OPTimizacja programu badań przesiewowych w celu wykrycia niewydolności serca związanej z rozrusznikiem serca przy użyciu sztucznej inteligencji (OPT-AI)

Stymulatory serca są skutecznym leczeniem powolnych rytmów serca, które poprawiają objawy i ratują życie. Jednak u niektórych osób stymulatory mogą powodować niewydolność serca (HF) z powodu nienaturalnego sposobu, w jaki stymulują uderzenia serca. W kilku badaniach przeprowadzonych w West Yorkshire wykazaliśmy, że ~1/3 pacjentów ze stymulatorami ma nierozpoznaną HF. Wykazaliśmy również, że gdy HF zostanie wykryta, leczenie jej bezpiecznymi i niedrogimi lekami zmniejsza szanse na hospitalizację lub śmierć. Jednak wykrycie HF wymaga echokardiogramu (badania ultrasonograficznego serca), które trwa ~45 minut, wymaga wykwalifikowanego technika i kosztuje 120 funtów; lub, inaczej mówiąc, ~540 000 funtów do oceny ~4500 pacjentów w Leeds. Potrzebne jest nowe podejście. Uważamy, że wykorzystanie nowych technologii może poprawić naszą zdolność do przesiewowego wykrywania HF u osób ze stymulatorami. Urządzenia przenośne zdolne do obrazowania serca i pomiaru niewydolności serca przy użyciu sztucznej inteligencji (AI) są obecnie dostępne komercyjnie. Jednak te urządzenia nie zostały specjalnie opracowane do wykrywania dysfunkcji serca u osób ze stymulatorami. Stymulatory powodują specyficzną formę osłabienia mięśnia sercowego, która różni się od tej spowodowanej innymi schorzeniami prowadzącymi do HF, dlatego niezbędne jest udowodnienie ich dokładności przed użyciem w rutynowej praktyce klinicznej. Innym możliwym sposobem wykrycia osłabienia mięśnia sercowego jest wstępne przesiewowe badanie pacjentów za pomocą badania krwi. N-końcowy peptyd natriuretyczny typu B (NT-proBNP) to peptyd uwalniany przez serce w odpowiedzi na obciążenie lub stres, zwykle podwyższony u osób z niewydolnością serca. Urządzenia są obecnie dostępne komercyjnie, które mogą zapewnić pomiar NT-proBNP z badania krwi z nakłucia palca, i co ważne, w ciągu kilku minut, tak że wynik może być znany podczas rutynowej wizyty pacjenta. Chociaż to badanie krwi nie może zapewnić diagnozy, może pomóc zidentyfikować osoby z wyższym ryzykiem, które powinny przejść standardowy echokardiogram.

Aby udział był jak najprostszy i aby uniknąć niepotrzebnych wizyt w szpitalu, pacjenci będą kontaktowani przed ich rutynową wizytą w klinice stymulatorów. Pacjenci ze stymulatorami osobiście zgłaszają się do szpitala co 6-12 miesięcy, aby przejść kontrolę żywotności baterii i funkcji ich stymulatora. Wszyscy potencjalni uczestnicy będą identyfikowani przez członka bezpośredniego zespołu opieki nad pacjentem zgodnie z kryteriami włączenia do badania. Zrekrutujemy pacjentów ze stymulatorami i obciążeniem stymulacją prawej komory (procent uderzeń serca spowodowanych przez stymulator) ≥20% - jest to ważne, ponieważ wiemy, że ryzyko osłabienia mięśnia sercowego koreluje z procentem stymulowanych uderzeń, przy czym ≥20% jest akceptowanym progiem potwierdzonym przez nasze własne dane. Wykluczymy pacjentów niezdolnych lub niechętnych do udziału. Wykluczymy również pacjentów z urządzeniami kardiologicznymi, które łagodzą ryzyko osłabienia mięśnia sercowego, lub tych, u których prawdopodobnie wszczepiono je w celu leczenia znanej niewydolności serca (stymulatory układu przewodzącego, stymulatory/kardiowertery-defibrylatory resynchronizujące serce, wszczepialne kardiowertery-defibrylatory, stymulatory bezprzewodowe, jednokomorowe stymulatory przedsionkowe).

Potencjalni uczestnicy otrzymają list zaproszeniowy i kartę informacyjną dla pacjenta, oferując im możliwość uczestniczenia w wizycie w Leeds Cardiovascular Clinical Research Facility zamiast ich zwykłej wizyty w klinice stymulatorów. Następnie nastąpi telefon od bezpośredniego zespołu opieki, i tylko ci, którzy są potencjalnie zainteresowani i potwierdzą zgodę na przekazanie ich informacji zespołowi badawczemu, będą kontaktowani w celu umówienia wizyty. W dniu wizyty członek zespołu badawczego podejdzie do pacjenta, wyjaśni badanie i da możliwość zadawania pytań. Uczestnicy będą mieli już co najmniej tydzień na przeczytanie karty informacyjnej dla uczestników i rozważenie, czy chcą wziąć udział. Jeśli będą chętni do udziału, udzielą pisemnej zgody na przeprowadzenie procedur badania. Wszyscy pacjenci, niezależnie od tego, czy wyrażą zgodę na udział, czy nie, przejdą kontrolę bezpieczeństwa stymulatora przez akredytowanego fizjologa kardiologicznego. Jeśli pacjenci zgodzą się na udział, ich wizyta potrwa około godziny, dla porównania rutynowa wizyta stymulatorowa trwa około 20 minut. Po wizycie ich następna wizyta z ich zwykłym zespołem opieki zostanie zaplanowana.

Ogólne procedury badania: Uczestnicy przejdą rutynową analizę urządzenia przez akredytowanego fizjologa kardiologicznego zgodnie ze zwykłą opieką kliniczną, aby potwierdzić funkcjonalność urządzenia i obciążenie stymulacją prawej komory ≥20%. Dla uczestników, którzy wyrażą zgodę na udział, zespół badawczy zbierze dane demograficzne i kliniczne z ich elektronicznej dokumentacji medycznej. Uczestnicy następnie przejdą punktowe badanie krwi na NTpro-BNP, przenośny echokardiogram i standardowy echokardiogram na wózku. Punktowe badanie krwi NTpro-BNP: LumiraDx (LumiraDx Ltd, Kajmany) to ilościowe, punktowe badanie krwi z nakłucia palca zdolne do pomiaru różnych biomarkerów przy użyciu mikropróbki krwi pobranej z nakłucia palca. NT-proBNP to rutynowe badanie krwi używane do diagnozowania i monitorowania niewydolności serca. LumiraDx może mierzyć NTpro-BNP z zaledwie 20uL krwi, jest wysoce przenośny, z czasem realizacji tylko 12 minut - wykonalnym w ramach czasowych standardowej wizyty kontrolnej stymulatora. Dla pacjenta oznacza to pobranie niewielkiej ilości krwi z nakłucia palca. Proces powoduje bardzo minimalny dyskomfort i jest prawie identyczny z testowaniem poziomu cukru we krwi, które pacjenci z cukrzycą muszą wykonywać kilka razy dziennie. Następnie na opuszek palca nakłada się niewielką ilość waty i przyciska. Ich technologia została zweryfikowana w badaniu 659 próbek w porównaniu z komercyjnie dostępnym laboratoryjnym sprzętem referencyjnym (Roche Cobas Elecsys proBNP II) i stwierdzono, że ma porównywalną dokładność (nachylenie 0,86, punkt przecięcia -4,12, r 0,97).

Przenośne badanie ultrasonograficzne serca: uczestnicy przejdą ukierunkowany przenośny echokardiogram z AI-pochodną LVEF przy użyciu platformy Kosmos (EchoNous Inc., Redmond, USA) - punktowego, przenośnego urządzenia ultrasonograficznego zdolnego do obrazowania serca, które wykorzystuje zintegrowane oprogramowanie AI US2.AI (Ultrasound Anyone Anywhere, Singapur) zdolne do automatycznego pomiaru LVEF. Platforma Kosmos pomaga operatorowi uzyskać optymalne obrazy, monituje o przechwycenie obrazu, gdy obraz został zoptymalizowany, i zapewnia natychmiastowy pomiar LVEF. Istniejące dane sugerują, że platforma Kosmos jest w stanie niezawodnie wykryć nieprawidłowy LVEF u pacjentów skierowanych z podejrzeniem HF, jednak nie ma danych opisujących jej użycie w populacji z dysfunkcją lewej komory indukowaną stymulacją. Przenośna echokardiografia będzie wykonywana przez pielęgniarkę specjalistyczną lub fizjologa kardiologicznego, który nie posiada akredytacji w echokardiografii. Wcześniej otrzymają oni ukierunkowane szkolenie w zakresie uzyskiwania wymaganych obrazów, które będzie celowo ograniczone (≤1 dzień), aby zapewnić, że nasze wyniki będą uogólnialne na zespoły bez doświadczenia w echokardiografii.

Standardowe badanie ultrasonograficzne serca na wózku: uczestnicy przejdą przezklatkowy echokardiogram wykonany przez starszego fizjologa kardiologicznego akredytowanego przez British Society of Echocardiography (lub równoważną organizację międzynarodową) przy użyciu GE Healthcare Vivid E95 Ultra Edition Cardiac Ultrasound. Dla uczestnika polega to na leżeniu w pozycji półleżącej na kanapie, z obrazami ultrasonograficznymi uzyskanymi z czterech miejsc na ścianie klatki piersiowej. Skanowanie trwa około 25 minut, aby uzyskać obrazy (z dodatkowymi 20 minutami na wykonanie pomiarów i przygotowanie raportu) i nie stanowi ryzyka dla pacjenta. Zostanie uzyskany minimalny zestaw danych z LVEF mierzonym metodą biplanarną tam, gdzie to możliwe, oraz oceną co najmniej umiarkowanej choroby zastawkowej lub innych znalezisk, które mogłyby skutkować zmianą w postępowaniu z pacjentem.

Jest to badanie przekrojowe, uczestnicy będą oceniani w jednym punkcie czasowym. Pod warunkiem braku nieprawidłowych wyników, uczestnicy zostaną następnie umówieni na udział w ich następnej zaplanowanej wizycie kontrolnej stymulatora zgodnie z planem.

Każde poważne zdarzenie niepożądane (SAE) występujące u uczestnika badania, które, według opinii Głównego Badacza, było związane z podaniem którejkolwiek z procedur badawczych, zostanie zgłoszone Sponsora (governance-ethics@leeds.ac.uk) w ciągu jednego dnia roboczego od powiadomienia zespołu badawczego. SAE będą rejestrowane podczas wizyty uczestnika i dokumentowane w elektronicznej dokumentacji medycznej. Zdarzenia niepożądane, które wystąpią po zakończeniu wizyty studyjnej lub nie są bezpośrednio związane z wizytą studyjną, nie będą zgłaszane. Przewiduje się, że podczas tego badania zidentyfikujemy istotne osłabienie mięśnia sercowego lub inne nieprawidłowe wyniki w badaniu ultrasonograficznym serca. Te wyniki i jakiekolwiek zdarzenia niepożądane, które wystąpią w wyniku nowych diagnoz/znalezisk (takich jak hospitalizacja), nie będą zgłaszane Sponsora lub Komitetu Etyki Badań, ponieważ są uważane za część zwykłej opieki klinicznej pacjenta.