VITAL – a szívelégtelenség csökkent ejekciós frakcióval alvizsgálat

A szívelégtelenség több mint 1 millió embert érint az Egyesült Királyságban. Ezeknek az embereknek körülbelül 50%-a csökkent ejekciós frakcióval (HFrEF) járó szívelégtelenségben szenved, amely állapot, amikor a szívizom nem húzódik össze megfelelően. Kezelés hiányában a betegeknél fennáll annak a veszélye, hogy a tüdő és a láb körül folyadék képződik (ún. ödéma), szívritmuszavarok (ritmuszavarként ismertek), és meghalnak. A kezelés magában foglalja a tabletták kombinációját, de egyes betegeknél a gyógyszeres kezelés nem mutat javulást. Ha a szív bal és jobb kamrája nem pumpál egyszerre, szív-reszinkronizációs terápiának (CRT) nevezett eszközöket lehet beültetni, hogy ösztönözzék a szívkamrák egymásba pumpálását, csökkentve a tüneteket és javítva a beteg életminőségét.

A CRT eszközök vezetékekből állnak, amelyeket a szívhez vezető ereken keresztül a kamrákba helyeznek. A kezdetben sikeres eljárás ellenére azonban a betegek több mint egyharmada nem mutat javulást a CRT beültetést követően. Az eljárással kapcsolatos kockázatok közé tartozik a vérzés, fertőzés és a mögöttes tüdő vagy szívizom károsodása (amely életveszélyes is lehet), ami azt jelenti, hogy a betegek jelentős része vállalja ezeket a kockázatokat anélkül, hogy utána haszonnal járna. Ráadásul a fertőzés kockázata élethosszig tartó, és a betegek bármely szakaszában kialakulhat a készülékkel összefüggő fertőző endocarditis, amely magas mortalitást jelent.

A páciens anatómiájának és véráramlásának virtuális modelljei, úgynevezett „digitális ikertestvérek”, mesterséges intelligencia segítségével hozhatók létre. Ezek a modellek felhasználhatók a páciens kezelésre vagy eljárásra adott válaszának előrejelzésére. A digitális ikreket a 2019-es koronavírus-betegséggel (COVID-19), az asztmával és a rákkal foglalkozó kutatási projektekben tanulmányozták. A kardiológián belül a digitális ikreket billentyűműtéten átesett betegeknél tanulmányozták. Eddig nem dolgoztak ki olyan modelleket, amelyek megjósolhatnák a betegek szívelégtelenség kezelésére adott válaszát.

A biomérnökökkel, fiziológusokkal és informatikusokkal szorosan együttműködve ennek a tanulmánynak egy validált, többléptékű, több szervre kiterjedő modellezési platform kifejlesztése a célja, hogy személyre szabott virtuális ikertestvért hozzon létre, amely magában foglalja a szív- és érrendszeri anatómiát, valamint összetett fiziológiai folyamatokat, beleértve a szervrendszerek, vegetatív idegrendszer aktivitása és hormonális működés.

Legalább 30 olyan pácienst vesznek fel, akiknél klinikailag indikált CRT-beültetés folyik. Az eljárás előtt minden páciens részt vesz a University College Londonban (UCL), ahol számos vizsgálatot végeznek, beleértve a magasság-, súly- és vérnyomásmérést, az echokardiogramot, a szívmágneses rezonancia képalkotást (MRI) és a 12 elvezetéses elektrokardiogramot (EKG). , 256 elvezetéses elektrokardiográfiás képalkotó felvétel (5 perces részletes szívverés felvétel), 6 perces séta/lépésteszt, valamint vér- és vizeletminta gyűjtés. A betegek egy részét hordható szívmonitorral is ellátják, amelyet az UCL-megbeszélés során fognak viselni. Ezeket az adatokat beépítik a modellezési keretrendszerbe, hogy minden páciens számára személyre szabott virtuális „ikerpárt” hozzanak létre.

A CRT beültetése után minden páciens 3 hónapos és 6 hónapos elteltével visszamegy utóellenőrzésre, amikor további echokardiogramon, vérvizsgálaton és 6 perces lépés/séta teszten esnek át.

Egy klinikailag hitelesített virtuális platform a következő módokon megváltoztathatja a betegek kiválasztását az eszközbeültetésre:

• Az előrejelzések szerint „nem reagáló” betegeket más kezelésekre lehet irányítani, és elkerülhetők az eszköz beültetésével járó komoly lehetséges kockázatok.

• Az eszközválasztás optimalizálható. A CRT 2 formája létezik:

  1. Biventricularis ingerlés (BiVP), amely magában foglalja egy vezeték beültetését minden kamrába
  2. Vezetési rendszer ingerlés (CSP), amely megköveteli, hogy egy vezetéket helyezzenek el a vezető szívszövetbe a kamrák közötti septumban.

Úgy gondolják, hogy a CSP jobban utánozza a szív saját fiziológiáját, de technikailag nehezebb megvalósítani, ami gyakran hosszabb és nagyobb kockázatú eljáráshoz vezet. A CRT mindkét formájára beutalt betegeket bevonják ebbe a vizsgálatba. Egy validált modellező platform képes megjósolni, hogy az ingerlés melyik formája lenne a leginkább előnyös a páciens számára, ami azt jelenti, hogy a klinikusok képesek lesznek kiválasztani az optimális ingerlési formát anélkül, hogy a beteget szükségtelen szövődményeknek tennék ki.