«Εικονική» καρδιά για αποτροπή εμφράγματος

Η τρισδιάστατη λειτουργία εικονικής καρδιάς σε οθόνη υπολογιστή συγκεντρώνει πολλές πιθανότητες να σώσει άτομα που ήδη έχουν υποστεί έμφραγμα του μυοκαρδίου από την πιθανότητα να συμβεί και πάλι κάτι σοβαρό εξ' αίτιας σοβαρής αρρυθμίας.

Χάρη στην συνδυασμένη εργασία ερευνητών από διάφορες ειδικότητες στο πανεπιστήμιο Johns Hopkins με επικεφαλής την Natalia Trayanova αναπτύχθηκε μια ολότελα πρωτοποριακή προσέγγιση στο ζήτημα που βασίζεται σε συνδυασμένη αξιοποίηση της πληροφορική και της ιατρικής.

Προκειμένου να χαρτογραφηθεί η καρδιά με την μέγιστη δυνατή ακρίβεια αντιγράφονται ψηφιακά όλα τα χαρακτηριστικά της, η περιοχή των αλλοιώσεων μετά από το έμφραγμα καθώς και οι λειτουργικές ιδιομορφίες της και κατόπιν ενσωματώνονται με την μορφή μαθηματικών εξισώσεων σε ειδικό πρόγραμμα υπολογιστή.

Στην εργασία που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Communications συνοπτικά αναφέρεται ότι οι γιατροί θα έχουν κάθε δυνατότητα να ελέγχουν για όσο χρονικό διάστημα απαιτείται την πλήρη λειτουργία της εικονικής καρδιάς, δηλαδή του ψηφιακού αντιγράφου.

Ψηφιακή απεικόνιση

Τα αρχικά δεδομένα για να αποκαλυφθεί η έκταση των αλλοιώσεων και να αναπαρασταθούν με ακρίβεια στην οθόνη προέρχονται από μαγνητικές τομογραφίες της καρδιάς καθώς και από άλλα σχετικά στοιχεία που έχει κριθεί απαραίτητο να συμπεριληφθούν στο πρόγραμμα.

Το αξιοσημείωτα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό είναι ότι με αυτό τον τρόπο οι γιατροί θα έχουν την δυνατότητα να ελέγχουν στον υπολογιστή το πλήρες «προσωπικό» ψηφιακό αντίγραφο της καρδιάς κάθε ασθενή χωριστά όπως λειτουργεί στο σώμα του και για όσο χρονικό διάστημα κρίνουν απαραίτητο.

Για παράδειγμα πειραματίζονται προκαλώντας ηλεκτρική διέγερση σε διαφορετικής περιοχές της καρδιάς και μέσω της προσομοίωσης στον υπολογιστή παρακολουθούν τον τρόπο που διαχέεται στους υγιείς ιστούς αλλά και σε όσους έχουν υποστεί αλλοιώσεις από το έμφραγμα. Η κλίμακα της παρατήρησης είναι εξαιρετικά διευρυμένη και καλύπτει το φάσμα από το μοριακό επίπεδο έως και ολόκληρο τον καρδιακό μυ.

Οι ερευνητές επισημαίνουν οτι η διαδικασία της ανάλυσης όλων των διαθέσιμων στοιχείων είναι πιθανόν να τους οδηγήσει στην απάντηση ενός ζωτικής σημασίας ερωτήματος με ιδιαίτερη βαρύτητα για την επόμενη μέρα από μια καρδιακή προσβολή. Σε επίπεδο πρόβλεψης την πιθανότητα να εκδηλωθεί ισχυρή αρυθμία η οποία σε ορισμένες περιπτώσεις κατόπιν εμφράγματος ίσως και να αποβεί μοιραία για την ζωή του ατόμου.

Στην προκειμένη περίπτωση η μελέτη αναφέρεται σε περίπου 40 ασθενείς που είχαν υποστεί έμφραγμα και για το λόγο αυτό είχε κριθεί αναγκαία η εμφύτευση απινιδωτή. Επειδή αποτελούσαν συγκεκριμένες περιπτώσεις ήταν υπό συνεχή μακροχρόνια ιατρική παρακολούθηση για να καταγράφονται οι σχετικές αντιδράσεις.

Όπως είναι απαραίτητο να γίνεται σε τέτοιες περιπτώσεις οι ερευνητές συνέκριναν τις δυνατότητες της νέας μεθόδου με όσες μέχρι σήμερα χρησιμοποιούνται για τον ίδιο ακριβώς σκοπό. Σύμφωνα με όσα αναφέρονται κατά το δυνατόν απλουστευμένα η νέα μέθοδος ξεπέρασε σε επιδόσεις τις καθιερωμένες.

Επιπλέον μπορεί να θεωρηθεί ένα καλό παράδειγμα για αυτό που προσεγγιστικά θα έλεγε κανείς «ιατρική της πρόβλεψης» η οποία στην συγκεκριμένη περίπτωση αναφέρεται στην αρρυθμία.

Μάλιστα σωστά θα υπέθετε ότι μεθοδολογικά παραπέμπει σε μια γενικότερη θεώρηση περί ανάλυσης του ρίσκου σε πολλές διαφορετικές περιπτώσεις εκτός ιατρικής. Επομένως σε όσες είναι αναγκαίο να προσδιορίζεται η πιθανότητα να συμβεί κάτι σοβαρό.

Η λειτουργία της καρδιάς

Στο σημείο αυτό αξίζει να φέρουμε στην φαντασία μας τον τρόπο που λειτουργεί η καρδιά. Κάθε καρδιακός παλμός προκαλείται από ένα ηλεκτρικό παλμό που υπό φυσιολογικές συνθήκες παράγεται με σταθερή συχνότητα. 

Όμως μετά από μια καρδιακή προσβολή οι περιοχές των ιστών που υπέστησαν αλλοίωση προκαλούν μια διαταραχή στην ομοιογένεια με την οποία διαχέονται τα ηλεκτρικά σήματα στο σύνολο των ιστών.

Ένας τρόπος για να αποφευχθεί το ενδεχόμενο αρρυθμίας στην περίπτωση αυτή είναι με επεμβατική διαδικασία να εμφυτευθεί στο στέρνο μικρός απινιδωτής.

Η συσκευή παρακολουθεί συνεχώς την ηλεκτρική δραστηριότητα της καρδιάς Όταν παρουσιαστεί δυσλειτουργία προκαλεί ένα ελεγχόμενο ηλεκτρικό σοκ ώστε να αποκατασταθεί ο ρυθμός της. Όπως δηλαδή υπό κλίμακα γίνεται σε επείγουσες περιπτώσεις στα νοσοκομεία.

Μια από τις διαθέσιμες διαδικασίες για να προσδιορίσουν οι γιατροί τον κίνδυνο από αρρυθμία είναι ένας παράγοντας με την ονομασία «κλάσμα εξώθησης αριστερής κοιλίας». Πρόκειται για μια μέτρηση που προσδιορίζει την ποσότητα του αίματος που ωθεί η αριστερή κοιλία της καρδιάς.

Όπως αναφέρεται όταν γενικώς το ποσοστό είναι κάτω από 35% τότε κρίνεται αναγκαία η εμφύτευση του απινιδωτή. Ωστόσο δεν είναι δεδομένο ότι το σύνολο των ατόμων μετά από έμφραγμα του μυοκαρδίου θα παρουσιάσει αρρυθμίες.

Από την άλλη πλευρά υπάρχει πιθανότητα να προκληθούν προβλήματα από την εμφύτευση με ουσιαστικότερη αυτή της δυσλειτουργίας και ενός ηλεκτρικού σοκ στην καρδιά που ίσως και να μην είναι απαραίτητο.

Μια άλλη διαδικασία για να προσδιορισθεί το ρίσκο εκδήλωσης αρρυθμίας είναι μια επίσης επεμβατική διαδικασία με την όνομα «ηλετροφυισιολογική μελέτη». Πραγματοποιείται με την εισαγωγή καθετήρα μέσω φλέβας ο οποίος καταλήγει στην καρδιά προκειμένου να μετρηθεί η ηλεκτρική της δραστηριότητα.

Οι προοπτικές

Επειδή η συγκεκριμένη πλατφόρμα είναι ευπροσάρμστη σε διάφορες παρατηρησιακές ανάγκες είναι δυνατόν να εισαχθούν διάφορα γενετικά και φυσιοπαθολογικά δεδομένα ειδικά για κάθε ένα ασθενή. Δημιουργούνται έτσι προυποθέσεις να διευρυνθεί σημαντικά σε καρδιακές παθήσεις από διάφορες αιτιολογίες.

Ενα σημείο στο οποίο αξίζει να δοθεί έμφαση είναι ότι η ψηφιακή αναπαραγωγή στον υπολογιστή της καρδιακής λειτουργίας κάθε ενός από σειρά επιλεγμένων ασθενών δημιουργεί προοπτικές για μια νέα πτυχή στην προσφορά ιατρικών υπηρεσιών εξατομικευμένου χαρακτήρα.

Κάθε περίπτωση ασθενή «προσωποποιείται» κατά τέτοιο τρόπο ώστε διάγνωση και θεραπεία να προσαρμόζονται με μεγαλύτερη ακρίβεια στις απαιτήσεις κάθε περίπτωσης χωριστά. Εκτιμάται ότι έτσι θα επιτευχθεί υψηλότερο επίπεδο επιτυχούς αντιμετώπισης προβλημάτων υγείας με θετικές επιπτώσεις και στο κόστος.

Συντάκτης: Χρήστος Προυκάκης

Πηγή: efsyn.gr