Digitális iker: komplex matematikai modell a betegért
A fejlesztés középpontjában a Bio Digital Twin technológia áll, amelynek lényege, hogy virtuális, egyénre szabható szimulációs modelleken keresztül értékeli és segíti a kezelést. A Cardiovascular Bio Digital Twin nem egyszerű „digitális másolat” a beteg szívéről, hanem részletes matematikai rendszer, amely a szív mind a négy üregének nyomásait, véráramlását és térfogatát képes szimulálni. Lényeges szempont, hogy ez a digitális modell nem kizárólag egy-egy betegre, hanem akár teljes populációkra is alkalmazható, például a szívbetegségben szenvedők tipikus adataiból dolgozva.
Ezért, ha elég adat áll rendelkezésre – akár ultrahangos, genetikai vagy egyéb, személyes tényezők alapján – a modell finomhangolható a beteg egyedi igényeire. Miután a beteg adatait betöltötték a rendszerbe, az képes úgy módosítani a kezelést, hogy pontosan azt a gyógyszerkombinációt és adagolást kapja a beteg, amire az optimális felépüléshez szüksége van.
Önvezető terápiák a gyakorlatban
Az ACIS rendszer lényege, hogy az infarktus utáni elsődleges beavatkozás (érmegnyitás, sztentbeültetés) után a beteg intenzív osztályon gyógyul, miközben a készülék automatikusan beállítja és adagolja a szükséges gyógyszereket. Ilyenek például a katekolaminok, amelyek javítják a szív összehúzódását, a nitrátok, amelyek csökkentik a szív utóterhelését, és a diuretikumok, amelyek a vér mennyiségét csökkentik. Ezeket az orvosok általában egymás után próbálgatják, figyelve a beteg egyéni reakcióit, de az ACIS rendszere minden gyógyszert egyszerre, pontosan számított arányban képes kombinálni, így jelentősen felgyorsítva a terápiát.
A gyógyszerek adagolását automatikusan vezérelt fecskendők végzik, és a beteg reakciója visszakerül a rendszerbe: ha az elért eredmények eltérnek az elvártaktól, a beavatkozás azonnal finomhangolható. Így a rendszer minden egyes betegnél valós időben tanul, és később még pontosabban tudja majd szabályozni a terápiát.
Állatkísérletekből a klinikába: a következő lépés
Az önvezető szívtámogató rendszert már sikeresen tesztelték kutyákon: kísérletesen előidézett akut szívelégtelenség esetén képes volt stabilizálni a keringést, minimalizálva a szív oxigénfogyasztását. Az elmúlt egy évben több ilyen sikeres állatkísérletet hajtottak végre, és a rendszer algoritmusait folyamatosan fejlesztik, így már nem szükséges folyamatos adatgyűjtés sem, elegendő időnként ellenőrizni a paramétereket.
Később, 2–3 éven belül indulnak az első humán vizsgálatok, ahol az ACIS először még orvosi felügyelet mellett dolgozik: a gép javaslatot tesz, mely gyógyszereket, milyen adagban kapjon a beteg, az orvos pedig eldönti, hogy végrehajtja-e az utasítást. Fontos, hogy a rendszer ugyanolyan logikával alkalmazható orvostechnikai eszközöknél is, például bal kamrai segédeszköznél vagy a szív–tüdő bypass rendszernél.
Előnyök: idő, költség, egészség és orvosi terhelés csökkenése
Az új rendszer a páciensek folyamatos, percről percre történő kontrollját teszi lehetővé, mentesítve az orvosokat a hosszan tartó, monoton felügyelet alól – így ők több beteggel foglalkozhatnak. Lényeges szempont, hogy a gyors optimalizációval várhatóan kisebb lesz a szívizomszövet elhalása, kevesebb lesz a későbbi komplikáció és a kórházba való visszakerülés. A cél, hogy az ellátás színvonala függetleníthető legyen a kezelőorvos kimerültségétől vagy tapasztalatától, így a vidéki vagy túlterhelt kórházakban is javulhassanak a betegek esélyei.
Az ACIS rendszerének megjelenése egyszerre javítja a páciensek, az orvosok és a társadalom helyzetét, miközben csökkenti az egészségügyi kiadásokat.
Kitekintés: a jövő problémái
A hosszú távú cél a krónikus szívelégtelenség kezelése. Ez már sokkal bonyolultabb, mivel a szív szerkezeti változásai (például a szívfalak megvastagodása vagy kitágulása), a társbetegségek (például veseelégtelenség, vérszegénység) tovább nehezítik a dolgokat, különösen, mivel sok adatot kell a kórházon kívülről, például viselhető szenzorokból is gyűjteni. Ezek fejlesztésén is dolgoznak, az NTT Research csapatával együttműködve. A következő 5–10 évben a fő fókusz tehát a krónikus szívelégtelenségen lesz, ahol a beteg állapotának folyamatos, gépi felügyelete új szintre emelheti a túlélés és az életminőség javulásának esélyeit.
