הערכת מערבולות תוך לביות עם הדמיה של אקוקרדיוגרפיה בקצב פריימים גבוה בתינוקות
22 בדצמבר 2023
הפרוטוקול הנוכחי משתמש בטכנולוגיית הדמיה של כתמי דם הנגזרים מאקוקרדיוגרפיה כדי להמחיש המודינמיקה תוך לבבית בתינוקות. התועלת הקלינית של טכנולוגיה זו נחקרת, הגוף הסיבובי של נוזל בתוך החדר השמאלי (המכונה מערבולת) נגיש, ומשמעותו בהבנת הדיאסטולוגיה נקבעת.
אנו מנסים לחקור מדוע פגים, כאשר הם נולדים פגים וגדלים למבוגרים, נמצאים בסיכון גבוה משמעותית לאי ספיקת לב. אנחנו חושבים שזה קשור להתפתחות לבבית לא תקינה כי הם נולדו 10 או לפעמים 15 שבועות מוקדם ושם הלחץ בלב השתנה. כעת אנו יכולים ללכוד שינויים מסוג זה באמצעות התבוננות בדפוסי זרימת הדם התוך-לבביים באמצעות הדמיית כתמי דם.
אנו מקווים שנוכל לבחור תינוקות בשלב מוקדם מאוד בתקופה קריטית זו של התפתחות הלב ואולי ליישם כמה אסטרטגיות מניעה עם מטרה עתידית גם למנוע אי ספיקת לב כאשר הם גדלים להיות מבוגרים. ובכן, מנקודת מבט מעשית, האתגרים תמיד נופלים על איכות התמונה ורכישת מבנים לבביים ברורים בהד. ויותר מזה, זה גם מאתגר כי אנחנו מתמודדים עם תינוקות ולפעמים יש לנו מטופלים מאוד לא רגועים.
אז עשינו שני מחקרים עם הדמיית כתמי דם, אחד כדי לבדוק אם הטכניקה באמת ישימה באוכלוסייה הזאת והתשובה הייתה כן, זה מאוד ריאלי. אלה תמונות נחמדות מאוד של דפוסי זרימת דם תוך לבביים באוכלוסיית הפגים האלה. ובשנייה עקבנו אחרי קבוצה של 80 פגים, ומדדנו אותם ביום החמישי עד השביעי ואז שוב בשחרור.
ואז קטלגנו אותם בתינוקות שעברו את שיפוץ הלב הזה של פגות ואלה שלא. וגילינו שגם לתינוקות שעברו מודלים לבביים היו תצורות מערבולות לא תקינות ביום השביעי. המערבולות היו הרבה יותר גדולות ועגולות מאשר אצל תינוקות שלא פיתחו שיפוץ לב.
זה עשוי להיות רמז חשוב מאוד קדימה בבחינת אילו תינוקות עשויים להיות מקובלים על טיפולים מונעים. ובכן, כיום יש מחקר מוגבל זמין על השימוש בהדמיה של כתמי דם שמקורם באקו ויילודים. אז מה שאנחנו עושים כרגע זה להסתכל על התפתחות הלב לאחר לידה מוקדמת.
אבל מה שנותר לחקור הוא הקשר בין תפקוד דיאסטולי לקוי לבין זרימת דם תוך לבבית, כמו מערבולות ומערבולות קריאה. הדמיה של כתמי דם שמקורם בהד היא כלי לא פולשני לחלוטין בהשוואה לטכנולוגיות אחרות כמו MRI. הוא גם זול למדי לשימוש והוא שימושי מאוד ככלי ליד המיטה, כלומר ניתן להכניס אותו לחדרים ליד המטופלים ולמזער את אי הנוחות למטופלים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה עושה שימוש בטכנולוגיית דימות נצנצי דם (blood speckle imaging) המופקת מאקו-לב, כדי להדמיות של המודינמיקה התוך-לביתית בילודים. מטרתו היא להבין את ההשלכות של התפתחות לב לא תקינה בפגים ואת הקשר הפוטנציאלי שלה לאי-ספיקת לב עתידית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- נאונטולוגיה
- קרדיולוגיה
- טכנולוגיית דימות
רקע
- תינוקות שנולדו לפני המועד עומדים בפני סיכון גבוה יותר לאי-ספיקת לב בבגרותם.
- התפתחות לבבית לא תקינה מתרחשת עקב לידה מוקדמת.
- שינויים בלחץ הלב עלולים להשפיע על דפוסי זרימת הדם.
- הבנת דפוסים אלו היא קריטית עבור אסטרטגיות מנע.
מטרת המחקר
- לבחון את הקשר בין לידה מוקדמת לבין הסיכון לאיספיסור לבבי בבגרות.
- לתעד דפוסי זרימת דם תוך-לבבית באמצעות דימוי מתקדם.
- לזהות הזדמנויות להתערבות מוקדמת עבור תינוקות בסיכון.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- טכנולוגיית דימוי נצנצי דם (blood speckle imaging) מבוססת אקו-קרדיוגרפיה.
- ויזואליזציה של המודינמיקה התוך-לבבית.
- ניתוח של היווצרות מערבולות בחדר השמאלי.
- הערכת התפקוד הדיאסטולי בילודים.
תוצאים עיקריים
- ויזואליזציה מוצלחת של דפוסי זרימת דם בילודים.
- זיהוי שינויים המודינמיים משמעותיים בפגים.
- תובנות לגבי תפקידו של המערבולת בחדר השמאלי בדיאסטולוגיה.
- פוטנציאל לזיהוי מוקדם של תינוקות הנמצאים בסיכון לאי-ספיקת לב.
מסקנות
- דימוי נקודות דם (Blood speckle imaging) הוא כלי בעל ערך להערכת בריאות הלב בילודים.
- הבנת ההמודינמיקה יכולה לסייע בגיבוש אסטרטגיות מניעה לאי-ספיקת לב.
- נדרש מחקר נוסף כדי לתקף את הממצאים ולשפר את התוצאות הקליניות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
דימות נצנצי דם (BSI) המופק מאקו-קרדיוגרפיה בקצב פריימים גבוה מאפשר הערכה כמותית ולא פולשנית של מערבולות תוך-לביות בילודים, ובכך נותן מענה לפער קריטי בהערכה מוקדמת של תפקודי הלב. טכנולוגיה זו תומכת בביטחון חיזוי בזיהוי של דיספונקציה דיאסטולית סוב-קלינית, במיוחד בתינוקות שנולדו לפני הזמן שנמצאים בסיכון לרימוד לבבי שלילי. שילוב של BSI בתזרימי עבודה בשלבי הגילוי משפר את הפחתת הסיכונים המכניסטית ומספק בסיס להחלטות קידום מותאמות סיכונים עבור פורטפוליו של מחקרים קרדיו-וסקולריים פדיאטריים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר ויזואליזציה ישירה של דפוסי זרימת דם תוך-לבבית לצורך בחינה של היפותזות מכניסטיות.
- תומך בתיקוף של מטרות פונקציונליות באמצעות מתאם בין מאפייני המערבולת (vortex) לבין פנוטיפים של עיצוב מחדש של הלב (cardiac remodeling).
- מסייע בהפחתת סיכונים ביולוגיים במודלים לבביים נאו-נטליים ופדיאטריים.
- משפר את הביטחון החזוי לגילוי סממנים ביולוגיים קרדיווסקולריים בשלבים מוקדמים.
סריקה ופיתוח בדיקות (Assay Development)
- מספק פלטי imaging סטנדרטיים וניתנים לשחזור לצורך הערכה כמותית של התפקוד הדיאסטולי.
- מכין מערכות ביולוגיות מתוקפות לסריקה של התערבויות טיפוליות בשלבים הבאים.
- מאפשר פלטפורמות בדיקה ניתנות להרחבה ותואמות לסביבת המטופל עבור אוכלוסיות פדיאטריות.
- תומך בהערכה אמינה של תרכובות מועמדות המכוונות למסלולי עיצוב מחדש (remodeling) של הלב.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מסנכרן קריאות דימות עם נקודות קצה רלוונטיות למחלה במודלים קרדיאליים פרה-קליניים.
- מבטיח רצף משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של סמנים ביולוגיים לתפקוד דיאסטולי.
- מאפשר קבלת החלטות על קידום מותאם סיכונים בהתבסס על תובנות מכניסטיות מוקדמות.
- מספק נתוני סמנים ביולוגיים תרגומיים למחקר קרדיווסקולרי פדיאטרי ונאונטלי.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
BSI משתלב ברצף שבין השלב הגילוי לשלב הפרה-קליני על ידי מתן אפשרות להערכה כמותית מוקדמת של תפקוד הלב ושינויים מבניים (remodeling) במודלים של חיים רכים (neonatal models).
- ביולוגיה גילויית: תומך בבדיקת השערות לגבי התפקיד המכניסטי של מערבולות תוך-לביות בהתפתחות הלב.
- סריקה: מספק פלטי דימוי כמותיים הניתנים לשחזור לצורך סטנדרטיזציה של הבדיקה.
- אנליטיקה: מספק מדידות אובייקטיביות של גודל ומורפולוגיה של מערבולות לצורך השוואת תנאים.
- מחקר תרגומי: מגשר בין ממצאי גילוי מוקדמים לתיקוף של סממנים ביולוגיים פרה-קליניים באוכלוסיות ילדים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס יכולת דימוי ניתנת לשימוש חוזר עבור יוזמות מו"פ קיוויסקולריות שוטפות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרות בלב.
- ערך תפעולי: מציע תהליכי עבודה של דימות סטנדרטיים, ניתנים להרחבה ולא פולשניים למחקר בילודים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מוקדמת יותר לגבי המשך או הפסקת הפיתוח (go/no-go) וניהול תיק פיתוח יעיל מבחינת הון בתוכניות קרדיווסקולריות פדיאטריות.
- השפעה על תיק הפיתוח: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום של מועמדים לביומרקרים ולטיפולים לבביים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות באקו-קרדיוגרפיה בקצב פריימים גבוה ובדימות לב של ילודים.
- תלוי בגישה לציוד אולטרסאונד מתקדם ותוכנה אנליטית ל-BSI.
- מחייב סטנדרטיזציה של פרוטוקולי הדימות ופירוש הנתונים בין צוותים שונים.
- עשוי לדרוש התאמה לשימוש במערכות מודלים פדיאטריות ובניונוטליות שונות.
- איכות התמונה ויציבות המטופל עלולות להגביל את איסוף הנתונים בילודים שאינם יציבים.
