Científicos descubren la geometría oculta del corazón para revolucionar la interpretación del ECG

Un estudio realizado por científicos del King's College de Londres ha descubierto que la orientación física del corazón en el pecho influye significativamente en las señales eléctricas registradas en un electrocardiograma (ECG), un descubrimiento que podría allanar el camino para un diagnóstico más personalizado y preciso de las enfermedades cardíacas.

Utilizando datos de más de 39.000 participantes del proyecto Biobanco del Reino Unido, este es uno de los estudios poblacionales más grandes hasta la fecha que examina la relación entre la anatomía del corazón y su actividad eléctrica. Al combinar imágenes cardíacas 3D con datos de ECG, el equipo creó gemelos digitales simplificados del corazón de cada participante.

Estos modelos personalizados permitieron a los investigadores estudiar la relación entre la posición anatómica del corazón, conocida como eje anatómico, y una medida espacial de la actividad eléctrica, también conocida como eje eléctrico. El estudio se publicó en la revista PLOS Computational Biology.

Los gemelos digitales se están convirtiendo en una herramienta poderosa en la investigación cardiovascular, permitiendo a los científicos modelar y estudiar la estructura y función del corazón con un detalle sin precedentes. En este estudio, desempeñaron un papel clave al revelar cómo las variaciones naturales en la orientación del corazón, condicionadas por factores como el índice de masa corporal (IMC), el sexo y la hipertensión, pueden afectar significativamente las lecturas del ECG.

“Los recursos biomédicos a gran escala, como el Biobanco del Reino Unido, están allanando el camino para la caracterización de enfermedades centrada en el paciente al permitir un análisis detallado de las variaciones anatómicas y electrofisiológicas en la población.

"Este trabajo demostró diferencias en los ejes cardíacos entre individuos sanos y enfermos, lo que destaca el potencial para una mayor personalización de los gemelos digitales y un mejor pronóstico y caracterización de la enfermedad, lo que en última instancia permitirá una atención clínica más personalizada", afirma Mohammad Kayyali.

Los investigadores propusieron nuevas definiciones estandarizadas para los ejes anatómicos y eléctricos, basándose en su alineación en el espacio tridimensional. Descubrieron que las personas con mayor IMC o hipertensión arterial tienden a tener el corazón más horizontal en el tórax, y este cambio se refleja en sus señales electrocardiográficas.

El estudio también halló claras diferencias entre hombres y mujeres: el corazón de los hombres tiende a tener una orientación más horizontal que el de las mujeres, y esta diferencia estructural se refleja en la actividad eléctrica superficial. Estas diferencias de género resaltan la necesidad de un enfoque más individualizado para la interpretación del ECG.

Al identificar y cuantificar esta variabilidad en una amplia población, el estudio destaca la importancia de distinguir entre las características anatómicas normales y los primeros signos de enfermedad. Esto puede ayudar a los médicos a identificar afecciones como la hipertensión, las anomalías de la conducción o los cambios tempranos en el músculo cardíaco con mayor precocidad y precisión, especialmente en pacientes cuya orientación cardíaca se desvía de las suposiciones estándar.

La capacidad de crear modelos personalizados (es decir, gemelos digitales) del sistema cardiovascular es un área de investigación apasionante donde esperamos encontrar nuevos parámetros que puedan mejorar la prevención, el diagnóstico y el riesgo de enfermedades cardiovasculares. En este trabajo, comenzamos a explorar estas áreas inexploradas y esperamos ofrecer pronto nuevas formas de detectar de forma temprana afecciones como los trastornos de la conducción eléctrica, afirma el profesor Pablo Lamata.

Los hallazgos apuntan a un futuro en el que los ECG ya no se interpretarán de forma uniforme, sino que se adaptarán a la anatomía única de cada paciente. Este enfoque personalizado podría reducir los errores de diagnóstico y facilitar intervenciones más tempranas y precisas.