Использование персонализированных 3D-моделей виртуального сердца в лечении и диагностике аритмии

Обнадеживающие и многообещающие исследования проводятся под руководством провессора Натальи Траяновой из Университета Джонса Хопкинса. Группа исследователей работает над созданием «виртуального сердца» - компьютеризированной модели сердца отдельного пациента. Идея исследования заключается в создании 3D-моделей, которые могут использоваться для подбора терапии у отдельного пациента. Ученые института проводят большую работу в области исследования аритмий, в частности желудочковых нарушений ритма у пациентов, перенесших и инфаркт миокарда.

Как известно, внезапная сердечная смерть (ВСС) от аритмий является ведущей причиной смертности. У пациентов с высоким уровнем риска ВСС профилактическая установка имплантируемых кардиовертеров- дефибрилляторов снижает смертность. Чтобы определить уровень риска внезапной смерти, клиническая кардиологическая практика опирается на фракцию выброса левого желудочка  <35%. Однако известно, что аритмия возникает в том числе из гетерогенно распределенной инфарктной ткани, которая сама по себе может способствовать инициированию и поддержанию электрической нестабильности. Фракция выброса левого желудочка  плохо отражает эту электрическую нестабильность и, следовательно, ее использование для определения уровня риска ВСС и стратификации пациентов для имплантации ICD может приводить к низкой эффективности терапии ИКД-устройств по мнению авторов. Таким образом, некоторые пациенты подвергаются риску инфекций, связанных с ИКД, сбоям в работе устройства и неадекватным шокам без получения каких-либо преимуществ для здоровья.

Исследователи приводят доказательства концепции нового целевого подхода для определения риска ВСС у пациентов с перенесенным инфарктом миокарда. Этот подход основан на кардиографическом и вычислительном моделировании и персонализирован для каждого пациента. Для оценки риска строится трехмерная (3D) компьютерная модель индивидуального сердца пациента на основе проведенного МРТ сердца. Модель сердца включает в себя геометрию желудочков пациента и структурное ремоделирование сердца после перенесённого инфаркта миокарда, а также электрические функции от субклеточного органа. Таким образом, можно непосредственно оценить взаимосвязь между аномальной структурой миокарда и электрической нестабильностью сердца, которая предрасполагает к желудочковым нарушениям ритма. В каждой модели сердца проводится виртуальная электрическая стимуляция из зон эктопии на разных расстояниях, чтобы можно было всесторонне оценить предрасположенность пациента к развитию аритмий. В исследовании оценена прогностическая способность такого подхода по сравнению с другими клиническими показателями. Таким образом, неинвазивный подход с моделированием сердца в будущем может помочь предотвратить внезапную смерть и избежать ненужных имплантаций устройств у пациентов после перенесенного инфаркта миокарда.