Исследователи из Бельгии, Нидерландов, России и Италии разработали метод быстрого, точного и надежного диагностирования сердечных аритмий Directed Graph Mapping (картирование с помощью направленных графов, DGM). Соавтором метода является Александр Панфилов, ведущий научный сотрудник лаборатории "Математическое моделирование в физиологии и медицине с использованием суперкомпьютерных технологий" УрФУ, руководитель группы биофизики Гентского университета (Бельгия), профессор в отделении кардиологии Лейденского университета (Нидерланды). Исследования возглавила ученица Панфилова — Нели Вандерсикл из Гентского университета. Описание технологии опубликовано в журнале JACC: Clinical Electrophysiology.
DGM при регулярной предсердной тахикардии в случае локализованного повторного входа. Иллюстрация: Frontiers in Physiology
«Первопроходческий шаг в нашей работе заключается в том, что, зафиксировав с помощью электродов моменты прихода волны, мы соединяем эти точки в единую трехмерную сеть и так отслеживаем последовательный маршрут волны. В математике подобные направленные сети называют графами, они находят широкое применение, например, в создании многообразных алгоритмов для поисковых систем и социальных сетей, при диагностике болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и эпилепсии. Мы впервые приложили теорию графов к задачам описания электрической активности сердца, локализации источников сердечных аритмий, выявления их механизмов и определения потенциальных мишеней абляции», — поясняет Александр Панфилов.
Сначала метод DGM авторы отработали на результатах экспериментов другой группы ученых. Опыты провели на животных с загадочными аритмиями типа «пируэт», которые возникают спонтанно и тесно связаны с побочным воздействием лекарств. Так удалось скорректировать первоначальные выводы и точно установить природу возникновения аритмий.
Затем DGM прошел клинические испытания в одной из лучших клиник Бельгии. В испытаниях участвовал 51 пациент со сложной предсердной тахикардией. Кардиологи использовали новейшую систему CARTO ведущей медико-технологической компании Biosense Webster (США). Система визуализирует динамическую карту возмущения волн и позволяет определить конкретный участок сердца, где образуются аритмии.
Результаты испытаний: метод справился с заданием в 38 случаях, профессиональные кардиологи — в 33 случаях. Другими словами, DGM подтвердил эффективность почти в 75% случаев.
«Наш метод дает возможность полностью в автоматическом режиме, то есть независимо от человеческого фактора, всего за минуту, с большой точностью и надежностью диагностировать участки происхождения аритмий и помогает в кратчайшие сроки устранять их. С учетом того, что в ручном режиме интерпретация данных может занимать до четверти часа, процесс убыстряется в 15 раз», — комментирует Александр Панфилов.
Авторы методики занимаются ее дальнейшим усовершенствованием — в целях более глубокого понимания природы образования аритмий и лечения еще более сложных сердечных заболеваний, таких как фибрилляция предсердий и желудочковая тахикардия.
Справка
Сердечные аритмии, как правило, возникают под действием вращающихся электрических волн, которые нарушают нормальный ритм работы сердца и могут вызвать серьезные осложнения, внезапную смерть. Чтобы вылечить аритмию, нужно удалить патогенный участок в сердце и таким образом сделать невозможным вращение электрической волны. Для этого в сердце помещают электроды, с помощью которых устанавливают, где вращается волна. С помощью электродов выжигают проблемный участок сердечной ткани и погашают волну (абляция). Определять участки вращения волны по записям электродов сложно. В большинстве случаев это происходит вручную. Предыдущие автоматические методы показали неэффективность, особенно в случаях сложных аритмий. Интерпретировать ситуацию приходилось врачам. На определение тактики лечения требовалось дополнительное время, а процедура абляций отличалась трудоемкостью. Эти факторы снижают вероятность положительного результата операций и повышают риски осложнений.
Информация предоставлена пресс-службой Уральского федерального университета
Источник фото: https://urfu.ru/ru/news/36293/
