Innovatives Bildgebungssystem kann Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Behandlung von Herzrhythmusstörungen steigern

Innovatives Bildgebungssystem kann Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Behandlung von Herzrhythmusstörungen steigern
Innovatives Bildgebungssystem kann Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Behandlung von Herzrhythmusstörungen steigern
Anonim

Forscher der University of Maryland School of Medicine in B altimore haben einen neuartigen 3-D-Bildgebungsansatz entwickelt, der die Genauigkeit der Behandlung von ventrikulärer Tachykardie verbessern könnte, einer potenziell lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörung, die das Herz zum Schlagen bringt zu schnell. Der neue Ansatz koppelt CT-Bilder (Computertomographie) mit herkömmlichen Ablationstechniken, um unregelmäßige elektrische Sch altkreise im Herzen zu eliminieren, die Arrhythmien verursachen.

Die Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie wurden online in Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology, einer Zeitschrift der American Heart Association, veröffentlicht.

Elektrische Signale steuern, wie oft das Herz schlägt und wie sich der Herzmuskel zusammenzieht, um Blut durch den Körper zu bewegen. Nach einem Herzinfarkt können sich im Herzen unregelmäßig geformte Abschnitte abgestorbenen Narbengewebes bilden, die den Stromfluss blockieren oder einen Kurzschluss verursachen. Die Forscher sagen, dass eine wachsende Zahl von Menschen, die einen schweren Herzinfarkt überlebt haben, mit einem schwachen, unregelmäßigen Herzschlag konfrontiert werden, und dies hat die Suche nach wirksameren Wegen zur Behandlung dieser elektrischen Störungen veranlasst.

Gegenwärtige Ablationsverfahren, bei denen hochenergetische Radiowellen zur Behandlung bestimmter Arten schwerer Herzrhythmusstörungen eingesetzt werden, haben nur 50-60 Prozent langfristigen Erfolg. Das Forschungsteam stellte die Theorie auf, dass die Behandlung mit Hilfe der hochentwickelten 3-D-CT-Bildgebung präziser sein und weniger Zeit in Anspruch nehmen könnte.

Laut dem leitenden Autor der Studie, Timm-Michael L. Dickfeld, M.D., Ph.D., außerordentlicher Professor für Medizin an der Medizinischen Fakultät der Universität von Maryland, „können wir die 3-D-CT-Bildgebung zur Führung verwenden uns schneller in Bereiche des Herzens, die elektrische Anomalien verursachen können, die für ventrikuläre Tachykardie verantwortlich sind, und sich von Teilen des Herzens entfernen, die nicht zu den Anomalien beitragen." Dr. Dickfeld ist Kardiologe am University of Maryland Medical Center und Leiter der Elektrophysiologie am B altimore VA Medical Center.

Ein CT-Scanner, der in Sekundenschnelle mehrere Röntgenbilder aufnimmt, während er sich schnell um den Körper windet, liefert drei wichtige Arten von Informationen über das Herz; abnorme Herzanatomie, Durchblutung und Herzmuskelkontraktion. Nach zwei Jahren des Testens und Anpassens der Software ist es dem Forschungsteam gelungen, all diese Faktoren in einem dreidimensionalen Bildgebungsformat zu kombinieren, das mit der vorhandenen Ausrüstung in einem Elektrophysiologielabor, in dem Ablationsverfahren durchgeführt werden, genau arbeiten kann.

Dieses Projekt baut auf früheren Arbeiten des Teams auf, in denen untersucht wurde, wie gut eine Kombination aus PET (Positronen-Emissions-Tomographie) und CT-Technologie fortschrittliche Bildgebung liefern würde. Der Mitautor der Studie, Jean Jeudy, M.D., Radiologe am University of Maryland Medical Center und Assistenzprofessor für diagnostische Radiologie und Nuklearmedizin an der University of Maryland School of Medicine, sagt, dass Informationen aus Bildgebungstechnologien wie CT und PET unabhängig voneinander verwendet wurden, bis jetzt.„Jede Modalität hat Vorteile in der Bildgebung, aber unsere Idee ist es, ihre Stärken zu bündeln, um einen Synergieeffekt zu schaffen, der zu den besten und sichersten Therapien für Patienten führt.“

Studiendesign und Ergebnisse

Elf Männer mit ventrikulärer Tachykardie wurden in der Studie untersucht. Jeder hatte einen Herzinfarkt erlitten und benötigte einen implantierbaren Kardioverter-Defibrillator, um Probleme mit seinem Herzschlag zu korrigieren. Die Teilnehmer wurden insgesamt 10-15 Sekunden lang mit einem 64-Zeilen-CT-System gescannt. Die Scandaten wurden in 3D-Bilder rekonstruiert und mit dem klinischen elektrischen Kartierungssystem verglichen, das routinemäßig verwendet wird, um zu bestimmen, wo Ablationen angebracht werden sollen.

Der leitende Forscher der Studie, Jing Tian, ​​B.M., Ph.D., sagt, dass die CT-Bildgebung nur als Ergänzung verwendet wurde, um die Position von Narben zu finden. Um den potenziellen Wert dieser neuartigen Technologie einzuschätzen, verglich das Forschungsteam Daten aus der 3-D-Bildgebung mit den klinischen Daten, nachdem bei den Patienten in der Studie Ablationen durchgeführt worden waren.„Wir fanden heraus, dass die 3-D-Narbenrekonstruktion aus der CT-Bildgebung in 81,7 Prozent der analysierten Herzsegmente Bereiche mit abnormaler elektrischer Aktivität vorhersagte Narbendefinition in der aktuellen klinischen Praxis“, sagt Dr. Tian, ​​wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Maryland School of Medicine. „In 82 Prozent der Fälle wurden kurative Ablationen in Gewebe lokalisiert, das CT als anormal identifiziert hatte.“

Um den Nutzen der 3-D-Bildgebungstechnologie zu klären, sagt Dr. Tian, ​​müsste es eine randomisierte, kontrollierte Studie geben, um zu quantifizieren, wie viel Zeit gespart werden kann, wie viel weniger Strahlung erforderlich ist und die Auswirkungen auf die Patientenversorgung. "Ein solcher Prozess wäre der nächste Schritt", fügt sie hinzu.

Ventrikuläre Tachykardie

Ein gesundes Herz schlägt etwa 60 bis 100 Schläge pro Minute und kann bei körperlicher Anstrengung, Stress oder Fieber schneller schlagen.Bei einer ventrikulären Tachykardie schlägt das Herz routinemäßig mehr als 100 Mal pro Minute. Dieser schnelle Herzschlag kann zu Schwindel oder Benommenheit, Ohnmacht und Kurzatmigkeit führen und die Voraussetzungen für einen plötzlichen Herzstillstand schaffen.

Einige Patienten sprechen gut auf Medikamente an, die den normalen Herzschlag wiederherstellen, während andere einen Schock durch einen implantierbaren Kardioverter-Defibrillator (ICD) benötigen, um den normalen Rhythmus wiederherzustellen. Die Medikamente haben Nebenwirkungen und die elektrischen Störungen treten bei manchen Menschen so häufig auf, dass der ICD jeden Tag mehrere korrigierende Schocks abgeben muss, um einen plötzlichen Herzstillstand zu verhindern. Die Schocks sind schmerzhaft, weshalb viele Patienten Angst vor dem nächsten Schock haben. Das Ziel der Ablation ist es, eine Barriere um die Narben herum zu verbrennen, um die elektrische Störung zu beenden und den normalen Herzrhythmus wiederherzustellen. Bei einigen Patienten reduziert das Verfahren die Anzahl der korrigierenden Schocks und macht Medikamente überflüssig.

"Fortschritte in der Herzversorgung und die Verfügbarkeit von Defibrillatoren haben vielen Menschen mit geschwächtem Herzen geholfen, länger zu leben", sagt E.Albert Reece, M.D., Ph.D., M.B.A., Vizepräsident für medizinische Angelegenheiten an der University of Maryland und Dekan der University of Maryland School of Medicine. „Nichtsdestotrotz verursachen die Geräte ihre eigenen Probleme, insbesondere für Menschen, die mehrere Schocks erh alten haben. Wenn diese CT-Forschung schnellere, genauere Ablationen liefert, die breiter verfügbar sind, wird dies einen großen Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität leisten für diese Patienten."

Elektrisches Mapping

Während der Elektro- oder Spannungskartierung führt ein Elektrophysiologe einen Katheter mit einer Elektrode in eine Arterie durch die Leiste ein und führt ihn zum schlagenden Herzen. Die fluoroskopische Bildgebung zeigt die Platzierung der Elektrode. Die Sonde erkennt Änderungen in elektrischen Signalen, wenn sie jeweils um eine kleine Strecke bewegt wird. Hohe Spannung zeigt normales Herzgewebe an. Niedrige oder keine Spannung ist mit abgestorbenem Narbengewebe verbunden. Ein Computer stellt die Daten in einer Karte zusammen, die zeigt, wo die Ablation angewendet werden muss, um Herzgewebe in und in der Nähe der Narben zu entfernen.

Elektrisches Mapping ist aufwändig und nicht fehlerfrei. Da die Sonde nur um kleine Distanzen bewegt wird, wie z. B. jeweils fünf bis 15 Millimeter für jede Messung, während das Herz weiter schlägt, kann es bis zu mehreren Stunden dauern, bis der Kartierungsprozess abgeschlossen ist, und die Zeit verlängern, der der Patient ausgesetzt ist fluoroskopische Röntgenstrahlen. Ein Narbenabschnitt, der beim Abtragen nur um wenige Millimeter verfehlt wird, könnte die Quelle zusätzlicher elektrischer Störungen sein. Außerdem kann es zu falschen elektrischen Messwerten kommen, wenn die Sonde den Herzmuskel nicht berührt.

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