Investigadores de la Universidad Sergio Arboleda de Bogotá (Colombia) y del Georgia Institute of Technology de Atlanta han utilizado un modelo informático electrofisiológico de los circuitos eléctricos del corazón para examinar el efecto del campo de voltaje aplicado en múltiples escenarios de fibrilación-desfibrilación. Los resultados revelan que se necesita mucha menos energía de la que se emplea actualmente en las técnicas de desfibrilación más modernas. El artículo se ha publicado en Chaos, de AIP Publishing.
"Los resultados no fueron en absoluto los que esperábamos. Aprendimos que el mecanismo de la desfibrilación de energía ultrabaja no está relacionado con la sincronización de las ondas de excitación, como pensábamos, sino con el hecho de que las ondas consigan propagarse por regiones del tejido que no han tenido tiempo de recuperarse totalmente de una excitación anterior", ha explicado Roman Grigoriev, autor del estudio.
El investigador explica que se centraron en encontrar la variación temporal óptima del campo eléctrico aplicado a lo largo de un intervalo de tiempo prolongado. “Como la duración del intervalo de tiempo no se conoce a priori, se fue incrementando hasta encontrar un protocolo desfibrilador”, apunta.
"Los protocolos de desfibrilación de baja energía existentes sólo reducen moderadamente el daño tisular y el dolor mientras que nuestro estudio determina que pueden eliminarse por completo"
Los autores aplicaron un método de optimización adjunto, cuyo objetivo es lograr un resultado deseado, la desfibrilación en este caso, resolviendo el modelo electrofisiológico para una entrada de voltaje dada y haciendo un bucle hacia atrás en el tiempo para determinar la corrección del perfil de voltaje que desfibrilara con éxito la actividad cardíaca irregular reduciendo al máximo la energía.
La reducción de energía en los dispositivos de desfibrilación es un área activa de investigación. Aunque los desfibriladores suelen conseguir poner fin a las arritmias peligrosas en los pacientes, son dolorosos y causan daños en el tejido cardíaco.
"Los protocolos de desfibrilación de baja energía existentes sólo reducen moderadamente el daño tisular y el dolor", afirma Grigoriev. Nuestro estudio demuestra que pueden eliminarse por completo". Los protocolos convencionales requieren una potencia considerable para los desfibriladores-cardioversores implantables (DCI), y las cirugías de sustitución conllevan riesgos sustanciales para la salud”.
“El resultado depende de cambios muy pequeños en el momento de la onda de excitación o de perturbaciones externas muy pequeñas"
En un ritmo normal, las ondas electro químicas desencadenadas por las células marcapasos en la parte superior de las aurículas se propagan por el corazón, provocando contracciones sincronizadas. Durante las arritmias, como la fibrilación, las ondas de excitación empiezan a girar rápidamente en lugar de propagarse por el tejido y abandonarlo, como en el ritmo normal.
"En algunas condiciones, una onda de excitación puede o no propagarse a través del tejido. Es lo que se denomina 'ventana vulnerable'. El resultado depende de cambios muy pequeños en el momento de la onda de excitación o de perturbaciones externas muy pequeñas", explica Grigoriev.
El mecanismo de desfibrilación de energía ultrabaja descubierto aprovecha esta sensibilidad. “Variar el perfil del campo eléctrico durante un intervalo de tiempo relativamente largo permite bloquear la propagación de las ondas de excitación giratorias a través de las regiones 'sensibles' del tejido, poniendo fin con éxito a la actividad eléctrica irregular del corazón”, concluye.