Virtuelne replike srca pojedinačnih pacijenata omogućile su lekarima da unapred usavrše i prilagode spasonosne procedure za lečenje opasnih poremećaja srčanog ritma.
Poput simulatora leta za pilote, ovi „digitalni blizanci“ daju lekarima priliku da isprobaju različite intervencije na kompjuterskom modelu pacijentove anatomije pre nego što uopšte uđu u salu za lečenje.
Rani rezultati pokazuju da bi ovaj pristup mogao dovesti do boljih ishoda u odnosu na standardnu praksu, navode istraživači u studiji objavljenoj 1. aprila u časopisu The New England Journal of Medicine.
Primena širom medicine
Modeli srca mogli bi biti tek početak. Slične virtuelne replike uskoro bi mogle pomoći u planiranju i lečenju u mnogim oblastima medicine — od terapija zasnovanih na mikrobiomu do ortopedske hirurgije.
„Došli smo do doba u kom možemo koristiti digitalne blizance da imitiramo stvarnu fiziologiju u telu“, kaže Džonatan Krispin, kardiološki elektrofiziolog sa Univerziteta Džons Hopkins. „Ta mogućnost može unaprediti istraživanja, ali i poboljšati kliničke ishode.“
Kako izgleda standardna procedura?
Lekari opasno ubrzan rad srca obično leče tako što kroz krvne sudove u preponama uvode katetere koji emituju energiju i vode ih do srca. Tamo traže izvor nepravilne električne aktivnosti i zatim uništavaju (ablacija) odgovorno tkivo.
Ovaj postupak ostavlja sitne ožiljke koji sprečavaju širenje pogrešnog signala i uspostavljaju normalan ritam. Ipak, ova minimalno invazivna metoda pomaže u približno dve trećine slučajeva.
Kako nastaje „digitalno srce“?
Krispin je uočio mogućnost da se ovaj procenat poboljša. Zajedno sa biomedicinskim inženjerom Natalijom Trajanovom i timom saradnika, razvio je digitalne duplikate srca koji mogu unapred da identifikuju problematična područja.
Proces počinje visokorezolucionom magnetnom rezonancom (MRI), koja prikazuje strukturu srca i ističe oštećena tkiva nastala prethodnim povredama. Softver te snimke pretvara u trodimenzionalni model srčanog mišića, pri čemu različiti delovi dobijaju specifična električna svojstva.
Simuliranje srčanog ritma
Zatim kompjuterske simulacije prikazuju kako se električni signali kreću kroz srce — gde se usporavaju, dele ili vraćaju u petlju, što može izazvati opasne aritmije.
Istraživači mogu da isprobaju virtuelne ablacije i utvrde najbolji način da se ovi pogrešni signali zaustave pre stvarne intervencije.
Da bi se simulirale abnormalne srčane aktivnosti, primenjuje se električna stimulacija na virtuelnoj tački, što otkriva kako nastaje ventrikularna tahikardija u oštećenim delovima srca.
Kraće i bezbednije procedure
„Ovo je veoma moćan alat za planiranje pre same procedure“, kaže Trajanova. „U suštini, lečite digitalnog blizanca pre nego što lečite pacijenta.“
Tim je ovu metodu primenio kod 10 pacijenata sa ventrikularnom tahikardijom — potencijalno smrtonosnim poremećajem ritma koji potiče iz donjih komora srca.
Zahvaljujući virtuelnom modelu, lekari su uspeli brže da lociraju problematična područja, skrativši proceduru sa oko tri sata na svega 30 minuta, uz smanjene rizike od dugotrajne anestezije.
Rezultati i oporavak pacijenata
Na kraju procedure, abnormalni ritam više nije mogao da se izazove — što je standardni pokazatelj uspešnosti lečenja.
Dva pacijenta su imala kratkotrajne povratke aritmije u prvim nedeljama, ali su ugrađeni defibrilatori uspešno reagovali i vratili normalan ritam. Nakon nekoliko meseci do više godina praćenja, svih 10 pacijenata ostalo je bez opasnih aritmija, a većina više nije morala da koristi lekove protiv poremećaja ritma.
Da li je ovo revolucija u lečenju?
„Ovo je veoma inovativan pristup“, kaže Babak Nazer, kardiološki elektrofiziolog sa Univerziteta Vašington, koji nije učestvovao u studiji. „Ovo su najsavremenije simulacije srca.“
Ipak, dodaje da će biti potrebna veća, multicentrična istraživanja kako bi se utvrdilo da li ova tehnologija zaista donosi značajna poboljšanja u lečenju pacijenata.
„Tek tada ćemo znati da li je reč o revoluciji — ili samo fiziološki elegantnom, ali ograničenom rešenju.“
