’il fallait beaucoup moins d’énergie que celle actuellement utilisée dans les techniques de défibrillation de pointe.
Les résultats n’étaient pas du tout ceux que nous attendions. Nous avons appris que le mécanisme de la défibrillation à très basse énergie n'est pas lié à la synchronisation des ondes d'excitation comme nous le pensions, mais plutôt à la capacité des ondes à se propager à travers les régions du tissu qui n'ont pas eu le temps de se rétablir complètement. une excitation antérieure. Notre objectif était de trouver la variation temporelle optimale du champ électrique appliqué sur un intervalle de temps prolongé. La durée de l’intervalle de temps n’étant pas connue a priori, elle a été incrémentée jusqu’à trouver un protocole de défibrillation. »
Roman Grigoriev, auteur
Les auteurs ont appliqué une méthode d'optimisation adjointe, qui vise à obtenir un résultat souhaité, la défibrillation dans ce cas, en résolvant le modèle électrophysiologique pour une entrée de tension donnée et en revenant en arrière dans le temps pour déterminer la correction du profil de tension qui permettra de défibriller avec succès un cœur irrégulier. activité tout en réduisant au maximum l’énergie.
La réduction de l’énergie dans les appareils de défibrillation est un domaine de recherche actif. Bien que les défibrillateurs réussissent souvent à mettre fin aux arythmies dangereuses chez les patients, ils sont douloureux et endommagent le tissu cardiaque.
« Les protocoles de défibrillation à basse énergie existants ne produisent qu'une réduction modérée des lésions tissulaires et de la douleur », a déclaré Grigoriev. « Notre étude montre que ceux-ci peuvent être complètement éliminés. Les protocoles conventionnels nécessitent une puissance importante pour les défibrillateurs-cardioverteurs implantables (DCI), et les interventions chirurgicales de remplacement comportent des risques importants pour la santé. »
À un rythme normal, les ondes électrochimiques déclenchées par les cellules du stimulateur cardiaque situées au sommet des oreillettes se propagent dans le cœur, provoquant des contractions synchronisées. Lors d'arythmies, telles que la fibrillation, les ondes d'excitation commencent à tourner rapidement au lieu de se propager à travers les tissus et de les quitter, comme dans le cas d'un rythme normal.
« Dans certaines conditions, une onde d'excitation peut ou non se propager à travers les tissus. C'est ce qu'on appelle la » fenêtre vulnérable « », a déclaré Grigoriev. « Le résultat dépend de très petits changements dans le timing de l'onde d'excitation ou de très petites perturbations externes.
« Le mécanisme de défibrillation à très basse énergie que nous avons découvert exploite cette sensibilité. La variation du profil du champ électrique sur un intervalle de temps relativement long permet de bloquer la propagation des ondes d'excitation rotatives à travers les régions « sensibles » des tissus, mettant ainsi fin au courant électrique irrégulier. activité dans le cœur.
