Valutazione Computazionale degli Effetti Elettrici e Termici dell’Ablazione Epicardica a Campo Pulsato adiacente ad Arterie con Stent

Ablazione epicardica con stent coronarico: gli effetti elettrici e termici nei modelli computazionali

La recente pubblicazione su Bioengineering (vol. 13, pag. 825) affronta un tema di crescente interesse per i progettisti di dispositivi medici e i cardiologi interventisti: gli effetti collaterali dell’ablazione epicardica a campo pulsato (PFA) in prossimità di arterie coronary stentate. Lo studio, condotto da Estevez-Laborí e collaboratori, sviluppa un modello tridimensionale realistico che integra per la prima volta la geometria del catetere clinico, la dinamica dei fluidi e la latenza termica post-ablazione.

Modello computazionale e parametri di simulazione

Il modello numerico include quattro componenti tissutali: il grasso epicardico, il miocardio, il sangue e l’arteria circonflessa sinistra con uno stent metallico posizionato a 0,25 mm dagli elettrodi del catetere. Le simulazioni hanno considerato impulsi a 1000, 2000 e 2500 V, con 60 impulsi di 100 microsecondi ciascuno a frequenza di 1 Hz. L’analisi ha valutato la distribuzione del campo elettrico, il volume della lesione indotta dalla PFA, l’evoluzione termica e il danno tissutale secondo il modello di Arrhenius, includendo un periodo post-impulso di 90 secondi per catturare la latenza termica.

Interazione tra stent e campo elettrico

I risultati mostrano che la presenza dell’arteria riduce il volume della lesione indotta dalla PFA, principalmente per l’effetto di occupazione del tessuto adiposo da parte del vaso. Lo stent, dal canto suo, scherma il lume arterioso senza alterare significativamente il volume della lesione nel grasso. Si osserva tuttavia un incremento localizzato del campo elettrico sulla parete arteriosa in corrispondenza dello stent, con percentuali che possono raggiungere il 3,83% della parete coinvolta nella configurazione più critica.

Soglie di sicurezza e danno termico differito

Con i parametri clinicamente rilevanti a 1000 V, la temperatura rimane al di sotto dei 40 °C e non si registra danno collaterale. Il miocardio non subisce alterazioni in nessuno scenario simulato. Il dato più significativo riguarda l’effetto della latenza termica: a tensioni superiori a 2000 V, il riscaldamento della parete arteriosa aumenta e il danno termico nel grasso epicardico si espande fino a cinque volte durante il periodo post-impulso. Questo fenomeno di danno ritardato rappresenta un elemento critico per la pianificazione del trattamento, poiché l’effetto termico non si esaurisce con la cessazione degli impulsi elettrici.

Implicazioni per la pratica clinica

Il modello computazionale dimostra che i parametri clinicamente standard (1000 V) determinano un rafforzamento localizzato del campo elettrico all’interfaccia stent-arteria, con effetti elettrici collaterali limitati alla parete del vaso e assenza di danno termico al miocardio. L’utilizzo di tensioni di impulso più elevate, sebbene potenzialmente più efficaci per l’ablazione dei plessi gangliari, introduce il rischio concreto di danno termico differito nel grasso epicardico, con possibili implicazioni sulla sicurezza del trattamento in pazienti portatori di stent coronarici.

I risultati forniscono ai progettisti di sistemi di ablazione e ai clinici dati quantitativi per ottimizzare i protocolli PFA in presenza di dispositivi metallici intracoronarici, suggerendo un margine di sicurezza operativo a 1000 V ma con l’avvertenza che l’incremento del voltaggio richiede una valutazione attenta della latenza termica post-ablazione.