VITAL - 박출률 감소에 따른 심부전 하위 연구

심부전은 영국에서 백만 명이 넘는 사람들에게 영향을 미칩니다. 이들 중 약 50%는 심장 근육이 제대로 수축하지 않는 상태인 박출률 감소 심부전(HFrEF)을 앓고 있습니다. 치료를 받지 않으면 환자는 폐와 다리 주변에 체액이 생기고(부종이라고 함), 비정상적인 심장 박동(부정맥이라고 함) 및 사망에 이를 위험이 있습니다. 치료에는 정제의 병용이 포함되지만 일부 환자에서는 약물 치료로 호전이 나타나지 않습니다. 심장의 왼쪽과 오른쪽 심방이 동시에 펌핑되지 않는 경우 심장 재동기화 요법(CRT)이라는 장치를 이식하여 심실이 함께 펌핑하도록 장려하여 증상을 줄이고 환자의 삶의 질을 향상시킬 수 있습니다.

CRT 장치는 심장으로 이어지는 혈관을 통해 심실에 배치되는 와이어로 구성됩니다. 그러나 처음에 성공적인 시술에도 불구하고 환자의 1/3 이상이 CRT 이식 후 어떠한 개선도 보이지 않습니다. 시술과 관련된 위험에는 출혈, 감염, 기저 폐 또는 심장 근육 손상(생명을 위협할 수 있음) 등이 포함됩니다. 이는 상당수의 환자가 이후 아무런 이점도 없이 이러한 위험을 감수한다는 것을 의미합니다. 더욱이 감염 위험은 평생 지속되며 환자는 어느 단계에서나 장치 관련 감염성 심내막염이 발생할 수 있으며 이는 높은 사망률과 관련이 있습니다.

'디지털 트윈'으로 알려진 환자의 해부학적 구조와 혈류에 대한 가상 모델을 인공 지능을 사용하여 생성할 수 있습니다. 이러한 모델은 치료나 시술에 대한 환자의 반응을 예측하는 데 사용될 수 있습니다. 디지털 트윈은 코로나바이러스 질병 2019(COVID-19), 천식 및 암을 조사하는 연구 프로젝트에서 연구되었습니다. 심장학 분야에서는 판막 수술을 받은 환자를 대상으로 디지털 트윈이 연구되었습니다. 지금까지 심부전 치료에 대한 환자의 반응을 예측할 수 있는 모델은 개발되지 않았습니다.

생명공학자, 생리학자 및 컴퓨터 과학자와 긴밀히 협력하여 이 연구는 심혈관 해부학은 물론 심장 혈관의 상호 연결을 포함한 복잡한 생리학적 과정을 통합하여 개별화된 가상 쌍둥이를 생성할 수 있는 검증된 다중 규모, 다중 장기 모델링 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 합니다. 장기 시스템, 자율 신경계 활동 및 호르몬 작용.

임상적으로 적응증이 있는 CRT 이식을 받고 있는 최소 30명의 환자가 모집됩니다. 시술 전 각 환자는 UCL(University College London)에서 신장, 체중, 혈압 측정, 심장초음파, 심장자기공명영상(MRI) 스캔, 12유도 심전도(ECG) 등 다양한 검사를 받게 됩니다. , 256리드 심전도 영상 기록(5분간 상세한 심장 박동 기록), 6분간 걷기/보행 테스트, 혈액 및 소변 샘플 수집. 일부 환자에게는 UCL 예약 중에 착용할 웨어러블 심장 모니터도 제공됩니다. 이러한 데이터는 모델링 프레임워크에 통합되어 각 환자에 대한 개인화된 가상 '쌍둥이'를 생성합니다.

CRT 이식 후 각 환자는 3개월 및 6개월에 후속 방문을 위해 다시 방문하여 추가 심초음파 검사, 혈액 검사 및 6분 보행/보행 검사를 받게 됩니다.

임상적으로 검증된 가상 플랫폼은 다음과 같은 방식으로 장치 이식을 받을 환자를 선택하는 방식을 변화시킬 수 있는 잠재력을 갖습니다.

• '무반응자'로 예측되는 환자는 다른 치료를 받을 수 있으며 장치 이식과 관련된 심각한 잠재적 위험을 피할 수 있습니다.

• 장치 선택을 최적화할 수 있습니다. CRT에는 2가지 형태가 있습니다.

  1. 각 심실에 하나의 리드를 이식하는 심실 조율(BiVP)
  2. 심실 사이의 격막에 있는 전도 심장 조직에 리드를 배치해야 하는 전도 시스템 조율(CSP).

CSP는 심장 자체의 생리를 더 잘 모방하는 것으로 간주되지만 기술적으로 달성하기가 더 어렵고 종종 더 길고 위험이 높은 절차로 이어집니다. 두 가지 형태의 CRT에 대해 추천된 환자가 이 연구에 모집됩니다. 검증된 모델링 플랫폼은 어떤 형태의 조율이 환자에게 가장 도움이 될지 예측할 수 있습니다. 즉, 임상의는 환자를 불필요한 합병증에 노출시키지 않고 최적의 조율 형태를 선택할 수 있습니다.