Don ‚ T miss a beat: Computer-Simulationen kann die Behandlung der häufigsten Herzrhythmusstörung

Wissenschaftler bei Johns Hopkins haben erfolgreich erstellt personalisierte digitale Nachbildungen von den oberen Kammern des Herzens und benutzte Sie, um guide für die präzise Behandlung von Patienten mit anhaltenden Herzrhythmusstörungen. Diese Simulationen genau identifiziert werden, wo Kliniker benötigen, um zu zerstören Gewebe, um wieder das Herz ist der normale Rhythmus.

Der proof-of-concept-Studie, veröffentlicht in der Natur Biomedical Engineering am August 19, ist ein vielversprechender Schritt in Richtung simulation-driven-Behandlungen und stellt die Bühne für das team der FDA-genehmigte klinische Studie geplant, um zu beginnen in diesem Herbst.

„Die personalisierte digitale Replikate erlaubt uns, genau zu simulieren und zu analysieren Herzen elektrische Aktivität in 10 Patienten und bestimmen, wo das Gewebe muss zerstört werden“, sagt Natalia Trayanova, die Murray B. Sachs, Professor in der Abteilung der Biomedizinischen Technik an Der Johns Hopkins Universität, Schulen, Technik und Medizin.

„Die Schönheit der Arbeit mit solchen Nachbauten ist, dass wir testen und vorherzusagen, wo unregelmäßige Herzschläge anhalten, in der Weise, die wir nie konnte in der Klinik liefen Wir ein mock von der klinischen Prozedur, über und über wieder, bis wir sicher waren unregelmäßig schlägt, wird nicht wieder auftauchen.“

Dieser Ansatz hat das Potenzial zu beseitigen, den Prozess von trial-and-error bei der Behandlung von Herz-Rhythmus-Störungen und zu verhindern, wiederholen Sie die Prozeduren, sagt Trayanova.

Vorhofflimmern, oder abnorme elektrische Signale, die aus dem Herzen der beiden oberen Kammern, die Vorhöfe, ist die häufigste Ursache von unregelmäßigen Herzschlägen und betrifft 1-2% der Menschen weltweit. Unbehandelt kann Vorhofflimmern verursachen können tödliche Schlaganfälle.

Die typische Behandlung für die Erkrankung, die sogenannte katheterablation, ist der thread eine Katheter-emitting radio-Frequenz, die in das Herz zu zerstören Gewebe, sendet aus unregelmäßig elektrische Signale. Insbesondere die Kardiologen wird zerstören das Gewebe rund um den Vorhöfen vier lungenvenen, die ist, wo Forscher glauben, dass die Zündaussetzer Signale beginnen in der Regel.

Jedoch eine Untergruppe von Patienten mit einer hartnäckigen form des vorhofflimmerns und Narbenbildung in den Vorhöfen (Fibrose) nicht profitieren, die von der empfangenden standard-Läsionen um die lungenvenen und oft zu Unterziehen haben, mehrere Verfahren wegen anormalen Signale zu halten, die sich aus neuen Bereichen der Vorhöfe. Mit jedem Verfahren, neues Narbengewebe bildet, welches den Vorhof wird die elektrische Aktivität und macht auf der Zündaussetzer Bereiche, die sehr viel schwieriger.

Das team der personifizierte simulation-driven Führung der ablation Verfahren, eine Optimale Target-Identifizierung über die Modellierung von Arrhythmogenesis (OPTIMA), verwendet contrast-enhanced MRI-scans von 10 Patienten an der Johns Hopkins Hospital zum erstellen von personalisierten digitalen Nachbildungen von den erkrankten Vorhof.

Für jede personalisierte Modell, das team lief anfänglichen Simulationen vorherzusagen, unregelmäßige elektrische Signale und, wo Gewebe zerstört werden sollten. Weil jeder ablation konfiguriert der atrialen elektrischen Aktivität und kann neue Herzrhythmusstörungen, die Forscher durchgeführten virtuellen Ablationen, bis keine neuen Arrhythmien entstanden.

Die Forscher nahm dann die Letzte „Karte“ des Gewebes, die Zielgebiete und importiert es in das klinische system für Katheter-navigation. Ärzte dann steuerte den Katheter in Richtung nicht nur die Gewebe, verursacht derzeit fehlgeleitete elektrische Zündung, sondern auch in Richtung der Gewebe, die verursachen Zündaussetzer in die Zukunft, wie vorhergesagt durch die Simulationen. Der gesamte Prozess, von der Einholung einer MRI, um die Anzeige der letzten Karte in den op dauerte weniger als eine Woche. In der Zukunft, Trayanova und hofft das team, der gesamte Prozess kann verkürzt werden auf einen Tag.

Während dieser wurde ein proof-of-concept-Studie soll zeigen, Machbarkeit und nicht um eine klinische Studie soll Messen, die Behandlungserfolge bei Patienten mit Vorhofflimmern nicht wiederholt hat, in irgendeiner der Patienten über die mehr als 300-Tage-Beobachtungszeitraum. Von den 10 Patienten, die nur eine kehrte für eine weitere ablation, und es wurde für eine einfachere atrialen Arrhythmien.

„Ich bin sehr optimistisch, dass diese personifizierte simulation-driven Ansatz wird sich als das fehlende Glied benötigt, um deutlich verbessern die Katheter-ablation Ergebnisse bei Patienten mit fortgeschrittenen Formen von Vorhofflimmern. Dieser neue Ansatz kann verwandeln aktuellen Ansatz zur katheterablation von Vorhofflimmern“, ergänzt Hugh Calkins, professor für Medizin an der Johns Hopkins Medicine und Autor der Studie.

Diese Studie und Ihr Erfolg ist nur ein Projekt von der Johns Hopkins University Alliance für Herz-Kreislauf-Diagnostik und Behandlung von Innovation (im VORAUS), ein Zentrum, zielt darauf ab, Herz-Kreislauf-engineering-Ansätze in die Klinik, co-Regie Trayanova und Calkins.