VITAL - Подисследование сердечной недостаточности со сниженной фракцией выброса

Сердечная недостаточность затрагивает более 1 миллиона человек в Соединенном Королевстве. Примерно у 50% этих людей наблюдается сердечная недостаточность со сниженной фракцией выброса (HFrEF), состояние, при котором сердечная мышца не сокращается должным образом. Без лечения пациенты подвергаются риску образования жидкости вокруг легких и ног (так называемого отека), нарушений сердечного ритма (известных как аритмии) и смерти. Лечение включает комбинацию таблеток, но у некоторых пациентов улучшение от приема лекарств не наблюдается. Когда левая и правая камеры сердца не сокращаются одновременно, можно имплантировать устройства, называемые сердечной ресинхронизирующей терапией (СРТ), чтобы стимулировать совместную работу камер сердца, уменьшая симптомы и улучшая качество жизни пациента.

Устройства ЭЛТ состоят из проводов, которые вводятся в желудочки через кровеносные сосуды, ведущие к сердцу. Однако, несмотря на изначально успешную процедуру, более трети пациентов не отмечают никаких улучшений после имплантации ЭЛТ. Риски, связанные с процедурой, включают кровотечение, инфекцию и повреждение подлежащих легких или сердечной мышцы (которые могут быть опасными для жизни), а это означает, что значительная часть пациентов подвергается этим рискам без какой-либо пользы в дальнейшем. Более того, риск заражения сохраняется на всю жизнь, и у пациентов может развиться инфекционный эндокардит, связанный с устройством, на любой стадии, что связано с высокой смертностью.

Виртуальные модели анатомии и кровотока пациента, известные как «цифровой двойник», могут быть созданы с помощью искусственного интеллекта. Эти модели можно использовать для прогнозирования реакции пациента на лечение или процедуру. Цифровые двойники изучались в исследовательских проектах, посвященных коронавирусному заболеванию 2019 года (COVID-19), астме и раку. В кардиологии цифровые двойники изучались у пациентов, перенесших операцию на клапане. До сих пор не разработано моделей для прогнозирования реакции пациентов на лечение сердечной недостаточности.

Работая в тесном сотрудничестве с биоинженерами, физиологами и учеными-компьютерщиками, это исследование направлено на разработку проверенной многомасштабной платформы моделирования нескольких органов, которая может создать индивидуального виртуального двойника, включающего анатомию сердечно-сосудистой системы, а также сложные физиологические процессы, включая взаимосвязь системы органов, деятельность вегетативной нервной системы и гормональные действия.

Будет набрано минимум 30 пациентов, которым проводится имплантация ЭЛТ по клиническим показаниям. Перед процедурой каждый пациент посетит Университетский колледж Лондона (UCL) для прохождения ряда тестов, включая измерение роста, веса и артериального давления, эхокардиограмму, магнитно-резонансную томографию сердца (МРТ), электрокардиограмму в 12 отведениях (ЭКГ). , запись электрокардиографической визуализации в 256 отведениях (5-минутная подробная запись сердцебиения), 6-минутный тест ходьбы/шагания и сбор образцов крови и мочи. Некоторым пациентам также будет предоставлен портативный кардиомонитор, который они будут носить во время посещения UCL. Эти данные будут интегрированы в систему моделирования для создания персонализированного виртуального «двойника» для каждого пациента.

После имплантации ЭЛТ каждый пациент вернется на контрольные визиты через 3 и 6 месяцев, когда ему будет проведена дополнительная эхокардиограмма, анализ крови и 6-минутный тест шага/ходьбы.

Клинически проверенная виртуальная платформа может изменить порядок отбора пациентов для имплантации устройств следующими способами:

• Пациенты, у которых прогнозируется отсутствие ответа, могут быть направлены на другие методы лечения и избежать серьезных потенциальных рисков, связанных с имплантацией устройства.

• Выбор устройства можно оптимизировать. Существует 2 формы ЭЛТ:

  1. Бивентрикулярная стимуляция (BiVP), которая предполагает имплантацию одного электрода в каждый желудочек.
  2. Стимуляция системы проводимости (CSP), которая требует размещения электрода в проводящей ткани сердца в перегородке между желудочками.

Считается, что CSP лучше имитирует собственную физиологию сердца, но его технически сложнее достичь, что часто приводит к более длительной процедуре и более высокому риску. В это исследование будут включены пациенты, направленные на обе формы ЭЛТ. Проверенная платформа моделирования может быть в состоянии предсказать, какая форма стимуляции принесет наибольшую пользу пациенту, а это означает, что врачи смогут выбрать оптимальную форму стимуляции, не подвергая пациента ненужным осложнениям.