Zariadenie pre získanie údajov z CardioMEMS senzora

Stvoriteľ sa pri riešení krvného obehu u človeka (a nielen človeka) musel vysporiadať so zásadným problémom, súvisiacim s tlakmi v jeho jednotlivých úsekoch: na jednej strane musí byť tlak v telovom obehu dosť vysoký na dostatočné prekrvovanie všetkých zákutí tela, na druhej strane rozhranie medzi krvou a vzduchom v pľúcach musí byť kvôli difúzii plynov (kyslíka, kysličníka uhličitého) tvorené dobre priepustnou, jemnou membránou, čo zas vylučuje vysoký tlak krvi. Riešenie spočíva v rozdelení krvného obehu na dva oddiely: vysokotlaký telový obeh a nízkotlaký pľúcny, v ktorom prebieha výmena plynov medzi krvou a vdýchnutým vzduchom.

Poruchou, na ktorú dnes umiera najviac ľudí, je zlyhávanie ľavej srdcovej komory, ktorá čerpá krv do telového obehu. Nie je to však neschopnosť vyvinúť dostatočný tlak krvi, ako by každého mohlo celkom logicky napadnúť. Než problém dospeje do tohto štádia, človeka zahubí niečo iné: neschopnosť poškodenej ľavej komory odoberať krv z pľúcneho obehu. Ak totiž množstvo krvi a jej tlak v pľúcach stúpne, tekutina z krvi začne presakovať do pľúcnych mechúrikov, zaplní ich a znemožní dýchanie - tento stav sa nazýva pľúcny edém - opuch pľúc a prejavuje sa spočiatku kašľom, nakoniec dusením a smrťou.

Pľúcny edém vzniká vtedy, keď poškodená, slabo sa kontrahujúca ľavá srdcová komora nestíha krv prečerpávať a táto sa pred ňou hromadí - najskôr v ľavej predsieni, potom aj pľúcach. Oslabenie sťahov ľavej komory je pomerne ľahko doložiteľné aj neinvazívnym echokardiografickým vyšetrením (ako tzv. zníženie ejekčnej frakcie – podielu krvi, ktorý komora zo svojho objemu vypudí). Ťažšie zistiteľné a dosť záludnejšie je takzvané diastolické zlyhanie - kontrakcie srdca sú zjavne normálne, ale ľavá komora stráca poddajnosť a kladie zvýšený odpor pritekajúcej krvi. Tento typ poruchy sa aj horšie lieči.

Moderná medicína uprednostňuje takzvanú kauzálnu liečbu - liečbu príčiny. Lenže príčina srdcového zlyhania sa často, skôr väčšinou nedá trvalo účinne liečiť a tak ostáva jediná možnosť: čo najlepšie optimalizovať tlakové pomery v krvnom obehu, a to tak, aby tlak vo veľkom obehu stačil na prekrvenie orgánov a tlak v pľúcnom obehu nehrozil zaplavením pľúc tekutinou. Organizmus má svoje senzory, lenže výstupy z nich nevieme prečítať a okrem toho, telo na ich základe niekedy reaguje nevhodným spôsobom. (Javí sa to tak, že príroda je krutá a regulačné mechanizmy má nastavené na zdravé telo. Chorý sa pri tomto nastavení často rúti do záhuby - asi tak, ako keď vodič auta bezhlavo šliape na plyn, hoci motor stráca výkon následkom poruchy mazania alebo chladenia)

Lekár pomerne ľahko zistí stav veľkého obehu - základom je meranie krvného tlaku. Ale čo sa robí v pľúcnom obehu, dá sa zistiť, až keď sa pacient začne dusiť - a prvé príznaky sú zameniteľné s príznakmi desiatok iných chorôb. Na jednotke intenzívnej starostlivosti sa dajú krátkodobo merať potrebné parametre cez zavedené katétre, ale toto vyšetrenie nie je jednoduché, bez rizika pre pacienta a celkom ľahko sa môže dopracovať aj k nesprávnym parametrom (niektoré štúdie dokonca ukazujú, že tzv. meranie tlaku v zaklinení v pľúcnej tepne neznamená pre každého pacienta zlepšenie vyhliadok na uzdravenie).

Najpodstatnejšia hodnota, tlak v mikroskopických pľúcnych kapilárach sa v klinickej praxi nedá merať. Najužitočnejšou dostupnou hodnotou je tlak krvi v pľúcnych žilách, medzi pľúcami a ľavou srdcovou predsieňou. Toto je však ťažko dostupný úsek krvného obehu (a spomínané meranie v zaklinení pľúcnej tepne, po zablokovaní prítoku krvi zo srdca je fintou s mnohými záludnosťami, ktoré ho môžu znehodnotiť). Dosiahnuteľným kompromisom je spoľahnúť sa, že s tlakom v pľúcnych kapilárach prijateľne koreluje tlak v pľúcnych tepnách (predpokladom je, že na tepennej strane pľúcneho obehu nie je žiadna prekážka - takéto ochorenia nie sú až tak časté, hoci ani veľmi zriedkavé). A meranie tlaku v pľúcnej tepne je technicky realizovateľné. Okrem toho, k orientácii pri liečbe pacienta sa dajú použiť nielen absolútne hodnoty, ale aj ich dynamika - zmeny v čase pri dlhodobom monitorovaní.

Tlakomer CardioMEMS

Práve na tomto založili svoju metódu autori zariadenia CardioMEMS. Jeho hlavnou časťou je tlakomer veľkosti sponky na papier - dlhé asi 2 centimetre, ktorý je implantovaný do pľúcnej tepny perkutánne, cestou veľkých ciev. Na mieste ho potom držia slučky z nitinolového drôtu s tvarovou pamäťou. Implantát si ukladá namerané hodnoty tlaku do pamäti, odkiaľ ich podľa potreby bezdrôtovo prenáša do externej jednotky v podobe vankúšika, na ktorý si pacient na niekoľko minút ľahne. Cez internet si ich potom môže prezrieť lekár, ktorý na základe týchto informácii podľa potreby upraví dávkovanie liekov.

Práve úprava liečby, vykonaná na základe vzostupu tlaku v pľúcnej tepne, aj niekoľko dní predtým, ako sa objavia klinické príznaky zlyhávania srdca, znížila počet pobytov v nemocnici, ako preukázali prvé vyhodnotenia výsledkov liečby. Čo je ešte dôležitejšie, podľa novších štúdii tiež znížila úmrtnosť pacientov asi o tretinu.

Ako každá inovácia, aj CardioMEMS HF System má svojich oponentov. Prvým argumentom je, že štúdie neboli dvojito slepé a prospektívne. Samozrejme, otvorené a observačné štúdie sa považujú za menej hodnotné. Dosť opodstatnený je hlavne argument, že pacienti so zariadením boli častejšie kontrolovaní lekárom a to mohlo samo osebe viesť k ich optimálnejšej liečbe. Preto výrobca začína ďalšiu štúdiu - GUIDE-HF trial, ktorá má potvrdiť, že zariadenie zlepšuje prežívanie a kvalitu života pacientov so zlyhaním srdca tried NYHA II–IV, teda od ľahkého až k najzávažnejšiemu.

Zariadenie je samozrejme drahé a je tu aj otázka, či nemá alternatívy. Srdcové zlyhanie je spravidla spojené s hromadením tekutiny v tele a to sa s istými obmedzeniami dá spoznať aj denným vážením pacienta. Tlak v pľúcnici sa dá zmerať aj pri echokardiografickom vyšetrení, ktoré je neinvazívne, avšak menej presné, okrem toho vyžaduje príslušné prístrojové vybavenie a špecialistu.

Liečba srdcového zlyhanie sa postupne stáva doménou techniky. Princípy medikamentóznej liečby sú dávno známe a možnosti liekov vyčerpané. Nijaké tabletky "na posilnenie srdiečka" sa nedostatnú za hranice, dané biofyzikou. CardioMEMS je úspešný, lebo umožňuje najoptimálnejšie využitie liekov, ktoré sú síce dávno známe, ale bez znalosti parametrov pacientovej cirkulácie používané skôr metódou pokusu a omylu. Na rade sú technické zariadenia na optimalizáciu a podporu mechanickej funkcie srdca (a zariadenia, ako CardioMEMS sú použiteľné aj na kontrolu ich správnej činnosti). Začiatok ich kariéry je komplikovaný a sľubný zároveň. Kam až dospejú, musíme ešte nejaký ten rôčik počkať.

Literatura

Sue Hughes: CardioMEMS Sensor Linked to Lower Mortality in Heart Failure. https://www.medscape.com/viewarticle/894478

Michael A. Mathier: Pulmonary Hypertension in Heart Failure. https://www.medscape.org/viewarticle/570900