علماء يكتشفون هندسة القلب الخفية لإحداث ثورة في تفسير تخطيط القلب

توصلت دراسة أجراها علماء في كلية كينجز لندن إلى أن التوجه الجسدي للقلب في الصدر يؤثر بشكل كبير على الإشارات الكهربائية المسجلة على مخطط كهربية القلب (ECG) - وهو اكتشاف يمكن أن يمهد الطريق لتشخيص أكثر دقة وشخصية لأمراض القلب.

باستخدام بيانات أكثر من 39,000 مشارك في مشروع البنك الحيوي البريطاني، تُعد هذه الدراسة واحدة من أكبر الدراسات السكانية حتى الآن التي تبحث في العلاقة بين تشريح القلب ونشاطه الكهربائي. ومن خلال دمج التصوير القلبي ثلاثي الأبعاد مع بيانات تخطيط كهربية القلب، أنشأ الفريق توأمًا رقميًا مبسطًا لقلب كل مشارك.

أتاحت هذه النماذج المُخصّصة للباحثين دراسة كيفية ارتباط الوضع التشريحي للقلب، المعروف بالمحور التشريحي، بالمقياس المكاني للنشاط الكهربائي، أو المحور الكهربائي. نُشرت الدراسة في مجلة PLOS Computational Biology.

تُصبح التوائم الرقمية أداةً فعّالة في أبحاث أمراض القلب والأوعية الدموية، إذ تُمكّن العلماء من نمذجة ودراسة بنية القلب ووظيفته بتفصيل غير مسبوق. في هذه الدراسة، لعبت التوائم الرقمية دورًا محوريًا في الكشف عن كيفية تأثير التغيرات الطبيعية في اتجاه القلب، والتي تُشكّلها عوامل مثل مؤشر كتلة الجسم (BMI) والجنس وارتفاع ضغط الدم، بشكل كبير على قراءات تخطيط كهربية القلب.

"إن الموارد الطبية الحيوية واسعة النطاق مثل البنك الحيوي في المملكة المتحدة تمهد الطريق لتوصيف الأمراض التي تركز على المريض من خلال السماح بتحليل مفصل للاختلافات التشريحية والكهربائية في السكان.

يقول محمد كيالي: "أظهر هذا العمل اختلافات في المحاور القلبية بين الأفراد الأصحاء والمرضى، مما يسلط الضوء على إمكانية زيادة تخصيص التوائم الرقمية وتحسين التشخيص وتوصيف المرض، مما يسمح في النهاية برعاية سريرية أكثر تخصيصًا".

اقترح الباحثون تعريفات جديدة وموحدة للمحورين التشريحي والكهربائي بناءً على محاذاتهما في الفضاء ثلاثي الأبعاد. ووجدوا أن الأشخاص ذوي مؤشر كتلة الجسم المرتفع أو ارتفاع ضغط الدم يميلون إلى أن تكون قلوبهم أفقية أكثر في الصدر، وينعكس هذا التحول في إشارات تخطيط كهربية القلب لديهم.

أظهرت الدراسة أيضًا اختلافات واضحة بين الرجال والنساء: إذ تميل قلوب الرجال إلى الاتجاه الأفقي أكثر من قلوب النساء، وينعكس هذا الاختلاف الهيكلي في النشاط الكهربائي السطحي. تُبرز هذه الاختلافات بين الجنسين الحاجة إلى نهج أكثر تخصيصًا لتفسير تخطيط كهربية القلب.

من خلال تحديد هذا التباين وقياسه كميًا عبر مجموعة سكانية كبيرة، تُسلّط الدراسة الضوء على أهمية التمييز بين السمات التشريحية الطبيعية والعلامات المبكرة للمرض. قد يُساعد هذا الأطباء على تحديد حالات مثل ارتفاع ضغط الدم، واضطرابات التوصيل، أو التغيرات المبكرة في عضلة القلب بشكل مُبكر وبدقة أكبر، خاصةً لدى المرضى الذين ينحرف اتجاه قلبهم عن الافتراضات القياسية.

يقول البروفيسور بابلو لاماتا: "إن القدرة على إنشاء نماذج شخصية (مثل التوائم الرقمية) للجهاز القلبي الوعائي مجال بحثي مثير، حيث نأمل في إيجاد معايير جديدة تُحسّن الوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية وتشخيصها وتقليل خطر الإصابة بها. في هذا العمل، نبدأ باستكشاف هذه المجالات غير المستكشفة، ونأمل أن نوفر قريبًا طرقًا جديدة للكشف المبكر عن حالات مثل اضطرابات التوصيل الكهربائي".

تشير النتائج إلى مستقبلٍ لن تُفسَّر فيه تخطيطات القلب الكهربائية وفقًا لتفسير واحد يناسب الجميع، بل تُصمَّم خصيصًا لتناسب تشريح كل مريض. هذا النهج المُخصَّص قد يُقلِّل من أخطاء التشخيص ويُسهِّل تدخلاتٍ مبكرةً وأكثر دقة.