Brněnští vědci zjednoduší a zefektivní operace srdce

Dosud se lékaři musí spolehnout na klasické EKG. Z něj ale nejdou vyčíst všechny potřebné informace jednoduchým způsobem, například lokalizace jizvy po infarktu. Změnu přináší nová technologie VDI monitor. Jeho uvedení do praxe má zajistit nově založený startup.

„Přijdete k doktorovi, lehnete si na lůžko, sestřička vám přilepí standardní elektrody, zapne počítač, bude měřit jednu nebo dvě minuty a pustí vás domů,“ popisuje Pavel Jurák, který na ÚPT AV ČR vede oddělení Medicínské signály. Tento popis se zatím nijak neliší od dosud běžného dvanáctisvodového EKG.

Rozdíl nastává v tom, co na monitoru uvidí lékař. Kromě typických čar, které každý zná, monitor zobrazuje modrý čtverec s výrazným červeným reliéfem. Zatímco křivku EKG rozluští jen odborník, z obrázku na VDI monitoru i malé dítě pozná, jestli je pacient zdráv, nebo ne. Pokud červená barva vytváří rovný a úzký sloupec, je vše v pořádku. Pokud se vzory ohýbají a mění tloušťku, znamená to problém. Podle tvaru a odstínů barev lékař snadno vyčte přesnou diagnózu.

VDI monitor využívá původní technologii ultra vysokofrekvenční EKG. První experimenty byly provedeny teprve před devíti lety. „Zařízení dokáže měřit elektrickou aktivaci srdečních komor v celém jejich objemu a díky tomu velice přesně stanoví různé patologie, které jsou spojené s tzv. dyssynchronií. To znamená, že se srdce neaktivuje v celém objemu v jednom čase, ale jednotlivé části se aktivují různě opožděně. Pacient se pak zadýchává, má nižší výkonnost a zkracuje se mu život,“ vysvětluje Jurák.

Přístroj vyvinutý brněnskými vědci zmíněné zpoždění změří a zároveň ukáže, kde přesně k němu dochází. Odhalí tak například místo jizvy po infarktu nebo oblast s poruchou elektrického vedení. To poslouží k tomu, že lékař provádějící implantaci kardiostimulátoru naprosto přesně zjistí, kam optimálně umístit stimulační elektrodu. Stimulátor tak může sloužit mnohem efektivněji než doposud, díky čemuž se zlepší kvalita života lidí se srdečními nemocemi.

„Kardiologové se dosud musí spolehnout na standardní dvanáctisvodové EKG. Při implantaci kardiostimulátoru se snaží, aby tvar QRS komplexu, což je určitá část EKG, odpovídal optimální aktivaci. Nicméně interpretace EKG je někdy nejednoznačná. Z toho důvodu lékaři nedokážou ve všech případech implantovat kardiostimulátor optimálně,“ přibližuje Jurák úskalí současné technologie.

První nemocnice ho už experimentálně testují

Myšlenka na využití ultra vysokofrekvenčního EKG se v hlavách vědců zrodila před necelými deseti lety, když v brněnské Fakultní nemocnici u sv. Anny lékaři společně s vědci z ÚPT začali provádět první experimenty.

„Tam jsme si všimli vysokofrekvenčních signálů, které doposud nikdo neinterpretoval. Diskutovali jsme o nich s lékaři a snažili se jim přiřadit nějaký fyziologický význam. Postupně jsme na to přišli a uvědomili jsme si, že v tom je vysoká přidaná hodnota. Začali jsme tedy přemýšlet, jestli by se nedalo realizovat zařízení, které bude jednoduché a které bude poskytovat výsledky v reálném čase,“ vzpomíná Jurák.

Jednou z prvních věcí, kterou museli vědci vyřešit, bylo, jakým způsobem výsledky zobrazovat. Na vývoji vhodného softwaru se podílel další vědec z ÚPT Filip Plešinger: „Složitost softwaru je v tom, že výpočet musí probíhat v reálném čase a musí být spolehlivý. Je to velké množství výpočtů, které probíhají současně. Musíte identifikovat každý srdeční tep, roztřídit jej podle morfologie a pak vypočítat velké množství takzvaných amplitudových obálek v různých frekvenčních pásmech. Tyto obálky se následně kombinují do sebe a z toho pak vznikne barevná mapa, kterou vidíte. Mění se s každým nově příchozím tepem, takže jak člověku bije srdce, v našem softwaru uvidíte, jak se mapa změní.“

S prvními VDI monitory nasazenými v praxi, byť zatím jen v rámci experimentálního používání, se už setkáme, a to ve třinácti nemocnicích nejen v Česku, ale i v zahraničí. Kromě nemocnic v Brně VDI monitor najdeme ve vybraných nemocnicích v Praze, dále v Liberci, Ostravě, ale i ve zdravotnických zařízeních ve Velké Británii, Nizozemsku nebo Maďarsku.

K většímu rozšíření VDI monitorů by měl přispět nově založený startup VDI Technologies, na němž se společně s ÚPT podílí i další partneři, kteří přispěli k vývoji technologie – mimo jiné Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně, Univerzita Karlova a společnost Cardion.

„Chceme vytvořit zařízení, které bude komerčně úspěšné. Budeme prodávat buď VDI monitory, nebo licence a zařízení samotné bude součástí jiných systémů,“ plánuje Jurák. První komerčně dostupné produkty by se měly objevit za pět až osm let. Do té doby budou vědci pracovat na experimentálních zařízeních, pomocí kterých technologii vylepší a upřesní.

Pavel Jurák předpokládá, že během tří let od spuštění prodeje se prodá až 7000 kusů, přičemž cena jednoho z nich se bude pohybovat od jednoho do tří milionů českých korun. Komercializaci pomůže i významné ocenění, které se vědcům dostalo na mezinárodní konferenci European Heart Rhythm Association (EHRA), jež proběhla letos na jaře v Kodani. Konference se zúčastnilo na 4300 špičkových kardiologů a vědeckých pracovníků. VDI zvítězil v kategorii přínos v technologiích a inovacích, do níž se přihlásilo celkem 16 technologií z celého světa.

Převzato z časopisu Komora. Autor článku: Daniel Mrázek