Pittsburghi ülikooli teadlased arendavad arvutisüsteemi, et ennustada eelseisvat arütmiat ja äkksurma

Pittsburghi ülikooli teadlased arendavad arvutisüsteemi, et ennustada eelseisvat arütmiat ja äkksurma
Pittsburghi ülikooli teadlased arendavad arvutisüsteemi, et ennustada eelseisvat arütmiat ja äkksurma
Anonim

PITTSBURGH, 19. aprill 2000 – Pittsburghi ülikooli arvutitarkvarainseneride meeskond eesotsas UPMC tervisesüsteemi kardiovaskulaarse instituudi doktorandiga Vladimir Shustermaniga on välja töötanud ja patenteerinud arvutisüsteemi, mis võib ennustada südame arütmiat või äkksurma kuni kaheksa tundi enne sümptomite ilmnemist. Süsteem põhineb meeskonna uurimisel südame rütmihäirete ja äkksurma aluseks olevate üldiste bioloogiliste mehhanismide kohta.

Südamemonitori või sisemise defibrillaatoriga ühendatuna võib süsteem anda äkksurma ohus olevatele patsientidele ohtr alt hoiatust, et arütmia on ähvardav, ja anda aega asjakohaste meetmete võtmiseks. Teadlaste sõnul võib süsteemi tulevikus kasutada välise südamemonitooringu seadmena haiglate intensiivravi osakondades ja sellel on potentsiaali areneda pideva kodupõhise monitorina. Samuti võib see aidata vältida tarbetuid defibrillaatori lööke.

"Šokid võivad defibrillaatoriga siirdatud inimese jaoks olla psühholoogiline koormus," ütles Kelley Anderson, MD, Pittsburghi ülikooli meditsiinikooli meditsiinidotsent, UPMC tervisesüsteemi UPMC südame elektrofüsioloogia uuringute direktor. Presbyterian Hospital Pittsburghis ja uuringu kliinilise osa peamine uurija. "Kui suudame ennustada, millal arütmia tekkima hakkab, siis saame astuda samme sekkumiseks."

Arütmia on ebanormaalne südamerütm, mis võib lõppeda surmaga. Sisemine defibrillaator on akutoitel elektrooniline seade, mis implanteeritakse äkksurma ohus olevate inimeste rangluu lähedusse. See jälgib pidev alt südamerütmi ja taastab normaalse rütmi, andes arütmia tuvastamisel elektrilöögi. Ameerika Ühendriikides implanteeritakse igal aastal üle 40 000 defibrillaatori.

Ameerika Ühendriikides sureb igal aastal ootamatult arütmiasse umbes 300 000 inimest või umbes üks inimene iga 1-2 minuti järel. Suure osa neist on äkksurm esimene märk südamehaigusest.

"Südame löögisageduse dünaamika on keeruline ja erineb patsienditi. Meie uuringus leidsime, et iga inimese südame löögisagedusel on oma tunnused, näiteks sõrmejäljed," ütles dr Shusterman, arvutitehnoloogia ja kardiovaskulaarse füsioloogia ekspert.. "Meie väljatöötatud arvutisüsteem fikseerib need peened muutused südame löögisageduses."

Programmi väljatöötamiseks uurisid dr Shusterman ja tema kolleegid enam kui 200 südamehaiguste ja südame rütmihäiretega patsiendi ambulatoorsetest südamemonitoridest võetud EKG-d. Nad uurisid südametsüklite dünaamikat, tegid kindlaks muutused, mis eelnevad südame rütmihäirete tekkele, ja töötasid välja matemaatilise algoritmi, mis tuvastab need peened muutused elektrokardiograafilistes salvestustes.

"Järk-järgulised muutused südametsükli dünaamikas võivad põhjustada ohtlikke arütmiaid ja see varajane ennustus võib anda võimaluse selle ennetamiseks," ütles ta.

Teadlased leidsid, et kodade ja ventrikulaarsete tahhüarütmiate ennustus oli täpne 80–90 protsenti ajast. Nad võisid ennustada arütmia tekkimist juba neli kuni kaheksa tundi enne sündmust.

See uuring on osa Pittsburghi ülikooli ja juhtiva siirdatavate defibrillaatorite tootja Guidant Corporationi koostööst.

"Kui arvutisüsteem on sisemiste defibrillaatoritega integreeritud, on saadaval mitu võimalust," ütles dr Anderson. "See võib olla programmeeritud arütmia ennetamiseks, see võib hoiatada patsienti arstiabi otsimise eest või süstida ravimit arütmia peatamiseks. Samuti on süsteemil potentsiaal tuvastada inimesi, kellel võib olla äkksurma oht."

Teised Pittsburghi ülikooli teadlased, kes selles projektis osalesid, on: Benhur Aysin, M.S., Ph.D. elektrotehnika eriala üliõpilane; G. Bard Ermentrout, Ph.D., matemaatikaprofessor; Luis F. Chaparro, Ph.D., elektrotehnika dotsent; ja Ilan Grave, Ph.D., elektrotehnika dotsent.

Populaarne teema