Serce krzyczy o pomoc

Chore serce woła o pomoc, trzeba tylko umieć to wołanie usłyszeć. Zespół naukowców z trzech amerykańskich ośrodków odnalazł ukryte wzory w wykresach EKG, które ostrzegają przed ryzykiem śmierci i mogą ratować życie pacjentów. O sercowym SOS donosi „Science Translational Medicine”.

   

Tylko w Stanach Zjednoczonych co roku milion osób doznaje ataku serca. W niektórych grupach wiekowych ponad jedna czwarta tych, którzy przeżywają pierwotny zawał, umiera w czasie kolejnych 12 miesięcy z powodu komplikacji. Uratować mogą ich odpowiednie metody terapeutyczne, np. specjalne leki albo wszczepiane defibrylatory. Niestety, lekarze nie do końca wiedzą, u kogo należy je stosować.

Selekcji dokonuje się na podstawie kilku czynników, takich jak całościowy stan zdrowia danej osoby, jej historia medyczna, testy krwi i badania echokardiogramem. Statystyki nie napawają jednak optymizmem. – Wykorzystywane dziś metody ustalania, które ofiary zawałów potrzebują najbardziej agresywnych terapii, są zawodne – potrafią zidentyfikować jedynie kilka grup pacjentów z dużym ryzykiem powikłań – mówi kierujący badaniami prof. Zeeshan Syed z University of Michigan, który zainteresował się tym zagadnieniem po zawale ojca. Na przykład większość osób, którym wszczepiono defibrylator, nigdy z niego nie skorzystała, a większość tych, którzy umierają, pierwotnie nie wykazują oznak, że mogą go potrzebować.

By ustalić najbardziej zagrożone śmiercią osoby, uczeni wykorzystali powszechnie stosowane narzędzie kardiologii, jakim jest badanie EKG, czyli elektrokardiogram. Ponieważ pacjenci są często podłączeni do urządzenia przez wiele godzin, ilość zbieranych danych jest bardzo duża. Lekarz jest jednak w stanie przejrzeć tylko krótki zapis i tylko z ograniczoną dokładnością. – Doszliśmy do punktu, w którym nasza zdolność zbierania informacji znacznie przekroczyła możliwość jej zanalizowania. Nie można żądać od lekarza, aby przejrzał 72-godzinny zapis EKG, więc nauczono się skupiać na sygnałach, które można odczytać z niewielkich fragmentów – zauważa prof. John Guttag z Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Posłużono się więc komputerami, które są niezastąpione w analizie natłoku danych. Z zastosowaniem sztucznej inteligencji przeanalizowano 24-godzinne zapisy EKG ponad 4,5 tys. osób po zawale. Badanie pokazało, że wykresy wielu pacjentów, którzy zmarli później z powodu komplikacji, zawierały podobne zaburzenia. Dotąd uznawano je za szum lub ich w ogóle nie zauważano.

– W szumie została ukryta informacja, która jest prawie niewidoczna z powodu dużej całkowitej ilości danych. Używając zaawansowanych technik komputerowych, możemy oddzielić rzeczywisty szum od  sygnału, który mówi nam, jak bardzo niestabilne jest serce – skomentował uzyskane wyniki prof. Syed.

W pozornym chaosie komputer znalazł aż trzy różne wzory świadczące o podwyższonym ryzyku śmierci. Pierwszy z nich badacze nazywają morfologiczną zmiennością. Są to zachodzące w długim przedziale czasu subtelne zmiany w kształcie sygnałów z pozornie normalnie bijącego serca. Z kolei wzorce rytmu ilustrują specyficzne zmiany w biciu serca, które mówią, czy prawidłowo reaguje ono na sygnały z układu nerwowego. Ostatnią anomalię nazwano symbolicznym niedopasowaniem. Pokazuje ono, w jakim stopniu długookresowy wykres pacjenta różni się od wykresów innych osób z podobną historią choroby. Okazało się, że obecność co najmniej jednego z tych zaburzeń zwiększa ryzyko śmierci w ciągu roku od dwóch do trzech razy. Analiza wszystkich trzech czynników łącznie z obecnie stosowanymi metodami pozwoliła przewidzieć 50 proc. więcej przypadków śmiertelnych przy niższej liczbie fałszywych alarmów.

EKG, które stanowi najstarsze narzędzie nowoczesnej kardiologii, jest metodą powszechnie stosowaną, nieinwazyjną oraz łatwo dostępną. Wiele też wskazuje, że dzięki niemu da się uratować jeszcze niejedno życie.

Marek Matacz/EurekNews 2011 09 29 a