Walidacja czujnika magnetycznego hemodynamicznych nieinwazyjnych pomiarów ciśnienia podczas cewnikowania serca (CapMag)

Wśród 1% żywych urodzeń z wrodzoną wadą serca 20% ma złożoną wrodzoną wadę serca (CHD). Ich oczekiwana długość życia, początkowo niska, stale się poprawia dzięki postępowi diagnostycznemu, kontrolnemu i terapeutycznemu, zwłaszcza chirurgicznemu. Populacja pediatryczna przeżywająca okres noworodkowy jest coraz większa, a liczba osób, które osiągnęły dorosłość, w ciągu ostatnich 3 lat nawet przekroczyła populację pediatryczną, co stawia dorosłych kardiologów w trudnej sytuacji, ponieważ mają oni niewielką wiedzę na temat naturalnej historii tych patologii. Rzeczywiście, trudno jest przewidzieć lub zdiagnozować wczesną dekompensację lub pogorszenie funkcji serca, zwłaszcza w przypadku tych, które wpływają na czynność prawego serca, ponieważ anatomiczne i hemodynamiczne cechy tych CHD sprawiają, że zwykłe parametry eksploracji czynnościowej nie są zbyt czułe. Rzeczywiście, dysfunkcja funkcji komór postępuje i pacjenci ci przez długi czas pozostają bezobjawowi, a następnie nagle ulegają dekompensacji. Późne objawy i anatomiczna trudność w dostosowaniu paraklinicznych kryteriów stosowanych dla morfologicznie prawidłowych serc wyjaśniają ich trudną interpretację i opóźnienie w leczeniu. Obecna ocena tych CHD, łącząca obrazowanie ultrasonograficzne, a nawet MRI lub CT serca i testy wysiłkowe, jest często błędna pod względem ich czułości, ze względu na anatomiczną złożoność geometryczną tych chorób serca.

Zatem opracowanie nieinwazyjnego czujnika ciśnienia w żyłach szyjnych, odzwierciedlającego funkcję hemodynamiczną prawego serca, byłoby bardzo przydatne dla klinicysty odpowiedzialnego za obserwację pacjentów z CHD, w celu wczesnego wykrycia deficytu prawego serca. funkcja komorowa.

F. Terki i H. Tran z zespołu DynaCar „Dynamika sprzężeń sercowych” Laboratorium Fizjologii Medycyny Eksperymentalnej (PhyMedExp) opracowali innowacyjne medyczne urządzenie wykrywające we współpracy z Laboratorium Chemii Koordynacyjnej LCC CNRS w Tuluzie ( A. Bousseksou) oraz firma eV-technologies (S. Wane i H. Tran), pozwalając zmierzyć to ciśnienie w żyłach szyjnych przez proste przyłożenie tego ciśnienia do żyły. Obok czujnika umieszczono mały magnes o wymiarach 1 cm x 1 cm. Bardzo słabe pole magnetyczne tego magnesu (0,02 Tesli) wygeneruje napięcie na zaciskach umieszczonego tuż obok mikroczujnika. To napięcie będzie odzwierciedlać siłę nacisku związaną z przepływem krwi krążącej w sieci sercowo-naczyniowej i dostarczać informacji o biciu serca za pomocą pomiarów magnetycznych. Magnes i mikroczujnik są umieszczone w plastikowym wsporniku o wymiarach 3 cm x 1 cm i przyczepione do elastycznej bransoletki, którą można przymocować do szyi.

Pole magnetyczne użytego magnesu jest rzędu wielkości pola magnetycznego magnesów na lodówkę (0,02 Tesli). Nie jest zatem szkodliwy. Jest 75 razy słabszy niż stosowany w MRI (1,5 T).

To urządzenie nie wymaga stosowania środków kontrastowych, plastra ani kleju i nie ma bezpośredniego kontaktu ze skórą.

Sygnały wykryte przez mikroczip (mikroczujnik) są następnie przesyłane do tabletu lub laptopa za pośrednictwem przewodowego połączenia USB. Drugi czujnik zostanie umieszczony na tętnicy promieniowej za pomocą bransoletki umieszczonej wokół nadgarstka. W ten sposób jednocześnie zostanie zarejestrowany magnetyczny pomiar tętnicy.

Proponuje się zatem, aby ten czujnik magnetyczny, przymocowany do żyły szyjnej, która uchodzi do prawego przedsionka, miał taką samą czułość jak krwawy pomiar ośrodkowego ciśnienia żylnego. W tym celu w pierwszym badaniu zespół badawczy chce porównać, podczas prawidłowego cewnikowania, krzywą ciśnienia żylnego krwi, która jest metodą referencyjną, z krzywą uzyskaną za pomocą innowacyjnego czujnika magnetycznego. Rzeczywiście, przed oceną zainteresowania tym urządzeniem medycznym u pacjentów z dysfunkcją pompy serca, należy zweryfikować czułość pomiarów uzyskanych u osób, które skorzystają z inwazyjnej oceny hemodynamicznej podczas ich obserwacji, co pozwoli nam uzyskać pomiar referencyjny.

Technologia zaproponowana w tym badaniu jest całkowicie innowacyjna. Polega na pomiarze pola magnetycznego generowanego przez płyn krwi podczas jego przepływu w naczyniu, które jest wykrywane przez mikroczujnik umieszczony na skórze. Chociaż struktura i zasada pomiaru są całkowicie nowatorskie w tym badaniu, wykazano ultraczułość magnetyczną. Walidacja czułości tych czujników do nieinwazyjnego wykrywania zmian ciśnienia żylnego w żyle szyjnej pozwoli w przyszłości na opracowanie nieinwazyjnych miniaturowych „inteligentnych urządzeń” o bardzo niskim zużyciu energii (80 mikrowatów) i wysokiej wartości wczesnej prognostycznej w stosunku do do prawokomorowej niewydolności serca, co pozwala na udoskonalenie monitorowania i ponownej oceny postępowania terapeutycznego pacjentów z CHD. Urządzenia te zostaną opracowane, scharakteryzowane, przetestowane i wdrożone w Oksytanii. Synergia pomiędzy podmiotami akademickimi (University of Montpellier, CNRS Tuluza, INSERM, CHUM) i przemysłowymi (eV-Technologies) zapewni, że cały łańcuch wartości od rozwoju mikroczujników do przyspieszenia ich waloryzacji i transferu technologii będzie zakotwiczony w Oksytania.