VITAL – Dílčí studie srdečního selhání se sníženou ejekční frakcí

Srdeční selhání postihuje více než 1 milion lidí ve Spojeném království. Přibližně 50 % těchto lidí má srdeční selhání se sníženou ejekční frakcí (HFrEF), což je stav, kdy se srdeční sval nestahuje správně. Bez léčby hrozí pacientům vznik tekutiny kolem plic a nohou (tzv. edém), abnormální srdeční rytmy (známé jako arytmie) a smrt. Léčba zahrnuje kombinaci tablet, ale někteří pacienti nevykazují žádné zlepšení s léky. Když levá a pravá srdeční komora nepumpují současně, lze implantovat zařízení nazývaná srdeční resynchronizační terapie (CRT), která povzbudí komory, aby se pumpovaly dohromady, čímž se sníží příznaky a zlepší se kvalita života pacienta.

CRT zařízení se skládají z drátů, které jsou umístěny do komor přes krevní cévy, které vedou do srdce. Navzdory původně úspěšnému postupu však více než třetina pacientů nevykazuje žádné zlepšení po implantaci CRT. Rizika spojená s výkonem zahrnují krvácení, infekci a poškození základního plicního nebo srdečního svalu (což může být život ohrožující), což znamená, že značná část pacientů podstupuje tato rizika bez následného přínosu. Riziko infekce je navíc celoživotní a u pacientů se může v jakékoli fázi rozvinout infekční endokarditida související se zařízením, která je spojena s vysokou mortalitou.

Pomocí umělé inteligence lze generovat virtuální modely anatomie a průtoku krve pacienta, známé jako „digitální dvojče“. Tyto modely lze použít k predikci reakce pacienta na léčbu nebo postup. Digitální dvojčata byla studována ve výzkumných projektech zaměřených na koronavirové onemocnění 2019 (COVID-19), astma a rakovinu. V kardiologii byla digitální dvojčata studována u pacientů, kteří podstoupili operaci chlopně. Dosud nebyly vyvinuty žádné modely, které by předpovídaly reakce pacientů na léčbu srdečního selhání.

V úzké spolupráci s bioinženýry, fyziology a počítačovými vědci si tato studie klade za cíl vyvinout ověřenou platformu pro modelování mnoha orgánů, která dokáže vytvořit individualizované virtuální dvojče, zahrnující kardiovaskulární anatomii i složité fyziologické procesy včetně vzájemného propojení orgánových soustav, činnost autonomního nervového systému a hormonální působení.

Bude přijato minimálně 30 pacientů, kteří podstupují klinicky indikovanou implantaci CRT. Před zákrokem bude každý pacient navštěvovat University College London (UCL) pro řadu testů včetně měření výšky, hmotnosti a krevního tlaku, echokardiogram, skenování srdeční magnetickou rezonancí (MRI), 12svodový elektrokardiogram (EKG) , 256svodový elektrokardiografický zobrazovací záznam (5minutový podrobný záznam srdečního tepu), 6minutový test chůze/krokování a odběr vzorků krve a moči. Podskupina pacientů bude také vybavena nositelným srdečním monitorem, který se bude nosit během návštěvy UCL. Tato data budou integrována do modelovacího rámce, aby se vytvořilo personalizované virtuální „dvojče“ pro každého pacienta.

Po implantaci CRT se každý pacient vrátí na kontrolní návštěvy po 3 měsících a 6 měsících, kdy podstoupí další echokardiogram, krevní test a 6minutový krokový/chůze test.

Klinicky ověřená virtuální platforma by měla potenciál změnit způsob výběru pacientů k implantaci zařízení následujícími způsoby:

• Pacienti, u kterých se předpokládá, že „nereagují“, mohou být nasměrováni na jinou léčbu a vyhnout se vážným potenciálním rizikům spojeným s implantací zařízení.

• Výběr zařízení lze optimalizovat. Existují 2 formy CRT:

  1. Biventrikulární stimulace (BiVP), která zahrnuje implantaci jedné elektrody do každé komory
  2. Stimulace převodním systémem (CSP), která vyžaduje umístění elektrody do vodivé srdeční tkáně v přepážce mezi komorami.

Má se za to, že CSP lépe napodobuje vlastní fyziologii srdce, ale jeho dosažení je technicky náročnější, což často vede k delšímu a vyššímu riziku. Do této studie budou zařazeni pacienti doporučení pro obě formy CRT. Ověřená modelovací platforma může být schopna předpovědět, která forma stimulace by byla pro pacienta největší, což znamená, že lékaři budou schopni vybrat optimální formu stimulace, aniž by pacienta vystavili zbytečným komplikacím.