Sensore magnetico Convalida delle misurazioni emodinamiche non invasive Pressione durante il cateterismo cardiaco (CapMag)

Tra l'1% dei nati vivi con cardiopatia congenita, il 20% ha una cardiopatia congenita complessa (CHD). La loro aspettativa di vita, inizialmente bassa, è in costante miglioramento grazie ai progressi diagnostici, di follow-up e terapeutici, in particolare chirurgici. La popolazione pediatrica che sopravvive al periodo neonatale è sempre più alta e il numero di persone che raggiungono l'età adulta ha superato anche la popolazione pediatrica negli ultimi 3 anni, un numero che mette in difficoltà i cardiologi adulti che hanno poca conoscenza della storia naturale di queste patologie. Infatti, è difficile prevedere o diagnosticare lo scompenso precoce o il deterioramento della funzione cardiaca, soprattutto per quelli che interessano la funzione del cuore destro, perché le particolarità anatomiche ed emodinamiche di queste CHD rendono poco sensibili i consueti parametri di esplorazione funzionale. Infatti, la disfunzione della funzione ventricolare è progressiva e questi pazienti rimangono a lungo asintomatici per poi scompensarsi improvvisamente. I sintomi tardivi e la difficoltà anatomica nell'adattare i criteri paraclinici utilizzati per i cuori morfologicamente normali spiegano la loro difficile interpretazione e un ritardo nella gestione. L'attuale valutazione di questi CHD che combinano l'ecografia o anche la risonanza magnetica o la TC cardiaca e lo stress test è spesso errata in termini di sensibilità, a causa della complessità geometrica anatomica di queste malattie cardiache.

Pertanto, lo sviluppo di un sensore di pressione venosa giugulare non invasivo, che rifletta la funzione emodinamica del cuore destro, sarebbe molto utile per il clinico responsabile del follow-up dei soggetti con CHD, al fine di rilevare precocemente un deficit nella destra funzione ventricolare.

F. Terki e H. Tran del team DynaCar "Dinamica degli accoppiamenti cardiaci" del Laboratorio di Medicina Sperimentale di Fisiologia (PhyMedExp), hanno sviluppato un innovativo dispositivo di rilevamento medico in collaborazione con il Laboratorio di Chimica di Coordinamento LCC del CNRS di Tolosa ( UN. Bousseksou) e la società eV-technologies (S. Wane e H. Tran), permettendo di misurare questa pressione venosa giugulare per semplice apposizione di questa sulla vena. Un piccolo magnete di 1cm X 1cm è posizionato accanto al sensore. Il campo magnetico molto debole di questo magnete (0,02 Tesla) genererà una tensione ai terminali del microsensore posto a fianco. Questa tensione rifletterà la forza di pressione relativa al flusso sanguigno circolante nella rete cardiovascolare e fornirà informazioni sul battito cardiaco mediante misurazioni magnetiche. Il magnete e il microsensore sono incapsulati in un supporto di plastica di 3 cm x 1 cm e fissati su un braccialetto flessibile che può essere fissato al collo.

Il campo magnetico del magnete utilizzato è dell'ordine di grandezza di quello dei magneti da frigo (0,02 Tesla). Non è quindi dannoso. È 75 volte più debole di quello utilizzato nella risonanza magnetica (1,5 T).

Questo dispositivo non richiede l'uso di mezzi di contrasto, nessun cerotto e nessun prodotto adesivo ed è senza contatto diretto con la pelle.

I segnali rilevati dal microchip (microsensore) vengono quindi trasmessi a un tablet o laptop tramite una connessione USB cablata. Un secondo sensore sarà posizionato sull'arteria radiale attraverso un braccialetto posto intorno al polso. In questo modo verrà registrata contemporaneamente una misurazione arteriosa magnetica.

Si propone quindi che questo sensore magnetico, apposto alla vena giugulare, che sfocia nell'atrio destro, abbia la stessa sensibilità della misurazione ematica della pressione venosa centrale. A tal fine, in un primo studio, il team di ricerca vuole confrontare, durante un cateterismo destro, la curva della pressione arteriosa venosa, che è il metodo di riferimento, con quella ottenuta dall'innovativo sensore magnetico. Infatti, prima di valutare l'interesse di questo dispositivo medico su pazienti con disfunzione della pompa cardiaca, deve essere validata la sensibilità delle misurazioni ottenute in soggetti che beneficeranno di una valutazione emodinamica invasiva durante il loro follow-up, che ci consentirà di ottenere una misura di riferimento.

La tecnologia proposta in questo studio è totalmente innovativa. Si basa sulla misurazione del campo magnetico generato dal fluido sanguigno durante il suo passaggio in un vaso, che viene rilevato da un microsensore posto sulla pelle. Sebbene la struttura e il principio di misurazione siano completamente innovativi per questo studio, è stata dimostrata l'ultrasensibilità magnetica. La convalida della sensibilità di questi sensori per rilevare in modo non invasivo le variazioni della pressione venosa alla vena giugulare consentirà il futuro sviluppo di "dispositivi intelligenti" miniaturizzati non invasivi con un consumo energetico molto basso (80 microWatt) e un elevato valore prognostico precoce in relazione all'insufficienza cardiaca destra, consentendo il perfezionamento del monitoraggio e la rivalutazione della gestione terapeutica dei pazienti con malattia coronarica. Questi dispositivi saranno sviluppati, caratterizzati, testati e distribuiti in Occitania. La sinergia tra attori accademici (Università di Montpellier, CNRS Tolosa, INSERM, CHUM) e industriali (eV-Technologies) assicurerà che l'intera catena del valore dallo sviluppo dei microsensori all'accelerazione della loro valorizzazione e trasferimento tecnologico sarà ancorata in Occitania.