Ottimizzazione di un Programma di Screening per Rilevare l'Insufficienza Cardiaca Associata al Pacemaker Utilizzando l'Intelligenza Artificiale (OPT-AI)

I pacemaker sono un trattamento efficace per le frequenze cardiache lente che migliorano i sintomi e salvano vite. Tuttavia, per alcune persone i pacemaker possono causare insufficienza cardiaca (IC) a causa del modo innaturale in cui stimolano i battiti cardiaci. In diversi studi condotti nel West Yorkshire abbiamo dimostrato che circa 1/3 dei pazienti con pacemaker ha un'IC non diagnosticata. Abbiamo anche dimostrato che quando viene scoperta l'IC, trattarla con farmaci sicuri ed economici riduce le probabilità di essere ricoverati in ospedale o di morire. Tuttavia, rilevare l'IC richiede un ecocardiogramma (un'ecografia cardiaca) che richiede circa 45 minuti, necessita di un tecnico qualificato e costa 120£; o, per dirla in altro modo, circa 540.000£ per valutare i circa 4.500 pazienti a Leeds. È necessario un nuovo approccio. Pensiamo che l'uso di nuove tecnologie potrebbe migliorare la nostra capacità di screening per l'IC nelle persone con pacemaker. Dispositivi portatili in grado di imaging cardiaco e misurazione dell'insufficienza cardiaca utilizzando l'Intelligenza Artificiale (IA) sono ora disponibili in commercio. Tuttavia, questi dispositivi non sono stati specificamente sviluppati per rilevare la disfunzione cardiaca nelle persone con pacemaker. I pacemaker causano una forma specifica di debolezza del muscolo cardiaco che è diversa da quella causata da altre condizioni che portano all'IC, quindi è essenziale dimostrarne l'accuratezza prima dell'uso nella pratica clinica di routine. Un altro possibile modo per rilevare la debolezza del muscolo cardiaco è prima effettuare uno screening dei pazienti con un esame del sangue. Il peptide natriuretico di tipo B N-terminale (NT-proBNP) è un peptide rilasciato dal cuore in risposta a sforzo o stress, e solitamente elevato nelle persone con insufficienza cardiaca. Dispositivi sono ora disponibili in commercio che possono fornire una misurazione del NT-proBNP da un prelievo di sangue dal dito, e crucialmente entro pochi minuti in modo che il risultato possa essere conosciuto durante l'appuntamento di routine di un paziente. Sebbene questo esame del sangue non possa fornire una diagnosi, potrebbe aiutare a identificare gli individui a rischio più elevato che dovrebbero poi sottoporsi a un ecocardiogramma standard.

Per rendere la partecipazione il più semplice possibile ed evitare visite non necessarie in ospedale, i pazienti saranno contattati prima del loro appuntamento di routine alla clinica del pacemaker. I pazienti che hanno pacemaker si recano in ospedale ogni 6-12 mesi di persona per sottoporsi a un controllo della durata della batteria e della funzione del loro pacemaker. Tutti i potenziali partecipanti saranno identificati da un membro del team di cura diretto del paziente secondo i criteri di inclusione dello studio. Arruoleremo pazienti con pacemaker e carico di stimolazione ventricolare destra (la percentuale di battiti cardiaci dovuti al pacemaker) ≥20% - questo è importante poiché sappiamo che il rischio di debolezza del muscolo cardiaco è correlato alla percentuale di battiti stimolati, con ≥20% che è un cut-off accettato supportato dai nostri stessi dati. Escluderemo pazienti incapaci o non disposti a partecipare. Escluderemo anche pazienti con dispositivi cardiaci che mitigano il rischio di debolezza del muscolo cardiaco, o quelli probabilmente impiantati per la gestione di un'insufficienza cardiaca nota (pacemaker del sistema di conduzione, pacemaker/defibrillatori per terapia di risincronizzazione cardiaca, defibrillatori cardiaci impiantabili, pacemaker senza elettrocatetere, pacemaker atriali a camera singola).

Ai potenziali partecipanti verrà inviata una Lettera di Invito e il Foglio Informativo per il Paziente, offrendo loro l'opportunità di partecipare a un appuntamento presso il Leeds Cardiovascular Clinical Research Facility invece del loro solito appuntamento alla clinica del pacemaker. Questo sarà poi seguito da una telefonata del team di cura diretto, e solo coloro che sono potenzialmente interessati e confermano il loro accordo affinché le loro informazioni siano passate al team di ricerca saranno contattati per organizzare un appuntamento. Il giorno dell'appuntamento, un membro del team di ricerca si avvicinerà al paziente, spiegherà lo studio e offrirà l'opportunità di fare domande. I partecipanti avranno già avuto almeno una settimana per leggere il Foglio Informativo per i Partecipanti e considerare se desiderano prendere parte. Se disposti a partecipare, forniranno quindi il consenso scritto per intraprendere le procedure dello studio. Tutti i pazienti, indipendentemente dal fatto che acconsentano a partecipare o meno, avranno un controllo di sicurezza del pacemaker da parte di un fisiologo cardiaco accreditato. Se i pazienti accettano di partecipare, il loro appuntamento durerebbe circa un'ora, per confronto un appuntamento di routine per il pacemaker dura circa 20 minuti. Dopo l'appuntamento, il loro prossimo appuntamento con il loro solito team di cura sarà programmato.

Procedure generiche dello studio: I partecipanti subiranno un'interrogazione di routine del dispositivo da parte di un fisiologo cardiaco accreditato come di consueto nella cura clinica per confermare la funzionalità del dispositivo e il carico di stimolazione ventricolare destra ≥20%. Per i partecipanti che acconsentono a partecipare, il team di ricerca raccoglierà informazioni demografiche e cliniche dalla loro cartella sanitaria elettronica. I partecipanti si sottoporranno quindi a test del sangue al punto di cura per NTpro-BNP, un ecocardiogramma portatile e un ecocardiogramma standard basato su carrello. Test del sangue NTpro-BNP al punto di cura: LumiraDx (LumiraDx Ltd, Isole Cayman) è un test del sangue quantitativo al punto di cura, da prelievo dal dito, in grado di misurare vari biomarcatori utilizzando un micro-campione di sangue ottenuto da una puntura del dito. NT-proBNP è un esame del sangue di routine utilizzato per diagnosticare e monitorare l'insufficienza cardiaca. Il LumiraDx può misurare NTpro-BNP con solo 20uL di sangue, è altamente portatile, con un tempo di risposta di soli 12 minuti - fattibile entro i limiti di tempo di un appuntamento di follow-up standard per pacemaker. Per il paziente, ciò comporta il prelievo di una piccola quantità di sangue da una puntura del dito. Il processo comporta un disagio molto minimo ed è quasi identico al test della glicemia che i pazienti con diabete devono fare più volte al giorno. Successivamente, una piccola quantità di cotone idrofilo viene posizionata sulla punta del dito e viene applicata pressione. La loro tecnologia è stata validata in uno studio su 659 campioni rispetto a un'attrezzatura di laboratorio standard di riferimento disponibile in commercio (Roche Cobas Elecsys proBNP II assay) e ha dimostrato di avere un'accuratezza comparabile (pendenza 0,86, intercetta -4,12, r 0,97).

Ecografia cardiaca portatile: i partecipanti si sottoporranno a un ecocardiogramma portatile focalizzato con FEVS derivata dall'IA utilizzando la piattaforma Kosmos (EchoNous Inc., Redmond, USA), un dispositivo ecografico portatile al punto di cura in grado di imaging cardiaco, che utilizza il software integrato US2.AI (Ultrasound Anyone Anywhere, Singapore) guidato dall'IA in grado di misurazione automatizzata della FEVS. La piattaforma Kosmos assiste l'operatore nell'ottenere immagini ottimali, richiede l'acquisizione dell'immagine quando l'immagine è stata ottimizzata e fornisce una misurazione immediata della FEVS. Dati esistenti suggeriscono che la piattaforma Kosmos è in grado di rilevare in modo affidabile una FEVS anormale nei pazienti inviati con sospetta IC, tuttavia non ci sono dati che descrivano il suo uso in una popolazione con disfunzione ventricolare sinistra indotta da stimolazione. L'ecocardiografia portatile sarà eseguita da un infermiere specializzato o da un fisiologo cardiaco che non possiede l'accreditamento in ecocardiografia. Avranno precedentemente ricevuto una formazione focalizzata nell'ottenere le immagini richieste, che sarà deliberatamente limitata (≤1 giorno) per garantire che i nostri risultati siano generalizzabili a team senza esperienza di ecocardiografia.

Ecografia cardiaca standard basata su carrello: i partecipanti si sottoporranno a un ecocardiogramma transtoracico da parte di un fisiologo cardiaco senior accreditato dalla British Society of Echocardiography (o organismo internazionale equivalente) utilizzando un ecografo cardiaco GE Healthcare Vivid E95 Ultra Edition. Per il partecipante, ciò comporta sdraiarsi semi-reclinati su un lettino, con immagini ecografiche ottenute da quattro posizioni sulla parete toracica. La scansione richiede circa 25 minuti per ottenere le immagini (con ulteriori 20 minuti per prendere le misurazioni e preparare il referto) e non comporta alcun rischio per il paziente. Verrà ottenuto un set di dati minimo con FEVS misurata con il metodo biplanare dove possibile, oltre a valutare eventuali malattie valvolari (almeno) moderate o altri reperti che potrebbero comportare un cambiamento nella gestione del paziente.

Questo è uno studio trasversale, i partecipanti saranno valutati in un singolo momento. A condizione che non ci siano reperti anormali, i partecipanti saranno quindi prenotati per partecipare al loro prossimo appuntamento di follow-up per pacemaker programmato come previsto.

Qualsiasi evento avverso grave (EAG) che si verifica in un partecipante alla ricerca, dove, secondo l'opinione del Capo Investigatore, l'evento era correlato alla somministrazione di una qualsiasi delle procedure di ricerca, sarà segnalato allo Sponsor (governance-ethics@leeds.ac.uk) entro un giorno lavorativo dalla consapevolezza del team di ricerca. Gli EAG saranno registrati durante la visita del partecipante e documentati nella cartella sanitaria elettronica. Eventi spiacevoli che si verificano dopo il completamento della visita di studio o non direttamente correlati alla visita di studio non saranno segnalati. È previsto che durante questo studio identificheremo importanti debolezze del muscolo cardiaco o altri reperti anormali all'ecografia cardiaca. Questi reperti, e qualsiasi evento spiacevole che si verifichi come conseguenza di nuove diagnosi/reperti (come il ricovero ospedaliero) non saranno segnalati allo Sponsor o al Comitato Etico della Ricerca poiché sono considerati parte della cura clinica abituale del paziente.