Mokslininkai sukūrė jūsų širdies dvynį: tai gali išgelbėti tūkstančius gyvybių
JAV mokslininkai sukūrė itin tikslias sergančių pacientų širdžių virtualias kopijas – tokias detalizuotas, kad pavojingo nereguliaraus ritmo „užblokavimas“ skaitmeniniame dvynyje padėjo gydytojams tiksliau gydyti tikrąją širdį.
Pirmasis klinikinis šių individualiai pritaikytų modelių tyrimas rodo, kad metodas gali pagerinti pacientų, sergančių skilveline tachikardija, gydymą. Tai sunkiai valdoma aritmija, laikoma viena pagrindinių staigios širdies sustojimo priežasčių – JAV jai priskiriama apie 300 tūkst. mirčių per metus.
Tyrimą atliko „Johns Hopkins University“ mokslininkai, tačiau tai – tik pradinis žingsnis. JAV Maisto ir vaistų administracija leido skaitmeninio dvynio technologiją taikyti gydymui tik 10 pacientų, todėl išvadoms patvirtinti reikės gerokai didesnių tyrimų.
Rezultatai paskelbti trečiadienį žurnale New England Journal of Medicine – tuo metu, kai gydytojai vis aktyviau ieško būdų sveikatos apsaugoje pritaikyti technologijas, jau seniai naudojamas aviacijos ir kitose pramonės šakose.
Majamio universiteto širdies ligų specialistas Jeffrey Goldbergeris, tyrime nedalyvavęs, teigė su panašiais, tačiau paprastesniais sprendimais eksperimentavęs prieš 15 metų ir palankiai įvertino naujus duomenis.
Medikai jau seniai naudoja 3D modelius – tiek fizinius, tiek kompiuterinius – ligoms simuliuoti ir procedūroms planuoti. Tačiau „Johns Hopkins University“ biomedicinos inžinierė Natalia Trayanova pabrėžia, kad tikras skaitmeninis dvynys ne tik atkuria struktūrą, bet ir leidžia prognozuoti, kaip realus organas reaguos į skirtingus gydymo būdus.
Jos laboratorija kuria interaktyvius modelius, paremtus pažangiais MRT tyrimais ir kitais kiekvieno paciento duomenimis.
„Mes gydome dvynį prieš gydydami pacientą“, – aiškino N. Trayanova. Pasak jos, taip galima įvertinti, ar pasirinktas sprendimas veiks, ir ar neatsiras naujų ritmo sutrikimų, dėl kurių prireiktų papildomų veiksmų.
Širdies elektrinė sistema užtikrina ritmingą plakimą. Skilvelinė tachikardija – tai itin greitas širdies ritmas, kylantis, kai elektrinė banga tarsi „užtrumpina“ apatiniuose širdies skyriuose, skilveliuose, ir trukdo jiems efektyviai pumpuoti kraują į organizmą.
N. Trayanova teigimu, tokioje būsenoje širdis iš esmės „virpa“.
Vaistai gali padėti, tačiau pagrindinis gydymo būdas yra abliacija – procedūra, kai gydytojai kateteriais pasiekia širdį ir „nudegina“ netaisyklingai impulsus generuojantį audinį. Vis dėlto praktikoje tai dažnai būna bandymų ir klaidų procesas: pacientas kelias valandas būna su narkoze, kol komanda nustato, į kur tiksliai nukreipti poveikį.
Dėl to pakartotinės abliacijos nėra retenybė, o daugeliui pacientų papildomai implantuojamas defibriliatorius, veikiantis kaip saugiklis.
Čia ir atsiranda skaitmeniniai pacientų skilvelių dvyniai. Kompiuterio ekrane spalvų sūkuriai – mėlyna, žalia, geltona, oranžinė – rodo, kaip elektrinė banga juda sveikomis sritimis, o vėliau „įstringa“ pažeistame audinyje. Ten ji pradeda suktis ratu, primindama uragano sūkurį.
„Tai leidžia man atkurti paciento organo veikimą ir tada numatyti, koks abliacijos būdas būtų geriausias“, – sakė N. Trayanova.
Technologija padeda nustatyti disfunkcinę sritį, kur elektrinė banga nuolat „atsitrenkia“ ir kartojasi. Virtuliai atlikus abliaciją galima pamatyti, ar problema išspręsta, ar susiformuoja kitas ritmo sutrikimas, kurį taip pat reikėtų pašalinti. Jei reikia, modelyje atliekami papildomi „koreguojantys“ veiksmai.
N. Trayanovos komanda kiekvienam iš 10 tyrimo dalyvių parengė individualius abliacijos taikinius. Kardiologai šiuos taikinius perkėlė į procedūrose naudojamą žemėlapiavimo sistemą ir abliaciją atliko nukreipdami poveikį būtent į numatytas vietas, o ne ieškodami jų procedūros metu.
Praėjus daugiau nei metams, aštuoniems pacientams aritmijos epizodai nepasikartojo, o dviem pasireiškė tik po vieną trumpą epizodą gijimo laikotarpiu. Tyrimo autoriai pažymi, kad tai geresni rezultatai nei įprastai nurodoma maždaug 60 proc. sėkmės statistika. Pagrindinis straipsnio autorius, „Johns Hopkins University“ kardiologas Jonathanas Chrispinas, taip pat teigė, kad visi, išskyrus du pacientus, galėjo nutraukti antiaritminių vaistų vartojimą.
Pasak J. Chrispino, dar vienas svarbus aspektas – galimybė sumažinti abliacijos apimtį ir nudeginti mažiau audinio, taikantis į „kritiškai svarbias“ vietas. Tai, jo vertinimu, galėtų trumpinti procedūras, didinti saugumą ir veiksmingumą.
„Johns Hopkins University“ komanda tikisi skaitmeninio dvynio metodą įvertinti didesniuose tyrimuose kartu su kitomis ligoninėmis. Taip pat pradėtas tyrimas, kuriame technologija taikoma gydant dažnesnį ritmo sutrikimą – prieširdžių virpėjimą. Kiti mokslininkai skaitmeninių dvynių principą nagrinėja ir onkologijoje.
