Новый взгляд на здоровье сердца
Лорен Дубински
Развивающиеся технологии диагностической визуализации не только позволяют кардиологам оценивать состояние пациентов ранее недоступными методами, но также упрощают процесс обследования и экономят время больницам благодаря автоматизации и внедрению новых инструментов.
По инструкциям Американского общества ультразвуковой кардиографии, всем пациентам, проходящим эхокардиограмму, необходимо проводить трехмерную количественную оценку работы камер сердца. Но порой кардиологи игнорируют этот трудоемкий процесс – если скорость и производительность выходят на первый план.
Обычно процедура занимает около трех минут и заключается в том, что врач вручную обводит контуры интересующих его участков для оценки функции желудочков сердца. Но у этого метода есть ограничения, такие как ракурсное сжатие и невозможность визуализировать всю эндокардиальную границу.
Это яркий пример сферы деятельности врача, в которой автоматизация может упростить процесс получения диагностических изображений и обеспечить воспроизводимость результатов. Кроме того, значительно сократить финансовую нагрузку на медицинское учреждение.
«При использовании автоматизированного интеллекта неважно, какой стаж имеет врач: 2 года или 20 лет, он просто нажимает кнопку, и результат будет одинаковый», – говорит д-р Роберт Лэнг, преподаватель медицины и директор лаборатории неинвазивной визуализации сердца в Медицинском университете Чикаго.
Он использует инструмент Anatomical Intelligence HeartModel производства компании «Филипс», который интегрирован в ультразвуковые системы для обследования сердца «ЭПИК» (EPIQ). Инструмент выполняет трехмерную количественную оценку сердечной камеры, одновременно вычисляя объемы левого желудочка и левого предсердия из одной петли объема.
«С увеличением объема данных вы получаете больше изображений, поэтому можете видеть больше патологий, – говорит Кассандра Гибсон, клинический аналитик «МД Байлайн» (MD Buyline). – Когда у вас есть только двухмерные изображения, ваши возможности ограничены, потому что это простая плоская картинка. Трехмерное изображение вы можете поворачивать в любом направлении и видеть, насколько глубока патология».
Автоматизированная кардиологическая ультразвуковая визуализация также улучшает технологический процесс работы лаборатории катетеризации сердца, поскольку позволяет технологу проводить больше времени с пациентом, не прерываясь на переформатирование оборудования.
Лэнг и его коллеги сравнили количественные оценки, проводимые с помощью обычных двухмерных обследований, и HeartModel, и обнаружили, что время получения результатов сократилось на 82 процента. Учитывая, что лаборатория катетеризации сердца обычно лечит 50 пациентов в день, автоматизировав процесс, они могли бы сэкономить более часа.
«Филипс» является лидером на рынке по производству инструментов для автоматизации ультразвуковой диагностики сердца, и «Джи.И. Хелскэр» (GE Healthcare) пристально следит за деятельностью компании, сообщает «МД Байлайн». Медицинские подразделения гигантов «Самсунг», «Кэнон» и «Хитачи» не сильно отстают от них и также предлагают программное обеспечение для своих премиальных ультразвуковых систем диагностики сердца.
Наращивание инвестиций и производство этих автоматизированных интеллектуальных решений неизбежно, считает д-р Алберт Хсайо, доцент радиологии в Университете Калифорнии Сан Диего, США.
«Количество информации, получаемой с помощью медицинской визуализации, стремительно растет, в то время как число врачей, способных выполнять эту работу, по сути, не меняется», – говорит он.
Доступность инноваций
В марте 2017 года на ежегодной научной сессии и выставке в Американском колледже кардиологии Siemens Healthineers представила портативную ультразвуковую систему диагностики сердца с передовыми возможностями. ACUSON Bonsai на базе ноутбука, оснащена несколькими функциями, которые имеются на премиальной кардиологической ультразвуковой платформе SC2000 этой компании.
«Она создана для удовлетворения потребностей обычного отделения ультразвуковых обследований, – говорит Марти Маккулох, директор отдела кардиологии в Siemens Ultrasound. – Как свидетельствуют данные, в год проводится 34 млн ультразвуковых обследований. Многие больницы движутся в сторону более компактного оборудования для УЗИ, с помощью которого можно проводить исследования у постели больного».
Когда администраторы больниц задумываются о сокращении персонала для снижения затрат, по словам Маккулоха, перевозчики оборудования обычно увольняются первыми. А в больнице без перевозчиков необходимо иметь портативные системы.
«На фоне снижающихся доходов больницам необходимо повышать производительность и оптимизировать рабочий процесс без ущерба качеству обследования, – говорит Маккулох. – То, что мы пытаемся сделать, – это комбинировать лучшее, чтобы предложить продукт, привлекательный для конечных пользователей и отлично работающий в процессе диагностики пациента».
Более «демократичные» инновации также появляются в области молекулярной визуализации, где технология SPECT (однофотонная эмиссионная компьютерная томография) часто недоступна из-за цены – ведь усилия больниц направлены на снижение расходов. Одна из причин, по которой медицинские учреждения стремятся получить доступ к этой технологии, заключается в том, что они могут выполнять обследования сердца как с нагрузкой, так и без нее. На эту процедуру приходится 59 процентов обследований ядерной медицины, выполняемых в США.
Для удовлетворения этой потребности компания «Филипс» представила систему SPECT с более низкой стоимостью эксплуатации CardioMD IV, которая помещается практически в любом кабинете для обследования и не требует его переоборудования.
CardioMD IV оснащена усовершенствованным ПО для реконструкции и количественного анализа сердца, которое помогает улучшить рабочий процесс кардиографической визуализации. Платформа IntelliSpace предоставляет клиническим врачам доступ к новейшим количественным оценкам работы сердца SPECT, приложениям для просмотра и составления отчетов, а также позволяет осуществлять передачу информации между кардиологами и врачами, направляющими пациентов на обследование.
Инструмент диагностики сердца Anatomical Intelligence HeartModel, разработанный «Филипс»
Опубликованный в прошлом году отчет Technavio предсказывает, что глобальный рынок SPECT достигнет 1,5 млрд долларов к 2021 году. Кардиологический сегмент составляет 35 процентов рынка визуализации. Это самая большая доля, за которой следуют онкология, общая визуализация и неврология.
Сердечно–сосудистых информационных систем все больше
Поскольку здравоохранение переходит на цифру и требования к обработке больших объемов данных пациентов растут, многие поставщики инвестируют в сердечно-сосудистые информационные системы (CVIS). Это дорогостоящее решение, но, с большой вероятностью, оно окупит себя.
В 2013 году «Асеншен-Уитон Франсискан Хелскэр» в Висконсине установила оборудование Centricity Cardio Enterprise производства «Джи.И.», которое представляет собой комбинацию сердечно-сосудистой информационной системы (ССИС) с системой передачи и архивации изображения (PACS). Они начали с внедрения цифровой архивации и структурированной отчетности в отделениях ультразвуковой диагностики и сердечно-сосудистых отделениях, а в октябре прошлого года внедрили структурированную отчетность в лабораторию катетеризации сердца.
«Мы обнаружили, что сегодня для того, чтобы наши медики могли надлежащим образом документировать, давать заключения и накапливать статистические данные для подтверждения диагнозов, нам необходимо какое-то приложение, которое позволяло бы обмениваться данными между учреждениями медицинской сети», – говорит Джим Скоуолтер, администратор системы передачи и архивации данных в лаборатории катетеризации сердца.
При наличии 23 больниц и сотен медицинских учреждений в юго-восточном Висконсине, США, в системе здравоохранения работают 19 600 человек. Некоторые из них вынуждены ездить на работу по разным объектам. Благодаря внедрению Centricity Cardio Enterprise они получили возможность централизованного просмотра кардиологических и связанных с ними радиологических изображений. Этот инструмент также предоставляет удаленный веб-доступ к результатам иных визуальных исследований пациента.
По данным Скоуолтера, «Асеншен» резко сократила время выдачи результатов лабораторных анализов. Медицинская сеть проводит научное исследование для более глубокого изучения возможностей этого инструмента.
Скоуолтер и его команда оценивают время, необходимое для передачи заключения в систему электронных медицинских карт, посредством автоматизированного речевого ввода и сравнивают его с временными затратами при использовании Centricity Cardio Enterprise .
«Учитывая объем работы по необходимой отчетности, ССИС сегодня практически незаменима, – говорит Крис Беннетт, клинический аналитик в «МД Байлайн». – Все данные визуальных обследований лаборатории катетеризации хранятся в ССИС, но эта система также учитывает стенты, баллонные катетеры и все остальное, необходимое для деятельности лаборатории».
На рынке имеются и другие ССИС – «Филипс ССИС» и решения «Сименс» для диагностической визуализации сердечно-сосудистой системы.
Беннетт говорит, что, если в учреждении здравоохранения нет специализированного ССИС, то оно может включить отчетность в свою систему передачи и архивации данных или в любое другое программное обеспечение в отделении радиологии, совместимое с HL7.
Перспективные исследования с микро–КТ
Орхусский университет в Дании разработал новую технологию визуализации микро-КТ с контрастным усилением, которая в будущем сможет делать трехмерные репродукции проводящей системы сердца. Установка генерирует электрический сигнал, который управляет сердечным сокращением.
Статья, опубликованная в Scientific Reports в сентябре 2017 года, утверждает, что метод позволяет значительно увеличить пространственное разрешение по сравнению с обычным КТ сканером. Это даст возможность исследователям лучше рассмотреть проводящую систему сердца, а также отображать ориентацию клеточных цепей в сердечных мышцах, которые определяют скорость и путь электрического сигнала.
«Интеграция этих двух частей структурной информации в математическое моделирование электрической активации сердца позволяет нам прогнозировать области, подверженные аритмии, и потенциально находить новые цели для абляционной терапии», – говорит Роберт Стефенсон, член научного общества Марии Кюри в университете.
Представление о специализированной проводящей системе сердца, полученное с помощью трехмерного изображения, поможет хирургам выполнять имплантацию клапанного протеза. Крайне важно, чтобы протез не сжимал соседние клетки проводящей системы сердца.
В настоящее время этот метод опробован только на умерших пациентах в исследовательских целях, так как доза рентгеновского излучения, требуемая для получения изображений такого качества, слишком велика для клинического применения. Однако, поскольку КТ технология постоянно совершенствуется, положение дел вскоре может измениться.
Стефенсон и его команда недавно расширили методику изучения проводящей системы сердца в трехмерном порядке для выявления врожденных дефектов органа. Эта информация поможет проводить коррекционную операцию.
«Мы также использовали данные высокого разрешения микро-КТ для получения трехмерных снимков сердец, – говорит он. – Такие изображения потенциально повлияют на хирургическое планирование, на практику, медицинское образование и даже консультирование пациентов».
Диагностика болезней сердца
В данный момент в разработке находятся две технологии визуализации сердца, открывающие новые возможности для прогнозирования рисков и диагностики сердечных заболеваний.
Совместная программа Евросоюза Horizon 2020 работает над портативным сканером, который врачи общей практики смогут использовать во время обычного медицинского осмотра для выявления пациентов с ранними сердечнососудистыми заболеваниями.
Это устройство использует метод лазерной доплеровской виброметрии для создания вибрационной карты грудной клетки и области сердца. Карта выявляет признаки сердечнососудистых заболеваний, такие как образование бляшек, артериальная жесткость, артериальный стеноз и сердечная диссинхрония.
Текущими методами диагностики этих заболеваний являются сердечные биомаркеры, катетеризация сердца, рентгенография грудной клетки, ЭКГ, холтеровский мониторинг и МРТ сердца. Некоторые из перечисленных исследований достаточно дороги, но портативный сканер, как ожидается, будет стоить менее 2000 долларов. Первый прототип будет представлен уже этим летом.
Университет Уорвик в Англии, наряду с Институтом сердца и диабета Бейкер и Университетом Монаш в Австралии, разработали метод лазерной визуализации, который может идентифицировать артериальные бляшки высокого риска.
Команда исследователей обнаружила, что, увеличивая длину волны света для оценки наличия жировых бляшек в артериях, они могут идентифицировать отложения, которые грозят оторваться и привести к образованию тромбов, сердечному приступу и инсульту.
Современные методы визуализации могут идентифицировать некоторые характеристики бляшек с высоким риском отрыва, но ни один из них не считается достаточным. Например, коронарная ангиография выявляет только узкие сегменты в коронарной артерии.
Если технология лазерной визуализации продемонстрирует положительные результаты в клинических испытаниях, в будущем ее можно будет использовать для оценки нестабильных жировых артериальных бляшек. А также – для контроля эффективности лекарств, предназначенных для предотвращения сердечного приступа и инсульта.
