Vector Field Heterogeneity for the Assessment of Locally Disorganised Cardiac Electrical Propagation Wavefronts From High-Density Multielectrodes.

High-density multielectrode catheters are becoming increasingly popular in cardiac electrophysiology for advanced characterisation of the cardiac tissue, due to their potential to identify impaired sites. These are often characterised by abnormal electrical conduction, which may cause locally disorganised propagation wavefronts. To quantify it, a novel heterogeneity parameter based on vector field analysis is proposed, utilising finite differences to measure direction changes between adjacent cliques. The proposed Vector Field Heterogeneity metric has been evaluated on a set of simulations with controlled levels of organisation in vector maps, and a variety of grid sizes. Furthermore, it has been tested on animal experimental models of isolated Langendorff-perfused rabbit hearts. The proposed parameter exhibited superior capturing ability of heterogeneous propagation wavefronts compared to the classical Spatial Inhomogeneity Index, and simulations proved that the metric effectively captures gradual increments in disorganisation in propagation patterns. Notably, it yielded robust and consistent outcomes for [Formula: see text] grid sizes, underscoring its suitability for the latest generation of orientation-independent cardiac catheters.

Heterogeneidades inducidas en el intervalo QT mediante enfriamiento/calentamiento epicárdico local. Estudio experimental / QT interval heterogeneities induced through local epicardial warming/cooling. An experimental study

Introducción y objetivos. La duración anormal del intervalo QT o su dispersión se han asociado con un incremento en el riesgo de arritmias ventriculares. Se analiza el posible efecto arritmogénico de sus variaciones inducidas mediante enfriamiento y calentamiento local epicárdico. Métodos. En 10 corazones aislados de conejo, se modificó escalonadamente la temperatura de una región epicárdica del ventrículo izquierdo (22 a 42 °C), registrando simultáneamente los electrogramas en dicha zona y en otra del mismo ventrículo. En ritmo sinusal, se determinó el QT y el intervalo de recuperación de la activación y, mediante estimulación programada, la velocidad de conducción y la inducción de arritmias ventriculares. Resultados. En la zona modificada respecto al valor basal (37 °C), el QT se prolongó en hipotermia máxima (195 ± 47 frente a 149 ± 12 ms; p < 0,05) y se acortó en hipertermia (143 ± 18 frente a 152 ± 27 ms; p < 0,05). El intervalo de recuperación de la activación tuvo el mismo comportamiento. La velocidad de conducción disminuyó en hipotermia y aumentó en hipertermia. No hubo cambios en la otra zona. Se observaron respuestas repetitivas en cinco experimentos, pero no se encontró dependencia entre su aparición y las condiciones de hipotermia e hipertermia inducidas (p > 0,34). Conclusiones. En el modelo experimental empleado, las variaciones locales de la temperatura epicárdica modulan el intervalo QT, el intervalo de recuperación de la activación y la velocidad de conducción. Las heterogeneidades inducidas no han favorecido la inducción de arritmias ventriculares (AU)

Introduction and objectives. Abnormal QT interval durations and dispersions have been associated with increased risk of ventricular arrhythmias. The present study examines the possible arrhythmogenic effect of inducing QT interval variations through local epicardial cooling and warming. Methods. In 10 isolated rabbit hearts, the temperatures of epicardial regions of the left ventricle were modified in a stepwise manner (from 22 °C to 42 °C) with simultaneous electrogram recording in these regions and in others of the same ventricle. QT and activation-recovery intervals were determined during sinus rhythm, whereas conduction velocity and ventricular arrhythmia induction were determined during programmed stimulation. This multicenter retrospective study involved patients from the UMBRELLA national registry who underwent replacement due to defibrillator battery depletion. The incidence of ventricular arrhythmias was determined via remote monitoring. Risk factors for sustained ventricular arrhythmia after replacement were analyzed. Results. In the area modified from baseline temperature (37 °C), the QT (standard deviation) was prolonged with maximum hypothermia (195 [47] vs 149 [12] ms; P < .05) and shortened with hyperthermia (143 [18] vs 152 [27] ms; P < .05). The same behavior was displayed for the activation-recovery interval. The conduction velocity decreased with hypothermia and increased with hyperthermia. No changes were seen in the other unmodified area. Repetitive responses were seen in 5 experiments, but no relationship was found between their occurrence and hypothermia or hyperthermia (P > .34). Conclusions. In the experimental model employed, local variations in the epicardial temperature modulate the QT interval, activation-recovery interval, and conduction velocity. Induction of heterogeneities did not promote ventricular arrhythmia occurrence (AU)

Modificaciones de la fibrilación ventricular y de la capacidad de captura inducidas por una lesión lineal con radiofrecuencia / Modifications in ventricular fibrillation and capture capacity induced by a linear radiofrequency lesion

Introducción y objetivos. Analizar los efectos, en la fibrilación ventricular y en la capacidad de capturar al miocardio mediante estimulación a frecuencias rápidas, de una lesión lineal producida con radiofrecuencia. Métodos. En 22 corazones de conejo aislados y perfundidos, se utilizaron electrodos múltiples epicárdicos para registrar la fibrilación ventricular. Se analizaron los mapas de activación al aplicar trenes de estímulos a tres frecuencias distintas, cercanas a las de la arritmia, en tres situaciones: a) basalmente; b) tras producir con radiofrecuencia una lesión en la pared libre del ventrículo izquierdo (longitud, 10±1mm), y c) tras ampliar su extensión (longitud, 23±2mm). Resultados. Tras la lesión, se observó una disminución de la regularidad de las señales registradas y variaciones significativas en la dirección de los frentes de activación. Con la lesión ampliada, se incrementaron ligeramente los episodios con al menos tres capturas consecutivas al estimular con ciclos un 10% más largos que los de la arritmia (basal, 0,6±0,7; lesión inicial, 1±1, diferencias no significativas; lesión ampliada, 3±2,8; p<0,001), mientras que se redujeron los obtenidos al estimular con ciclos un 10% más cortos que los de la arritmia. Conclusiones. La lesión efectuada con radiofrecuencia aumenta la heterogeneidad de la activación miocárdica durante la fibrilación ventricular y modifica la llegada de los frentes de activación a las zonas adyacentes. La estimulación durante la fibrilación ventricular a frecuencias rápidas provoca capturas ocasionales durante al menos tres estímulos consecutivos. La lesión ampliada incrementa ligeramente la capacidad de captura al utilizar ciclos ligeramente más largos que los de la fibrilación ventricular (AU)

Introduction and objectives. An analysis was made of the effects of a radiofrequency-induced linear lesion during ventricular fibrillation and the capacity to capture myocardium through high-frequency pacing. Methods. Using multiple epicardial electrodes, ventricular fibrillation was recorded in 22 isolated perfused rabbit hearts, analyzing the activation maps upon applying trains of stimuli at 3 different frequencies close to that of the arrhythmia: a) at baseline; b) after radio-frequency ablation to induce a lesion of the left ventricular free wall (length=10 [1]mm), and c) after lengthening the lesion (length=23 [2]mm). Results. Following lesion induction, the regularity of the recorded signals decreased and significant variations in the direction of the activation fronts were observed. On lengthening the lesion, there was a slight increase in the episodes with at least 3 consecutive captures when pacing at cycles 10% longer than the arrhythmia (baseline: 0.6 [0.7]; initial lesion: 1 [1] no significant differences; lengthened lesion: 3 [2.8]; P<.001), while a decrease was observed in those obtained upon pacing at cycles 10% shorter than the arrhythmia. Conclusions. The radio-frequency -induced lesion increases the heterogeneity of myocardial activation during ventricular fibrillation and modifies arrival of the activation fronts in the adjacent zones. High-frequency pacing during ventricular fibrillation produces occasional captures during at least 3 consecutive stimuli. The lengthened lesion in turn slightly increases capture capacity when using cycles slightly longer than the arrhythmia (AU)

Estimación no invasiva de la frecuencia cardiaca fetal mediante técnicas de separación ciega de fuentes / Non-invasive fetal heart rate estimate by use of blind signal separation techniques

El diagnóstico anticipado de la enfermedad cardiaca durante la etapa de gestación del feto es uno de los retos de la medicina actual. La evaluación del electrocardiograma fetal es, por tanto, crucial para diagnosticar diversas anomalías cardiacas. No obstante, extraer el electrocardiograma fetal para su posterior valoración es una tarea complicada debido a muchos factores que abarcan desde las técnicas de adquisición del mismo y afección de factores fisiológicos, hasta la posible comorbidad entre diversas patologías. Desde años atrás la investigación en el estudio del electrocardiograma fetal y se han empleado técnicas tanto invasivas como no invasivas. La técnica no invasiva más usada es el ultrasonido Doppler pero éste no aporta información respecto a los parámetros morfológicos y temporales del electrocardiograma fetal; este último puede obtenerse mediante la colocación de eléctrodos sobre el abdomen y el tórax de la madre. Esta técnica abre la posibilidad de caracterizar la señal del electrocardiograma fetal; el problema radica en que la señal se mezcla con otras señales biomédicas, como la del electrocardiograma materno, la respiración, la actividad estomacal y las contracciones del útero, y por interferencias externas provocadas por la red eléctrica o el ruido térmico. Al día de hoy la señal del electrocardiograma fetal está aún en etapa de caracterización, motivo por el cual se hace necesario investigar nuevas metodologías para su estudio. El objetivo de este trabajo es utilizar técnicas de procesamiento de señales para extraer de manera no invasiva el electrocardiograma fetal partiendo del electrocardiograma superficial de la madre a fin de obtener una estimación de la frecuencia cardiaca fetal.

Early fetal diagnosis of heart disease during pregnancy is one of the current medical challenges. Therefore, the evaluation of the fetal electrocardiogram is crucial in the diagnosis of various cardiac abnormalities. However, the performance of the fetal electrocardiogram for its further assessment is a complicated task due to many factors ranging from EEG acquisition techniques and conditions of physiological factors, to the possible comorbidity between different pathologies. From years ago, the scientific investigation is focused in the study of the fetal electrocardiogram and both invasive and non-invasive techniques have been used. The non-invasive most used technique is the doppler ultrasound, but this does not provide information about the morphological and temporal parameters of the fetal electrocardiogram; the latter can be obtained by placing electrodes on the abdomen and thorax of the mother. This technique opens the possibility to characterize the fetal electrocardiographic signal but there is the problem that this signal may be mixed with other bio-medical signals such as maternal ECG,respiration, stomach activity, contraction of the uterus, and by external interference with AC power or thermal noise. As of today, the fetal electrocardiographic signal is still in a characterization stage, which is why it is necessary to investigate new methodologies for its study. The aim of this work is to use signal processing techniques to perform a non-invasive fetal electrocardiogram starting from the superficial electrocardiogram of the mother in order to obtain an estimate of the fetal heart rate.

Estudio de la perfusión coronaria postinfarto mediante análisis cuantitativo de la ecocardiografía miocárdica con inyección de contraste por vía intravenosa / Study of post-infarction coronary perfusion using quantitative analysis of myocardial echocardiography with intravenous injection of contrast

Introducción y objetivos. Tras un infarto de miocardio el daño en la microcirculación indica un peor pronóstico. Investigamos la utilidad del estudio cuantitativo de la ecografía miocárdica con inyección de contraste por vía intravenosa(EMC-i.v.) para analizar la perfusión coronaria en comparación con la inyección intracoronaria (EMC-i.c.).Pacientes y método. Estudiamos a 42 pacientes con un primer infarto con elevación del segmento ST, enfermedad de un vaso y arteria abierta (TIMI 3, estenosis 0,75) y EMC-i.v. (perfusión de SonoVue, imágenes únicas capturando 1 de cada 6 ciclos con trigger en tele sístole, perfusión normal si > 0,9). Se consideró que un paciente tenía perfusión alterada si 2 o más segmentos estaban afectados. Resultados. La cuantificación de EMC-i.v. se realizó en 5 ± 1 min. No se detectaron efectos secundarios. Delos 176 segmentos del área infartada, 141 (80%) presentaron una EMC-i.c. normal y 35 (20%), alterada. Por pacientes, la EMC-i.c. fue normal en 31 (74%) casos y estaba afectada en 11 (26%). Una perfusión normal con EMC-i.v. mostró una sensibilidad del 91%, una especificidad del 84% y un índice kappa del 0,67 para predecir una perfusión normal con EMC-i.c. (r = 0,86; p < 0,0001 entre ambas técnicas).Conclusiones. Un análisis cuantitativo de imágenes únicas capturadas durante una perfusión intravenosa de contraste es un método sencillo, rápido y válido para el análisis de la perfusión coronaria postinfarto al compararlo con EMC-i.c

Introduction and objectives. After a myocardial infarction, damage to the microcirculation indicates a worse prognosis. We compared the usefulness of the quantitative analysis of myocardial contrast echocardiography with intravenous injection of contrast (MCE-iv) with intracoronary injection (MCE-ic) for analyzing coronary perfusion. Patients and method. We studied 42 patients with afirst ST-elevation myocardial infarction, single-vessel disease and a patent artery (TIMI 3, stenosis 0.75) and MCE-iv (perfusion of SonoVue, single image capture in 1 out of each 6 cycles with trigger set attend-systole, perfusion considered normal if > 0.9). Perfusion was considered abnormal if 2 or more segments showed altered perfusion. Results. Quantification with MCE-iv took 5 ± 1 minutes. No side effects were observed. MCE-ic was normal in 141segments (80%) out of 176 segments included in the infarcted area, whereas 35 segments (20%) showed abnormal perfusion. MCE-ic was normal in 31 patients (74%)and was altered in 11 cases (26%). Normal perfusion with MCE-iv had a sensitivity of 91%, a specificity of 84% and a kappa index of 0.67 for predicting normal perfusion with MCE-ic (r = 0.86; P<.0001 between the two techniques).Conclusions. In comparison with MCE-ic, quantitative analysis of single images captured during intravenous perfusion of contrast is an easy, rapid and valid method or analyzing post infarction coronary perfusion

Estudio de perfusión en pacientes postinfarto mediante ecografía miocárdica con inyección de contraste intracoronario. Implicaciones y relación con la angiografía y la resonancia magnética / Myocardial echocardiography with intracoronary injection of contrast in post-infarction patients. Implications and comparison with angiography and magnetic resonance imaging

Objetivos. Analizamos la aplicabilidad y seguridad de la ecografía miocárdica con inyección intracoronaria de contraste, su papel en la remodelación ventricular y en la función sistólica, así como su relación con la angiografía y la resonancia magnética para valorar la microcirculación coronaria postinfarto. Pacientes y método. Se estudió a 30 pacientes con un primer infarto de miocardio con elevación del segmento ST y arteria responsable abierta. Con inyección intracoronaria de contraste se determinó la puntuación media de perfusión en la zona infartada. Mediante angiografía se cuantificaron los grados TIMI y Blush. Se utilizó la resonancia magnética para determinar la puntuación media de perfusión (RM-perfusión), el índice de volumen telediastólico y la fracción de eyección. Al sexto mes se repitieron todas las exploraciones en los primeros 17 pacientes. Resultados. Se realizaron 47 estudios de perfusión (30 en la primera semana y 17 en el sexto mes) sin complicaciones (6 ñ 2 min por estudio de inyección intracoronaria de contraste). Se observó una perfusión normal (inyección intracoronaria de contraste > 0,75) en el 67 por ciento de los casos. La inyección intracoronaria de contraste fue el mejor predictor de volumen telediastólico (r = -0,69; p = 0,002) y de fracción de eyección (r = 0,72; p = 0,001) al sexto mes. Hubo perfusión normal en el 80 por ciento de los casos con TIMI 3 y en el 14 por ciento de los casos con TIMI 2.Entre los 40 estudios con TIMI 3 se observó una perfusión normal en el 85 por ciento de casos con un índice de Blush de 2-3 y en el 50 por ciento de aquellos con un índice de Blush de 0-1, así como en el 90 por ciento de casos con RM-perfusión = 1 y en el 62 por ciento con RM-perfusión < 1. Conclusiones. La inyección intracoronaria de contraste es factible con un escaso consumo de tiempo y sin efectos secundarios; asimismo, fue el índice de perfusión más fiable para predecir la remodelación y la función sistólica tardía. Para lograr una perfusión normal es indispensable TÉCNICAS DE IMAGEN (aunque no una garantía) que el paciente se encuentre con flujo TIMI 3. En los casos con TIMI 3, la normalidad en el índice Blush o en el estudio de perfusión con resonancia magnética sugiere una buena reperfusión (AU)