OPTimisointi seulontaohjelmaa sydämentahdistinliitännäisen sydämen vajaatoiminnan havaitsemiseksi tekoälyn avulla (OPT-AI)

Sydämentahdistimet ovat tehokas hoito hidaille syketiheyksille, jotka parantavat oireita ja pelastavat henkiä. Kuitenkin joillakin ihmisillä sydämentahdistimet voivat aiheuttaa sydämen vajaatoimintaa (HF) niiden luonnottoman tavan vuoksi, jolla ne stimuloivat sydämenlyöntejä. Useissa West Yorkshiressä suoritetuissa tutkimuksissa osoitimme, että noin 1/3 sydämentahdistinta käyttävistä potilaista kärsii diagnosoimattomasta HF:stä. Osoitimme myös, että kun HF havaitaan, sen hoitaminen turvallisilla ja edullisilla lääkkeillä vähentää mahdollisuuksia joutua sairaalaan tai kuolla. Kuitenkin HF:n havaitseminen vaatii ekoardiografian (sydämen ultraäänikuvan), joka kestää noin 45 minuuttia, vaatii taitavan teknikon ja maksaa 120 puntaa; tai toisin sanoen noin 540 000 puntaa arvioida noin 4 500 potilasta Leedsissä. Uusi lähestymistapa on tarpeen. Uskomme, että uusien teknologioiden hyödyntäminen saattaa parantaa kykyämme seuloa HF:ää sydämentahdistinta käyttävillä ihmisillä. Kädessä pidettävät laitteet, jotka pystyvät sydämenkuvantaan ja sydämen vajaatoiminnan mittaamiseen tekoälyn (AI) avulla, ovat nyt kaupallisesti saatavilla. Kuitenkaan näitä laitteita ei ole erityisesti kehitetty havaitsemaan sydämen toimintahäiriöitä sydämentahdistinta käyttävillä ihmisillä. Sydämentahdistimet aiheuttavat erityisen muodon sydänlihaksen heikentymiselle, joka poikkeaa muiden HF:ää aiheuttavien sairauksien aiheuttamasta heikentymisestä, joten on välttämätöntä todistaa sen tarkkuus ennen käyttöä rutiinikliinisessä käytännössä. Toinen mahdollinen tapa havaita sydänlihaksen heikentyminen on ensin seuloa potilaita verikokeella. N-terminalinen B-tyypin natriureettinen peptidi (NT-proBNP) on peptidi, jota sydän vapauttaa rasituksen tai stressin seurauksena, ja se on yleensä kohonnut sydämen vajaatoimintaa sairastavilla ihmisillä. Laitteet ovat nyt kaupallisesti saatavilla, jotka voivat tarjota NT-proBNP-mittauksen sormipisteverikokeesta, ja ratkaisevasti muutamassa minuutissa, jotta tulos voidaan tietää potilaan rutiinitapaamisen aikana. Vaikka tämä verikoe ei voi antaa diagnoosia, se saattaa auttaa tunnistamaan yksilöt, jotka ovat korkeammassa riskissä ja joiden tulisi jatkaa standardi-ekokardiografiaan.

Osallistumisen mahdollisimman yksinkertaistaakseen ja tarpeettomien sairaalakäyntien välttämiseksi potilaita lähestytään ennen heidän rutiinisydämentahdistinklinikkatapaamistaan. Potilaat, joilla on sydämentahdistimia, käyvät sairaalassa henkilökohtaisesti 6–12 kuukauden välein tarkastamaan tahdistimensa akun keston ja toiminnan. Kaikki mahdolliset osallistujat tunnistetaan potilaan suoran hoitotiimin jäsenen mukaan tutkimuksen sisällytyskriteerien mukaisesti. Rekrytoimme potilaita, joilla on sydämentahdistimia ja oikean kammion tahdistuskuorma (prosenttiosuus sydämenlyönneistä, jotka johtuvat tahdistimesta) ≥20 % – tämä on tärkeää, koska tiedämme, että sydänlihaksen heikentymisen riski korreloi tahdistettujen lyöntien prosenttiosuuden kanssa, ja ≥20 % on hyväksytty raja-arvo, jota tukee omat tietomme. Suljemme pois potilaat, jotka eivät kykene tai halua osallistua. Suljemme myös pois potilaat, joilla on sydänlaitteita, jotka vähentävät sydänlihaksen heikentymisen riskiä, tai ne, jotka on todennäköisesti asennettu tunnetun sydämen vajaatoiminnan hoidon vuoksi (johtojärjestelmätahdistimet, sydämen resynkronointiterapiatahdistimet/defibrillaattorit, implantoitavat kardiovetteridefibrillaattorit, johtimettomat tahdistimet, yksikammioiset eteistahdistimet).

Mahdollisille osallistujille lähetetään kutsukirje ja potilastietolomake, tarjoten heille mahdollisuuden osallistua tapaamiseen Leedsin kardiovaskulaarisessa kliinisessä tutkimuslaitoksessa tavallisen sydämentahdistinklinikkatapaamisensa sijaan. Tätä seuraa suoran hoitotiimin puhelu, ja vain ne, jotka ovat mahdollisesti kiinnostuneita ja vahvistavat suostumuksensa siihen, että heidän tietonsa siirretään tutkimustiimille, lähestytään tapaamisen järjestämiseksi. Tapaamispäivänä tutkimustiimin jäsen lähestyy potilasta, selittää tutkimuksen ja tarjoaa mahdollisuuden esittää kysymyksiä. Osallistujilla on jo ollut vähintään viikko aikaa lukea osallistujatietolomake ja harkita, haluavatko he osallistua. Jos he ovat halukkaita osallistumaan, he antavat sitten kirjallisen suostumuksen suorittaa tutkimustoimenpiteet. Kaikille potilaille, riippumatta siitä, antavatko he suostumuksen osallistua vai eivät, tehdään sydämentahdistimen turvallisuustarkastus akkreditoituneen sydänfysiologin toimesta. Jos potilaat suostuvat osallistumaan, heidän tapaamisensa kestää noin tunnin, kun taas rutiinisydämentahdistintapaaminen kestää noin 20 minuuttia. Tapaamisen jälkeen heidän seuraava tapaamisensa tavallisen hoitotiiminsä kanssa ajoitetaan.

Yleiset tutkimustoimenpiteet: Osallistujat käyvät läpi rutiinilaitetarkastuksen akkreditoituneen sydänfysiologin toimesta tavallisen kliinisen hoidon mukaisesti vahvistaakseen laitteen toiminnallisuuden ja oikean kammion tahdistuskuorman ≥20 %. Osallistujille, jotka antavat suostumuksen osallistua, tutkimustiimi kerää demografisia ja kliinisiä tietoja heidän sähköisestä terveydenhuoltorekisteristään. Osallistujat käyvät sitten läpi pistetason NTpro-BNP-verikokeen, kädessä pidettävän ekoardiografian ja standardin kärrypohjaisen ekoardiografian. Pistetason NTpro-BNP-verikoe: LumiraDx (LumiraDx Ltd, Caymansaaret) on kvantitatiivinen pistetason sormipisteverikoe, joka pystyy mittaamaan erilaisia biomarkkereita käyttämällä sormipistosta saatua pientä verinäytettä. NT-proBNP on rutiiniverikoe, jota käytetään sydämen vajaatoiminnan diagnosointiin ja seurantaan. LumiraDx pystyy mittaamaan NTpro-BNP:ää vain 20 µL verellä, on erittäin kannettava, ja sen käsittelyaika on vain 12 minuuttia – mahdollinen standardisydämentahdistinseurantatapaamisen aikarajoissa. Potilaalle tämä merkitsee pienen määrän veren ottamista sormipistosta. Prosessi aiheuttaa hyvin vähän epämukavuutta ja on lähes identtinen verensokeritestille, jonka diabetesta sairastavat potilaat joutuvat tekemään useita kertoja päivässä. Sen jälkeen sormenpäälle asetetaan pieni määrä pumpulia ja painetaan. Heidän teknologiansa on validoitu 659 näytettä käsittäneessä tutkimuksessa verrattuna kultastandardiksi hyväksyttyyn kaupallisesti saatavilla olevaan laboratoriolaitteistoon (Roche Cobas Elecsys proBNP II -testi), ja sen on havaittu olevan vertailukelpoisen tarkka (kaltevuus 0,86, leikkauspiste -4,12, r 0,97).

Kädessä pidettävä sydänultraääni: osallistujat käyvät läpi kohdistetun kädessä pidettävän ekoardiografian AI-johdetulla LVEF:llä käyttäen Kosmos-alustaa (EchoNous Inc., Redmond, USA) pistetason, kädessä pidettävää ultraäänilaitetta, joka pystyy sydämenkuvantaan ja joka käyttää US2.AI:ta (Ultrasound Anyone Anywhere, Singapore) integroitua AI-vetoista ohjelmistoa, joka pystyy automaattiseen LVEF-mittaukseen. Kosmos-alusta auttaa operaattoria saamaan optimaaliset kuvat, kehottaa kuvan ottamiseen, kun kuva on optimoitu, ja tarjoaa välittömän LVEF-mittauksen. Olemassa olevat tiedot viittaavat siihen, että Kosmos-alusta pystyy luotettavasti havaitsemaan poikkeavan LVEF:n potilailla, jotka on lähetetty epäillyn HF:n vuoksi, mutta ei ole tietoja sen käytöstä populaatiossa, jolla on tahdistuksen aiheuttama vasemman kammion toimintahäiriö. Kädessä pidettävän ekoardiografian suorittaa erikoissairaanhoitaja tai sydänfysiologi, jolla ei ole akkreditointia ekoardiografiassa. He ovat saaneet aiemmin kohdistetun koulutuksen vaadittujen kuvien saamiseksi, joka tulee olemaan tarkoituksella rajoitettu (≤1 päivä) varmistaaksemme, että tuloksemme ovat yleistettävissä kokemattomiin ekoardiografiassa oleviin tiimeihin.

Standardikärrypohjainen sydänultraääni: osallistujat käyvät läpi rintakehän läpi tehtävän ekoardiografian seniorisydänfysiologin toimesta, joka on akkreditoitu British Society of Echocardiographyn (tai vastaavan kansainvälisen järjestön) toimesta käyttäen GE Healthcare Vivid E95 Ultra Edition -sydänultraäänilaitetta. Osallistujalle tämä merkitsee makaamista puolittain nojaten sohvalla, ja ultraäänikuvat saadaan neljästä sijainnista rintakehän seinämästä. Skannaus kestää noin 25 minuuttia kuvien saamiseksi (lisäksi 20 minuuttia mittauksien tekemiseen ja raportin valmisteluun) eikä aiheuta riskiä potilaalle. Saadaan vähimmäistietojoukko, jossa LVEF mitataan bipenetavalla mahdollisuuksien mukaan, sekä arvioidaan mahdollista (vähintään) kohtalaista läppäsairautta tai muuta löydöstä, joka saattaisi johtaa potilaan hoidon muutokseen.

Tämä on poikkileikkaustutkimus, osallistujia arvioidaan yhdessä ajankohdassa. Mikäli ei ole poikkeavia löydöksiä, osallistujat varataan sitten suunnitellusti seuraavaan ajoitettuun sydämentahdistinseurantatapaamiseensa.

Mikä tahansa vakava haittatapahtuma (SAE), joka tapahtuu tutkimusosallistujalla ja joka päättävän tutkijan mielestä liittyi minkään tutkimustoimenpiteen toteuttamiseen, ilmoitetaan rahoittajalle (governance-ethics@leeds.ac.uk) yhden työpäivän kuluessa siitä, kun tutkimustiimi on siitä tietoinen. SAE kirjataan osallistujan käynnin aikana ja dokumentoidaan sähköiseen terveydenhuoltorekisteriin. Epäsuotuisia tapahtumia, jotka tapahtuvat tutkimuskäynnin päätyttyä tai eivät ole suoraan yhteydessä tutkimuskäyntiin, ei ilmoiteta. Odotetaan, että tämän tutkimuksen aikana tunnistamme tärkeää sydänlihaksen heikentymistä tai muita poikkeavia löydöksiä sydänultraäänissä. Näitä löydöksiä ja mitään epäsuotuisia tapahtumia, jotka johtuvat uusista diagnooseista/löydöksistä (kuten sairaalahoito), ei ilmoiteta tutkimuksen eettisen toimikunnan rahoittajalle, koska niitä pidetään osana potilaan tavallista kliinistä hoitoa.