Tamaño Corporal y Ablación Cardíaca por Radiofrecuencia
La ablación por radiofrecuencia (RF) es una estrategia terapéutica esencial en la gestión de arritmias ventriculares. Este procedimiento implica la entrega de corriente alterna, generalmente a una frecuencia de 500 kHz, entre un electrodo activo (en el catéter) y un electrodo dispersivo (parche dispersivo o DP) colocado sobre la piel del paciente. A pesar de los avances tecnológicos, un desafío persistente es lograr lesiones transmurales que erradiquen consistentemente los sustratos arritmogénicos, especialmente en el miocardio ventricular complejo. Recientemente, se ha propuesto que la colocación del DP en una posición concordante con la dirección del electrodo de ablación podría mejorar el tamaño de la lesión al facilitar un flujo de corriente más eficiente hacia el tejido objetivo y reducir la disipación de corriente en la piscina de sangre. Dada la inconsistencia en los hallazgos clínicos y preclínicos, y la sospecha de que el tamaño del sujeto podría modular la distribución del campo eléctrico, el objetivo de este estudio de bioingeniería fue investigar cómo el tamaño corporal individual afecta la extensión de este beneficio . El estudio utilizó un enfoque de modelado in silico, lo cual ofrece un marco poderoso para la investigación sistemática de fenómenos biofísicos, permitiendo el control y la cuantificación de variables físicas que son difíciles de medir in vivo. Se construyeron tres modelos computacionales tridimensionales que representaban diferentes tamaños corporales escalados según la longitud anteroposterior: un modelo humano (27 cm), un modelo de cerdo grande de 45 kg (24 cm) y un modelo de cerdo pequeño de 35 kg (19 cm). El problema se resolvió mediante el Método del Elemento Finito (FEM) para un problema electrotérmico acoplado. Esto implicó resolver la Ecuación de Laplace para obtener la distribución del voltaje eléctrico (\(\Delta \cdot (\sigma \Delta \phi) = 0\)), calcular la densidad de potencia de RF (\(Q_{RF} = \sigma|E|^2\)), y acoplar este valor con la Ecuación de Bio-calor para determinar la distribución de temperatura a lo largo del tiempo. Se simularon ablaciones de catéter irrigado de 30 W durante 30 s en la pared anterior del ventrículo, y el tamaño de la lesión se cuantificó utilizando la isoterma de 55 °C. Se compararon dos configuraciones del DP: anterior (concordante) y posterior (discordante).
Los resultados del modelo electrotérmico demostraron consistentemente que el tamaño de la lesión fue mayor de manera significativa con el posicionamiento concordante del DP en comparación con el posicionamiento discordante. De mayor relevancia para la audiencia de ingeniería, se observó que la magnitud de esta diferencia disminuyó significativamente a medida que aumentaba el tamaño corporal. La diferencia en la profundidad de la lesión varió de 0.65 ± 0.08 mm en el modelo de cerdo de 35 kg a 0.51 ± 0.06 mm en el modelo humano. Este fenómeno bioeléctrico se explica en gran parte por la modulación de la impedancia basal. En este estudio, el posicionamiento concordante del DP resultó en una impedancia basal significativamente menor que el posicionamiento discordante en los tres modelos. Bajo un protocolo de potencia constante, una impedancia basal reducida permite la entrega de una mayor corriente total de RF, lo que aumenta la densidad de corriente cerca del electrodo activo y, por lo tanto, la formación de la lesión.
En resumen, los hallazgos sugieren que el tamaño corporal influye de manera modesta en el efecto del posicionamiento del parche dispersivo en el tamaño de la lesión de RF. Desde una perspectiva de ingeniería, es intuitivo que, a medida que la distancia entre los electrodos activo y dispersivo disminuye (lo que sucede en cuerpos más pequeños o con un posicionamiento concordante que acorta la ruta de la corriente), la distribución de la potencia disipada alrededor del electrodo activo se vuelve más dependiente de la posición del DP. Por lo tanto, la ventaja potencial de una configuración de DP concordante es más significativa en individuos con menor volumen corporal, debido a una mayor reducción en la impedancia basal asociada al reposicionamiento, lo que facilita una mayor entrega de corriente de RF a través del miocardio. Estos insights computacionales son cruciales para refinar las técnicas de ablación y para interpretar los resultados de estudios preclínicos realizados en modelos animales de tamaño pequeño a mediano.