Τεχνολογία

Η 3-D εικονική προσομοίωση των ακανόνιστων καρδιακών παλμών

Η 3-D εικονική προσομοίωση των ακανόνιστων καρδιακών παλμών

Σε μια μελέτη περίπτωσης, οι επιστήμονες του Johns Hopkins αναφέρουν ότι έχουν πραγματοποιήσει επιτυχώς 3-D εξατομικευμένες εικονικές προσομοιώσεις της καρδιάς για να εντοπίσουν με ακρίβεια πού οι καρδιακοί ειδικοί θα πρέπει να καταστρέψουν ηλεκτρικά τον καρδιακό ιστό για να σταματήσουν δυνητικά θανατηφόρους ακανόνιστους και γρήγορους καρδιακούς παλμούς σε ασθενείς με ουλές καρδιά.

Η αναδρομική ανάλυση 21 ασθενών και η προοπτική μελέτη πέντε ασθενών με κοιλιακή ταχυκαρδία, σύμφωνα με τους ερευνητές, αποδεικνύουν ότι οι 3-D προσομοιωτικές διαδικασίες είναι άξια επεκταμένων κλινικών δοκιμών. Τα αποτελέσματα της μελέτης περιγράφονται στο τεύχος 3 του Nature Biomedical Engineering .

«Η καρδιακή κατάλυση ή η καταστροφή των ιστών για να σταματήσουν οι διαταραγμένες ηλεκτρικές παρορμήσεις ήταν κάπως επιτυχημένη, αλλά παρεμποδίστηκαν από πολλές εικασίες και μεταβλητότητα στον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί καταλάβουν σε ποιες θέσεις πρέπει να τοποθετήσουν έναν καθετήρα», λέει η Natalia Trayanova, Ph. D., ο καθηγητής Murray B. Sachs στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins της Μηχανικής και της Ιατρικής. “Τα νέα αποτελέσματα της μελέτης μας δείχνουν ότι μπορούμε να αφαιρέσουμε πολλές εικασίες, να τυποποιήσουμε τη θεραπεία και να μειώσουμε τη μεταβλητότητα των αποτελεσμάτων, έτσι ώστε οι ασθενείς να παραμείνουν απαλλαγμένοι από αρρυθμία μακροπρόθεσμα”, προσθέτει.

Όταν μια κανονική καρδιά συστέλλεται για να αντλεί αίμα σε όλο το σώμα, ένα κύμα ηλεκτρικών σημάτων ρέει μέσα από την καρδιά, διεγείροντας κάθε καρδιακό κύτταρο να συστέλλεται – το ένα μετά το άλλο – σε ένα κανονικό ρυθμό. Μετά τη σύναψη της καρδιάς, χαλαρώνει και γεμίζει με αίμα.

Σε άτομα με κοιλιακή ταχυκαρδία, τα ηλεκτρικά σήματα στους κατώτερους θαλάμους της καρδιάς παρουσιάζουν διαλείψεις και κολλούν στο όργανο μεγέθους πυρήνα, καταστέλλοντας τη διαδικασία χαλάρωσης και επαναπλήρωσης και προκαλώντας ταχείες και ακανόνιστους παλμούς ή αρρυθμίες που συνδέονται με περίπου 300.000 αιφνίδιους καρδιακούς θανάτους ΗΠΑ κάθε χρόνο.

Πολυάριθμα φάρμακα είναι διαθέσιμα για τη θεραπεία και διαχείριση της λεγόμενης κοιλιακής ταχυκαρδίας που σχετίζεται με το εμφράγμα, αλλά οι παρενέργειες και οι περιορισμοί των φαρμάκων έχουν αυξημένη εστίαση σε άλλες παρεμβάσεις, ιδιαίτερα στις δυνατότητες καρδιακής αφαίρεσης που ουσιαστικά «επανασυνδέει» την ηλεκτρική σηματοδότηση που προκαλεί τις αρρυθμίες. Ο Τραϊανόβα αναφέρει ότι οι τρέχουσες εκτιμήσεις δείχνουν ότι η καρδιακή κατάλυση είναι επιτυχής οπουδήποτε μεταξύ 50 και 88% του χρόνου, αλλά τα αποτελέσματα είναι δύσκολο να προβλεφθούν.

Για να εκτελέσουν μια παραδοσιακή απόσπαση, οι γιατροί βάζουν έναν καθετήρα μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία για να φτάσουν στην καρδιά και χρησιμοποιούν κύματα ραδιοσυχνοτήτων για να καταστρέψουν περιοχές στον ιστό της καρδιάς που πιστεύεται ότι διατηρούν και διαδίδουν ασταθή ηλεκτρικά κύματα. Η χαρτογράφηση της ηλεκτρικής λειτουργίας της καρδιάς με έναν καθετήρα χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό πιθανών προβληματικών περιοχών, αλλά όπως σημειώνει ο Τραϊάνοβα, η ακριβής εντοπισμός αυτών των ιστών ήταν μια πρόκληση.

Σε μια προσπάθεια εντοπισμού των αρρυθμιών με μεγαλύτερη ακρίβεια, η Trayanova και η ερευνητική της ομάδα ανέπτυξαν εξατομικευμένα υπολογιστικά μοντέλα 3-D καρτών ασθενών με βάση κλινικές εικόνες μαγνητικής τομογραφίας με αυξημένη αντίθεσή τους. Κάθε κύτταρο καρδιακού ιστού στο μοντέλο παράγει ηλεκτρικά σήματα με τη βοήθεια μαθηματικών εξισώσεων που αντιπροσωπεύουν το πώς συμπεριφέρονται τα καρδιακά κύτταρα όταν είναι υγιή ή όταν είναι ενδιάμεσα όταν πλησιάζουν την ουλή. Με το χτύπημα της εικονικής καρδιάς του ασθενούς με μικρά ηλεκτρικά σήματα σε διαφορετικές θέσεις, το πρόγραμμα υπολογιστή στη συνέχεια καθορίζει εάν η καρδιά αναπτύσσει μια αρρυθμία και τη θέση του ιστού που την διαιωνίζει. Χρησιμοποιώντας το μοντέλο, ο Trayanova προσομοιώνει μια απόσπαση σε εκείνη την περιοχή της καρδιάς και τρέχει το πρόγραμμα υπολογιστή ξανά και ξανά για να βρει πολλαπλές θέσεις που οι γιατροί πρέπει να αφαιρεθούν στον πραγματικό ασθενή.

Μεταξύ των πειραμάτων της παρούσας μελέτης, η Τραϊανόβα και η ομάδα της χρησιμοποίησαν εικόνες μαγνητικής τομογραφίας για να δημιουργήσουν εξατομικευμένα μοντέλα καρδιάς 21 ατόμων που είχαν προηγουμένως επιτυχημένες διαδικασίες καρδιακής αφαίρεσης για κοιλιακή ταχυκαρδία σχετιζόμενη με εμφράγματα στο νοσοκομείο The Johns Hopkins μεταξύ 2006 και 2017. η μοντελοποίηση αυτών των ασθενών ταυτοποίησε σωστά και προέβλεψε τις θέσεις όπου οι γιατροί αφαιρούσαν τον καρδιακό ιστό. Σε πέντε ασθενείς, η ποσότητα του αφαιρεμένου ιστού που προσδιορίστηκε από το 3-D μοντέλο ήταν μικρότερη συνολικά-σε ορισμένες περιπτώσεις, περισσότερο από 10 φορές μικρότερη από την περιοχή που καταστράφηκε κατά τη διάρκεια των διαδικασιών των ασθενών.

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις

Διαβάστε Eπίσης:

Γιατί οι απινιδωτές δε χρησιμοποιούνται συχνά στην καρδιακή προσβολή;

Νανοακίδες αφαιρούν το 96% των σωματιδίων του ιού

svg%3E svg%3E
svg%3E
svg%3E
Περισσότερα

Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τεχνολογία ραντάρ για να παρακολουθούν την κατάσταση υγείας των οδηγών

Ερευνητές οδηγοί: Η ερευνητική ομάδα στοχεύει να αξιοποιήσει την τεχνολογία ραντάρ παράλληλα με τα προηγμένα συστήματα οχημάτων για να διευκολύνει την παρακολούθηση της υγείας χωρίς την ανάγκη φορητών συσκευών.

Οι ηλικιωμένοι σπάνια ψάχνουν στο Διαδίκτυο για ανάγκες υγειονομικής περίθαλψης και ιατρικές συμβουλές

Ηλικιωμένοι διαδίκτυο: Στην πραγματικότητα, οι ηλικιωμένοι σπάνια μπαίνουν στο διαδίκτυο ή χρησιμοποιούν τα gadget τους για ανάγκες υγειονομικής περίθαλψης, είπαν οι ερευνητές.