연구원들은 단 5분 만에 심장의 전기 활동에 대한 고해상도 이미지를 캡처할 수 있는 비침습적이며 재사용이 가능한 "ECG 조끼"를 개발했습니다. 데이터를 심장 MRI 스캔과 결합하면 미래에 심장 문제가 발생할 위험이 있는 사람들을 더 잘 식별하고 심장 질환 환자를 위한 보다 맞춤화된 치료의 길을 열 수 있습니다.

대부분의 사람들은 심장의 전기적 활동을 기록하기 위해 가슴과 팔다리에 분포된 12개의 전극 세트로 구성된 전통적인 12리드 심전도(ECG)에 익숙하며 심장 돌연사로 이어질 수 있는 부정맥과 같은 심장 이상을 진단하는 데 사용됩니다. 그러나 12리드 ECG가 제공할 수 있는 정보는 제한되어 있습니다.

현재 심장의 전기적 활동은 심방에 카테터를 삽입해야 하는 전기생리학(EP) 연구를 통해 매핑될 수 있습니다. 침습적 시술은 보통 2시간 정도 소요되며, 허벅지나 목에 작은 절개를 하고, 환자에게 진정제를 투여해야 합니다. 또는 방사선이 필요한 CT 스캔을 통해 심전도 영상(ECGI)을 수행할 수도 있습니다.

이제 University College London(UCL)의 연구원들은 오랫동안 기다려온 12리드 ECG 업그레이드를 통해 심장의 전기 활동에 대한 고해상도 이미지를 제공하는 비침습적이고 시간을 절약하며 재사용 가능한 ECG 영상 조끼를 개발했습니다. 심장 MRI 스캔과 결합된 이 장치는 향후 심장 문제의 위험을 식별할 수 있습니다.

해당 연구의 교신저자인 Gaby Captur는 "우리는 심장학에서 문제를 확인했습니다."라고 말했습니다. "최근 수십 년 동안 심장 영상 기술이 큰 발전을 이루었지만 심장의 전기적 측면은 항상 우리에게 알려지지 않았습니다. 심장의 전기적 활동을 모니터링하는 표준 기술인 12유도 심전도(ECG)는 50년 동안 거의 변하지 않았습니다."

기존 ECG 전극은 ECG 신호를 전달할 수 있는 은/염화은으로 만들어졌으며 도체와 환자 피부 사이에는 전해질 젤 층이 필요합니다. 이러한 전극은 쉽게 손상되고 재사용이 불가능하며 피부에 자극을 줄 수 있습니다. 그래서 연구진은 전도성 은 코팅 폴리아미드 원사로 만든 직물 기반 건식 전극을 사용했습니다. 이 전극은 편안하고 신축성이 있으며 젤이 없으며 여러 번 세탁하고 재사용할 수 있습니다. 조끼에는 분리 가능한 리드에 연결된 256개의 스냅온 전극이 포함되어 있으며 100% 면으로 제작되어 통기성과 내구성이 뛰어나고 고온 세탁에도 견딜 수 있습니다.

심전도 조끼를 테스트하기 위해 연구원들은 노인 50명과 건강한 젊은 자원 봉사자 27명을 포함하여 77명의 참가자를 모집했습니다. 조끼는 참가자가 등을 대고 누워 있는 동안 5분간 심장의 전기 활동을 기록했습니다. 그 후, 비침습적 심장 자기공명(CMR) 스캔을 수행하여 심장 구조의 상세한 이미지를 생성합니다. 연구자들은 EKG와 CMR 데이터를 결합하여 심장과 전기 활동의 3차원 디지털 모델을 생성할 수 있습니다.

이번 연구의 제1저자인 매튜 웨버(Matthew Weber)는 “심장 MRI는 심장 영상 분야의 표준으로서 죽은 근육 세포의 위치를 ​​포함하여 심장 근육 조직의 건강 상태를 보여줍니다.”라고 말했습니다. "심층 심전도 영상은 이러한 특징을 결과, 즉 심장의 전기 시스템에 미칠 수 있는 영향과 연결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 퍼즐에 누락된 조각을 추가합니다."

연구원들은 심전도 영상 조끼가 향후 심장 문제의 위험을 식별하는 효과적인 검사 방법이 될 수 있다고 말합니다.

Kaptur는 "우리가 개발한 조끼가 신속하고 비용 효율적인 검사 도구가 될 수 있으며, 이 조끼가 제공하는 풍부한 ECG 정보는 미래에 생명을 위협하는 심장 박동이 발생할 위험이 있는 사람들을 더 잘 식별하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다"라고 말했습니다. "또한 심장 건강에 대한 약물, 새로운 심장 장치 및 생활 방식 중재의 영향을 평가하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어 심장의 특정 구조적 특징이나 이상이 위험에 어떻게 영향을 미치는지 아직 모르기 때문에 급성 심장사의 위험을 예측하는 것은 어렵습니다."

연구자들은 부정맥의 위험을 더 잘 식별하면 의료 서비스 제공자가 이식형 제세동기와 같은 장치가 필요한 환자를 결정하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다.

연구가 끝난 이후 이 장치는 800명의 환자에게 성공적으로 사용되었습니다. 현재 심근병증과 같은 질환을 앓고 있는 환자의 심장을 지도화하는 데 사용되고 있습니다. 종단적 연구를 통해 심전도 영상에서 얻은 잠재적인 바이오마커가 위험을 예측하는 데 사용될 수 있는지 확인할 것입니다.

이번 연구는 심혈관 자기공명저널(Journal of Cardiovasive Magnetic Resonance)에 게재됐다.