Światowa Organizacja Zdrowia raportuje, że choroby sercowo-naczyniowe są główną przyczyną śmierci na świecie [1]. Jedną z tych chorób jest niewydolność serca – stan, w którym serce nie jest w stanie pompować wystarczającej ilości krwi do narządów naszego ciała. Powoduje to niedobór tlenu i składników odżywczych w komórkach organizmu, co może mieć ogromny wpływ na jego funkcjonowanie. Niestety liczba pacjentów z niewydolnością serca nadal rośnie. Ponadto poprawa opieki nad pacjentami po zawale serca przyczyniła się do wyższych wskaźników przeżycia, ale jako skutek uboczny więcej pacjentów cierpi na niewydolność serca.
Oczywiście istnieje leczenie farmakologiczne niewydolności serca, ale nie zawsze jest wystarczające. Terapia resynchronizacji serca (CRT) istnieje jako opcja dla pacjentów z niewydolnością serca z obniżoną frakcją wyrzutową (HFrEF), u których sama farmakoterapia jest niewystarczająca do złagodzenia objawów i kontroli funkcji serca [2]. Celem CRT jest przywrócenie fizjologicznie normalnej aktywności elektrycznej serca, która często jest zaburzona w przebiegu choroby podstawowej. Można to osiągnąć poprzez wprowadzenie elektrod do układu naczyniowego, które są połączone z rozrusznikiem serca z funkcją resynchronizacji. Przeprowadzone badania kliniczne tej metody wykazały pozytywne wyniki pod względem łagodzenia objawów i, co najważniejsze, poprawy wskaźnika przeżycia pacjentów. Zarówno badania COMPANION (Comparison of Medical Therapy, Pacing and Defibrillation in Heart Failure) jak i CARE-HF (Cardiac Resynchronisation—Heart Failure) [3,4], które były fundamentem elektroterapii u pacjentów z niewydolnością serca, wykazały redukcję śmiertelności sięgającą nawet 36%, co jest efektem rzadko obserwowanym w dzisiejszych badaniach [5].
Problemy z terapią resynchronizacji serca
Lekarze oceniają skuteczność CRT na podstawie wyników echokardiograficznych, oceny klinicznej i/lub rejestracji EKG. Niestety nie wszyscy pacjenci odnoszą korzyści z CRT w taki sam sposób. Według dostępnych danych, nawet do jednej trzeciej pacjentów można zaklasyfikować jako „nieresponderów” [6]. Przyczyny braku poprawy zdrowia pacjenta po wszczepieniu urządzenia CRT powinny być badane pod różnymi kątami związanymi z zarządzaniem niewydolnością serca. Optymalizacja ustawień tego urządzenia jest bardzo czasochłonną pracą, ale może przynieść pozytywne rezultaty i poprawić stan pacjenta. Oczywiście dłuższe obserwacje (np. monitoring 24-godzinny Holtera) są korzystne i mogą dostarczyć więcej informacji na temat mechanizmu nieresponsywności na CRT. Niestety, większa ilość danych oznacza, że lekarze muszą poświęcać więcej swojego cennego czasu na ich analizę.
Ze względu na fakt, że lekarze mają niewiele czasu na każdego pacjenta, szukają nowych rozwiązań wspierających analizę długoterminowych zapisów EKG. Trzy europejskie towarzystwa kardiologiczne niedawno wystosowały apel o skierowanie i optymalizację opieki nad pacjentami z CRT [7].
Czy istnieje sposób na optymalizację pracy lekarza?
My tak sądzimy. Dlatego też, we współpracy z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym, złożyliśmy wniosek o grant z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Celem tego projektu (NCT04061434) było opracowanie algorytmu AI opartego na zapisach EKG i ocena jego zdolności do wykrywania nieskutecznych stymulacji CRT. Zastosowanie tej metody w praktyce klinicznej może potencjalnie zwiększyć efektywność i poprawić opiekę nad pacjentami.
Wyniki i wnioski
W badaniu uczestniczyło 541 pacjentów, z których zebrano 1241 zapisów. Ocena skuteczności CRT została przeprowadzona u pacjentów zakwalifikowanych jako: efektywna CRT, nieskuteczna CRT oraz rytm bazowy bez żadnej stymulacji. Na podstawie szkolenia algorytmu osiągnęliśmy dobry poziom czułości w wykrywaniu skutecznej stymulacji CRT (99,2%, przy precyzji 92,4%). Błąd automatycznej analizy dla tego zbioru danych wyniósł 0,25% na poziomie pojedynczych uderzeń serca [8].
Nasz algorytm pokazał bardzo pozytywne wyniki, a jego aplikacja kliniczna ma wiele cennych aspektów. Cenny czas lekarzy może być lepiej zarządzany, a skuteczność CRT szybciej analizowana. W rezultacie ustawienia CRT mogą być optymalizowane, co może pozwolić więcej pacjentów na korzystanie z poprawionych rokowań. Lekarze mogą dostarczać większej ilości pacjentów profesjonalną opiekę zamiast analizować długie zapisy EKG.
Dowiedz się więcej w artykule recenzowanym „Zastosowanie algorytmów uczenia maszynowego w ocenie skuteczności terapii resynchronizacji”, opublikowanym w Journal of Cardiovascular Development and Disease. Cardiovascular Development and Disease
Czy prowadzisz badania, w których używasz zapisów EKG?
Wypróbuj nasze rozwiązanie.
Skontaktuj się z naszym zespołem klinicznym.
Bibliografia
[1] Khan, M.A.; et al. Global Epidemiology of Ischemic Heart Disease: Results from the Global Burden of Disease Study. Cureus 2020, 12, 9349.
[2] McDonagh,T.A.; et al. Corrigendum to: 2021 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. Eur. Heart J. 2021, 42, 3599–3726.
[3] Liang, Y.; et al. Prediction of response after cardiac resynchronization therapy with machine learning. Int. J. Cardiol. 2021, 344, 120–126.
[4] Cleland, J.G.; et al. Long-term mortality with cardiac resynchronization therapy in the Cardiac Resynchronization-Heart Failure (CARE-HF) trial. Eur. J. Heart Fail. 2012, 14, 628–634.
[5] Bilchick, K.C.; et al. Bundle-Branch Block Morphology and Other Predictors of Outcome After Cardiac Resynchronization Therapy in Medicare Patients. Circulation 2010, 122, 2022–2030.
[6] Howell, S.J.; et al. Using Machine-Learning for Prediction of the Response to Cardiac Resynchronization Therapy: The SMART-AV Study. JACC Clin. Electrophysiol. 2021, 7, 1505–15.
[7] Mullens, W.; et al. Optimized implementation of cardiac resynchronization therapy. Eur. J. Heart Fail. 2020, 22, 2349–2369.
[8] Krzowski, B.; et al. The Use of Machine Learning Algorithms in the Evaluation of the Effectiveness of Resynchronization Therapy. J. Cardiovasc. Dev. Dis. 2022, 9, 17.