VITAL - Hjertesvigt med reduceret ejektionsfraktion delstudie

Hjertesvigt påvirker over 1 million mennesker i Storbritannien. Cirka 50 % af disse mennesker har hjertesvigt med reduceret ejektionsfraktion (HFrEF), en tilstand, hvor hjertemusklen ikke trækker sig ordentligt sammen. Uden behandling er patienterne i risiko for at udvikle væske omkring lungerne og benene (kaldet ødem), unormale hjerterytmer (kendt som arytmier) og død. Behandlingen involverer en kombination af tabletter, men nogle patienter viser ingen forbedring med medicin. Når venstre og højre hjertekammer ikke pumper på samme tid, kan enheder kaldet kardial resynkroniseringsterapi (CRT) implanteres for at tilskynde kamrene til at pumpe sammen, hvilket reducerer symptomerne og forbedrer patientens livskvalitet.

CRT-apparater består af ledninger, som placeres i ventriklerne gennem blodkarrene, som fører til hjertet. På trods af en indledningsvis vellykket procedure viser over en tredjedel af patienterne ingen forbedring efter CRT-implantation. Risici forbundet med proceduren omfatter blødning, infektion og beskadigelse af den underliggende lunge eller hjertemuskel (som kan være livstruende), hvilket betyder, at en betydelig del af patienterne påtager sig disse risici uden nogen fordel efterfølgende. Desuden er infektionsrisikoen livslang, og patienter kan udvikle enhedsrelateret infektiøs endokarditis på ethvert stadie, hvilket er forbundet med høj dødelighed.

Virtuelle modeller af en patients anatomi og blodgennemstrømning, kendt som en 'digital tvilling', kan genereres ved hjælp af kunstig intelligens. Disse modeller kan bruges til at forudsige en patients respons på en behandling eller procedure. Digitale tvillinger er blevet undersøgt i forskningsprojekter, der ser på coronavirus sygdom 2019 (COVID-19), astma og kræft. Inden for kardiologien er digitale tvillinger blevet undersøgt hos patienter, der skal gennemgå klapoperationer. Indtil videre er der ikke udviklet modeller til at forudsige patienters reaktion på hjertesvigtbehandlinger.

I tæt samarbejde med bioingeniører, fysiologer og dataloger har denne undersøgelse til formål at udvikle en valideret multi-skala, multi-organ modellering platform, der kan skabe en individualiseret virtuel tvilling, der inkorporerer kardiovaskulær anatomi såvel som komplekse fysiologiske processer, herunder indbyrdes forbindelse af organsystemer, det autonome nervesystems aktivitet og hormonelle handlinger.

Minimum 30 patienter, som gennemgår en klinisk indiceret implantation af CRT, vil blive rekrutteret. Før proceduren vil hver patient deltage i University College London (UCL) for en række tests, herunder måling af højde, vægt og blodtryk, et ekkokardiogram, en hjertemagnetisk resonansbilleddannelse (MRI) scanning, et 12-aflednings elektrokardiogram (EKG) , en elektrokardiografisk billedoptagelse på 256 afledninger (en 5-minutters detaljeret optagelse af hjerteslag), en 6-minutters gå-/trintest og blod- og urinprøvetagning. En undergruppe af patienter vil også blive forsynet med en bærbar hjertemonitor, som vil blive båret under deres UCL-aftale. Disse data vil blive integreret i modelleringsrammen for at skabe en personlig virtuel 'tvilling' for hver patient.

Efter implantation af CRT vil hver patient vende tilbage til opfølgningsbesøg efter 3 måneder og 6 måneder, hvor de vil gennemgå et yderligere ekkokardiogram, blodprøve og 6 minutters skridt/gang-test.

En klinisk valideret virtuel platform ville have potentialet til at transformere, hvordan patienter udvælges til at gennemgå enhedsimplantation på følgende måder:

• Patienter, der forudsiges at være 'ikke-respondere', kan henvises til andre behandlinger og undgå de alvorlige potentielle risici forbundet med implantation af udstyr.

• Valg af enhed kan optimeres. Der er 2 former for CRT:

  1. Biventrikulær pacing (BiVP), som involverer implantering af en ledning i hver ventrikel
  2. Conduction system pacing (CSP), som kræver placering af en ledning ind i det ledende hjertevæv i septum mellem ventriklerne.

CSP anses for bedre at efterligne hjertets egen fysiologi, men er mere teknisk udfordrende at opnå, hvilket ofte fører til en længere og højere risikoprocedure. Patienter, der henvises til begge former for CRT, vil blive rekrutteret til denne undersøgelse. En valideret modelleringsplatform kan muligvis forudsige, hvilken form for pacing, der vil gavne patienten mest, hvilket betyder, at klinikere vil være i stand til at vælge den optimale form for pacing uden at udsætte en patient for unødvendige komplikationer.