מדי שנה, כ-50,000 אנשים בארצות הברית חווים הלם קרדיוגני -; מצב מסכן חיים, הנגרם בדרך כלל מהתקף לב חמור, שבו הלב אינו יכול לשאוב מספיק דם לצרכי הגוף.
רבים מהחולים הללו מקבלים בסופו של דבר עזרה ממשאבה מכנית שיכולה לעזור זמנית ללב לשאוב דם עד שהוא מתאושש מספיק כדי לתפקד בעצמו. עם זאת, בכמעט מחצית מהחולים הללו, העזרה הנוספת מובילה לחוסר איזון בין החדר השמאלי והימני, שעלול להוות סכנה למטופל.
במחקר חדש, חוקרי MIT גילו מדוע חוסר האיזון הזה מתרחש, וזיהו גורמים שהופכים אותו לסביר יותר. הם גם פיתחו בדיקה שרופאים יוכלו להשתמש בה כדי לקבוע אם תפקוד לקוי זה יתרחש אצל מטופל מסוים, מה שיכול להעניק לרופאים יותר ביטחון בעת ההחלטה אם להשתמש במשאבות אלו, הידועות כמכשירי עזר לחדרים (VADs).
ככל שאנו משפרים את ההבנה המכניסטית של האופן שבו טכנולוגיות אלו מקיימות אינטראקציה עם הפיזיולוגיה המקומית, אנו יכולים לשפר את תועלת המכשיר. ואם יהיו לנו יותר אלגוריתמים והדרכה מבוססת מדדים, זה יקל על השימוש לרופאים. זה גם ישפר את התוצאות של חולים אלה וגם יגדיל את השימוש במכשירים אלה באופן רחב יותר".
קימברלי למברטי, סטודנטית לתואר שני ב-MIT והמחברת הראשית של המחקר
אלעזר אדלמן, הפרופסור של אדוארד ג'יי פויטראס להנדסה רפואית ומדע ומנהל המכון להנדסה ומדע רפואי של MIT (IMES), הוא המחבר הבכיר של המאמר, המופיע היום ב- מדע רפואה מתרגמת. סטיבן קלר, עוזר פרופסור לרפואה בבית הספר לרפואה של ג'ונס הופקינס, הוא גם מחבר המאמר.
אדלמן מציין כי "היופי במחקר זה הוא שהוא משתמש בתובנות פתופיזיולוגיות ובניתוחים חישוביים מתקדמים כדי לספק לרופאים הנחיות פשוטות כיצד להתמודד עם השימוש המתפרץ במכשירים מכניים יקרי ערך אלה. אנו משתמשים במכשירים אלו יותר ויותר בחולים החולים והחולים ביותר שלנו. כעת יש אסטרטגיות טובות יותר לגבי איך לייעל את השירות שלהם."
חוסר איזון בלב
כדי לטפל בחולים שחווים הלם קרדיוגני, ניתן להחדיר VAD מלעור דרך העורקים עד שהוא ממוקם על פני שסתום אבי העורקים, שם הוא עוזר לשאוב דם מהחדר השמאלי. החדר השמאלי אחראי על שאיבת הדם לרוב איברי הגוף, בעוד שהחדר הימני מזרים דם לריאות.
ברוב המקרים, ניתן להסיר את ההתקן לאחר שבוע לערך, לאחר שהלב מסוגל לשאוב בעצמו. אמנם יעיל עבור מטופלים רבים, אך אצל אנשים מסוימים המכשירים יכולים לשבש את התיאום והאיזון בין החדר הימני והשמאלי, המתכווצים ונרגעים באופן סינכרוני. מחקרים מצאו כי הפרעה זו מתרחשת עד 43 אחוז מהחולים המקבלים VADs.
"החדר השמאלי והימני מחוברים מאוד, כך שהמכשיר משבש את הזרימה במערכת, זה יכול לחשוף או לגרום לאי ספיקת לב ימנית בחולים רבים", אומר למברטי. "ברחבי התחום ידוע שזה חשש, אבל המנגנון שיוצר זה לא ברור, ויש מדדים מוגבלים לחזות אילו מטופלים יחוו את זה".
במחקר זה, החוקרים רצו להבין מדוע הכשל הזה מתרחש, ולהמציא דרך לעזור לרופאים לחזות אם זה יקרה עבור מטופל נתון. אם הרופאים ידעו שגם הלב הימני יזדקק לתמיכה, הם יכולים להשתיל VAD נוסף שעוזר לחדר הימני.
"מה שניסינו לעשות עם המחקר הזה היה לחזות בעיות כלשהן מוקדם יותר במהלך המטופל, כך שניתן יהיה לנקוט פעולה לפני שהמצב הקיצוני של כישלון הושג", אומר למברטי.
לשם כך, החוקרים חקרו את המכשירים במודל חיה של אי ספיקת לב. VAD הושתל בחדר השמאלי של כל חיה, והחוקרים ניתחו מספר מדדים שונים של תפקוד הלב כאשר מהירות השאיבה של המכשיר עלתה וירדה.
החוקרים מצאו כי הגורם החשוב ביותר לאופן שבו החדר הימני הגיב להשתלת VAD היה עד כמה מערכת כלי הדם הריאתיים -; רשת הכלים המובילה דם בין הלב לריאות -; מותאם לשינויים בנפח הדם ובזרימת הדם הנגרמים על ידי ה-VAD.
מערכת זו הייתה מסוגלת להתמודד בצורה הטובה ביותר עם הזרימה הנוספת הזו אם הייתה יכולה להתאים את ההתנגדות שלה (האטת זרימת הדם היציבה בכלי הדם) והציות (האטה של פעימות גדולות של נפח דם לתוך הכלים).
"מצאנו שבמצב הבריא, הציות וההתנגדות יכולים להשתנות די מהר כדי להתאים את השינויים בנפח עקב המכשיר. אבל עם מחלה מתקדמת, יכולת ההסתגלות הזו פוחתת", אומר למברטי.
מבחן דינמי
החוקרים גם הראו שמדידת ההתאמה של כלי הדם הריאתיים ויכולת ההסתגלות שלה יכולה להציע דרך לחזות כיצד יגיב המטופל לסיוע בחדר השמאלי. באמצעות מערך נתונים של שמונה מטופלים שקיבלו VAD שמאלי, החוקרים מצאו כי המדידות הללו מתואמות עם מצב הלב הימני, ולכן חיזו עד כמה המטופלים הסתגלו למכשיר, ואשרו את הממצאים מהמחקר בבעלי חיים.
כדי לבצע בדיקה זו, הרופאים יצטרכו להשתיל את המכשיר כרגיל ולאחר מכן להגביר את המהירות תוך מדידת התאימות של מערכת כלי הדם הריאתיים. החוקרים קבעו מדד שיכול להעריך את ההיענות הזו על ידי שימוש רק ב-VAD עצמו ובצנתר עורק ריאתי המושתל בדרך כלל בחולים אלו.
"יצרנו את הדרך הזו כדי לבדוק באופן דינמי את המערכת תוך שמירה על תמיכה בלב", אומר למברטי. "ברגע שהמכשיר יופעל, ניתן יהיה להריץ את הבדיקה המהירה הזו, שתודיע לרופאים אם המטופל עשוי להזדקק לתמיכה נכונה בלב."
החוקרים מקווים כעת להרחיב את הממצאים הללו עם מחקרים נוספים בבעלי חיים ולהמשיך בשיתוף פעולה עם יצרני המכשירים הללו בעתיד, בתקווה להפעיל מחקרים קליניים כדי להעריך אם בדיקה זו תספק מידע שיהיה בעל ערך לרופאים.
"כרגע, יש מעט מדדים המשמשים לניבוי סבילות מכשירים. בחירת מכשירים וקבלת החלטות מבוססים לרוב על ראיות חווייתיות של הרופאים בכל מוסד. הבנה זו תאפשר לקוות לרופאים לקבוע אילו מטופלים יהיו לא סובלניים כלפיהם. תמיכה במכשיר ומתן הדרכה כיצד לטפל בצורה הטובה ביותר בכל מטופל בהתבסס על מצב הלב הנכון", אומר למברטי.
המחקר מומן על ידי מכון הלב, הריאות והדם הלאומי; המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית; ואביומד.
