Lietuvos biomedicinos inžinerijos mokslininkų išradimas: sukurta nauja prieširdžių virpėjimo stebėsenos technologija

Prieširdžių virpėjimas yra dažniausias širdies ritmo sutrikimas (aritmija), diagnozuotas 33 milijonams žmonių pasaulyje. Skaičiuojama, jog dėl sparčiai senėjančios visuomenės šios ligos mastas per artimiausius dešimtmečius padidės 2 kartus.

Todėl svarbu laiku diagnozuoti ir gydyti prieširdžių virpėjimą, nes ilgainiui jis gali tapti rimtų komplikacijų, tokių kaip smegenų insultas priežastimi. Įprastai liga pradžioje pasireiškia savaime nutrūkstančiais epizodais, vadinamais „paroksizminiais epizodais“, kurių savalaikis atpažinimas atveria galimybes prisidėti prie gydymo nemedikamentinėmis priemonėmis.

Jau sukurta išmanioji apyrankė

Kiekvienam pacientui šie epizodai gali pasireikšti skirtingai: vienam pacientui gali trukti trumpą laiką ir pasikartoti retai, kitam gali būti ilgesni ir dažnesni. Negydomas prieširdžių virpėjimas ilgainiui išsivysto į nuolatinį, kai gydymo priemonės tampa mažai efektyvios.

KTU Biomedicininės inžinerijos institutas (KTU BII) jau daugiau nei 10 metų dirba prieširdžių virpėjimo stebėsenos technologijų vystymo srityje, kas leidžia siūlyti pasauliniu mastu naujus technologinius sprendimus.

Iki šiol gydytojams trūksta technologijų, leidžiančių individualiai vertinti aritmiją provokuojančius veiksnius. Išmaniąją apyrankę su prieširdžių virpėjimą identifikuoti gebančiu algoritmu KTU BII mokslininkai tobulina jau ne vienerius metus. Ši apyrankė kartu su kitais prietaisais buvo naudojama įgyvendinant ES struktūrinių fondų finansuojamą projektą „TriggersAF“.

Projekto tikslas buvo sukurti ir ištirti metodus, leidžiančius pacientams identifikuoti individualius aritmiją provokuojančius veiksnius. Iš mokslinės literatūros žinoma, kad kai kuriems pacientams prieširdžių virpėjimo epizodus provokuoja tam tikri iš principo modifikuojami veiksniai, tokie kaip alkoholis, padidintas fizinis aktyvumas, stresas, miego sutrikimai. Individualių veiksnių nustatymas ir jų vengimas leistų nemedikamentinėmis priemonėmis prisidėti prie aritmijos valdymo.

Kadangi projektas sprendžia klinikinę problemą buvo svarbu komandoje turėti klinikinę patirtį turinčius medikus, kurie su prieširdžių virpėjimu susiduria kiekvieną dieną. Vienas iš jų – VU Santaros klinikų kardiologas Justinas Bacevičius.

„Bendrai ligoninėje susiduriame su labai skirtingais prieširdžių virpėjimo pacientais, tačiau galima išskirti du pagrindinius pacientų tipus. Vieni yra vyresni turintys antsvorio, sergantys cukriniu diabetu, hipertenzija ar miego apnėja. Kiti – absoliučiai priešingi pacientai, dažnai jauni žmonės, kurie profesionaliai sportuoja, yra karjeristai ar scenos žmonės, patiriantys daug streso. Ką jau dabar pavyko pastebėti iš pirmųjų ištirtų pacientų, tai kad yra ryšys tarp aritmijos atsiradimo ir miego sutrikimų. Įdomiausia tai, kad pacientams, kuriems net nėra nustatyta miego apnėja, identifikavome sąryšį tarp knarkimo miego metu ir prieširdžių virpėjimo atsiradimo ryte ar kiek vėliau tą pačią dieną“, – pasakoja kardiologas.

Iki šiol tokių tyrimų nebuvo

Kadangi iki šiol nebuvo objektyvių metodų, leidžiančių individualiems pacientams identifikuoti aritmijos įtakos veiksnius, tokį metodą pasiūlė KTU BII mokslininkai bendradarbiaudami su VU Santaros klinikų kardiologais ir ilgamečiu partneriu Leif Sörnmo iš Lundo universiteto Švedijoje. Siūlomas metodas remiasi prielaida, kad aritmiją apibūdinantys parametrai, tokie kaip santykinė aritmijos trukmė, išauga po aritmiją provokuojančio veiksnio.

„Mūsų pasiūlyto metodo esmė yra ta, kad pacientas naudoja dėvimą biosignalus registruojančią įrangą nustatytą stebėsenos laikotarpį, pvz. dvi savaites, ir mobilioje programėlėje įvedinėja potencialius prieširdžių virpėjimą provokuojančius veiksnius. Kitas dvi savaites pacientas vengia įvardytų potencialių veiksnių ir sąryšio buvimas įvertinamas KTU BII tyrėjo dr. Andriaus Petrėno pasiūlyta lygtimi. Jei aptiktas sąryšis tarp įtakos veiksnio ir aritmijos atsiradimo – pacientui rekomenduojama vengti konkretaus identifikuoto veiksnio“, – apie išvystytą technologiją pasakoja KTU doktorantė ir projekto jaunesnioji mokslo darbuotoja Vilma Pluščiauskaitė.

Projekto metu surinkta duomenų bazė yra pirmoji tokia pasaulyje, kurioje buvo užregistruoti pacientų fiziologiniai signalai, tokie kaip elektrokardiograma ir fotopletizmograma, bei pacientų mobiliojoje programėlėje įvesti potencialiai aritmiją provokuojantys veiksniai. Mokslininkų surinkta duomenų bazė leido išbandyti sukurtą metodą ir identifikuoti aritmiją provokuojančius veiksnius atskiriems pacientams.

Projekto vadovas KTU profesorius Vaidotas Marozas džiaugiasi projekto sėkme, kuri leis ir toliau plėtoti projekto metu sukurtą technologiją.

„Visa projekto metu užregistruota duomenų bazė yra unikalus rezultatas. Mums pavyko šiais duomenimis sudominti tarptautinį konsorciumą, kurį finansuoja Europos metrologijos asociacija. Šis konsorciumas mus pakvietė į savo naują projektą kaip pilnateisį narį ir mes tęsime darbus toliau“, – sako KTU profesorius.

Svarbiausia – pacientų nevaržantys sprendimai

Tai, kad iki šiol nebuvo technologijų, leidžiančių individualiai identifikuoti aritmiją provokuojančius veiksnius, tikriausiai nulėmė ir tai, kad potencialių veiksnių stebėsena buvo arba nepatogi pacientui, t.y., pacientas apkraunamas įvairiais jutikliais, pvz., alkoholio kraujyje jutiklis, kraujospūdžio matuoklis, arba veiksniai būdavo identifikuojami klausimynais, kurie neatsiejami nuo prisiminimo šališkumo, kai pacientas tiesiog pamiršta apie galimai aritmiją provokuojantį veiksnį arba nenori pripažinti tam tikrų veiksnių, pvz., alkoholio vartojimo.

„Tam tikrus aritmijos įtakos veiksnius, tokius kaip padidintas fizinis krūvis, stresas ar miego sutrikimai, galima atpažinti iš fiziologinių signalų sukūrus tam skirtus algoritmus. Tačiau kitus įtakos veiksnius, pvz., tokius kaip alkoholio vartojimas, atpažinti signaluose sudėtinga, todėl geriausia jei pacientas turi galimybę nurodyti kada vartojo alkoholį“, – pasakoja KTU doktorantė.

Pasiūlyta technologija neverčia paciento dėvėti nepatogių jutiklių – pakanka dėvėti išmaniąją apyrankę, kuri jau ir taip daugeliui tapo neatsiejamu aksesuaru. Taip pat pacientams buvo duotas išmanusis telefonas su įdiegta programėle, kurioje jie galėjo įvesti potencialius aritmiją provokuojančius veiksnius.

Tikimasi, kad ateityje identifikuojant šiuos aritmiją provokuojančius veiksnius užteks tik išmaniosios apyrankės, į kurią taip pat bus įdiegtas sukurtos technologijos algoritmas.