Right atrial contraction function measured by echocardiography predicting atrioventricular synchrony for Micra-AV leadless pacemaker

अपने हृदय की कल्पना एक हलचल भरे दो मंजिला घर के रूप में करें। ऊपरी मंजिल 'एट्रियम' (atrium) है, जो एक प्रतीक्षा कक्ष है जहाँ रक्त एकत्र होता है, और निचली मंजिल 'वेंट्रिकल' (ventricle) है, जो एक शक्तिशाली इंजन है जो इसे शरीर के बाकी हिस्सों में पंप करता है। घर को सुचारू रूप से चलाने के लिए, इंजन के चालू होने से ठीक पहले प्रतीक्षा कक्ष को अपनी सामग्री को नीचे की ओर दबाना पड़ता है। इस सटीक समयबद्धता को "एट्रियोवेंट्रिकुलर सिंक्रोनी" (atrioventricular synchrony) कहा जाता है। यदि समय का तालमेल बिगड़ जाता है, तो इंजन बहुत जल्दी या बहुत देर से शुरू हो सकता है, जिससे ऊर्जा बर्बाद होती है और घर थका हुआ महसूस करने लगता है।

द दशकों तक, डॉक्टरों ने दोनों मंजिलों को एक छोटे कंप्यूटर (पेसमेकर) से जोड़ने के लिए तारों (लीड्स) का उपयोग किया ताकि यह लय एकदम सटीक बनी रहे। लेकिन तार पेचीदा हो सकते हैं; वे उलझ सकते हैं, टूट सकते हैं या संक्रमण का कारण बन सकते हैं। इसलिए, इंजीनियरों ने एक "लीडलेस" (leadless) पेसमेकर का आविष्कार किया—एक छोटा सा, कैप्सूल के आकार का रोबोट जो पूरी तरह से निचली मंजिल (दाहिने वेंट्रिकल) के भीतर रहता है। नवीनतम संस्करण, Micra-AV, एक स्मार्ट रोबट है जो इंजन को कब चलाना है, यह जानने के लिए ऊपरी मंजिल की गतिविधियों को सुनने की कोशिश करता है। इसके पास ऊपरी मंजिल से जुड़ने के लिए कोई तार नहीं है; इसके बजाय, यह एट्रियम के सिकुड़ने की कंपन को "महसूस" करने के लिए एक अत्यंत संवेदनशील एक्सेलेरोमीटर (accelerometer) का उपयोग करता है। डॉक्टरों के लिए बड़ा सवाल यह है: "हमें सर्जरी से पहले यह कैसे पता चलेगा कि यह रोबोट ऊपरी मंजिल को स्पष्ट रूप से सुन सकता है या नहीं?" यदि ऊपरी मंजिल बहुत शांत है या अजीब तरह से चलती है, तो रोबोट भ्रमित हो सकता है और ताल चूक सकता है।

फ़ुदान यूनिवर्सिटी की एक टीम द्वारा किए गए इस अध्ययन ने एक विशेष प्रकार के अल्ट्रासाउंड कैमरे का उपयोग करके इस रहस्य को सुलझाने का प्रयास किया। वे देखना चाहते थे कि क्या वे सर्जरी से पहले यह अनुमान लगा सकते हैं कि Micra-AV रोबोट सफलतापूर्वक मरीज के हृदय के साथ तालमेल बिठा पाएगा या नहीं। उन्होंने हृदय के दाहिने हिस्से पर ध्यान केंद्रित किया क्योंकि रोबोट वहीं रहता है और वहीं सुनता है। उन्होंने देखा कि दायां एट्रियम (प्रतीक्षा कक्ष) कैसे खिंचता और सिकुड़ता है, और रक्त का प्रवाह दो मंजिलों के बीच के दरवाजे (ट्राइकसपिड वाल्व) से कितनी तेजी से होता है।

शोधकर्ताओं ने 60 रोगियों का अध्ययन किया जिन्हें यह नया रोबोट प्रत्यारोपित किया जाना था। उन्होंने "स्पेकल ट्रैकिंग" (speckle tracking) नामक एक तकनीक का उपयोग किया, जो हृदय की मांसपेशियों पर हजारों छोटे, अदृश्य बिंदुओं को रखने और देखने जैसा है कि वे कैसे खिंचते और सिकुड़ते हैं। उन्होंने "स्ट्रेन" (मांसपेशी का खिंचाव) और रक्त प्रवाह की गति को मापा। रोबोट लगाने के बाद, उन्होंने मरीजों की हृदय लय की जांच करने के लिए एक पहनने योग्य मॉनिटर का उपयोग करके पूरे दिन निगरानी की कि रोबोट कितनी बार एट्रियम के साथ सफलतापूर्वक तालमेल बिठा पाया।

उन्होंने पाया: रोबोट की सटीक समय बनाए रखने की क्षमता इस बात पर बहुत अधिक निर्भर करती है कि दायां एट्रियम कैसा व्यवहार करता है। विशेष रूप से, दो चीजें बिल्कुल स्पष्ट भविष्यवक्ता के रूप में सामने आईं। पहला, एट्रियम के सिकुड़ने के दौरान (A-वेव) ट्राइकसपिड वाल्व के माध्यम से रक्त के बहने की गति 49.5 सेमी/सेकेंड के एक विशिष्ट स्तर से ऊपर होनी चाहिए। दूसरा, दाएं एट्रियम की मांसपेशियों में एक निश्चित मात्रा में "कॉन्ट्रैक्शन स्ट्रेन" (contraction strain) होना चाहिए—अर्थात, उसे पर्याप्त बल के साथ सिकुड़ना चाहिए।

टीम ने पाया कि यदि ट्राइकसपिड E/A अनुपात (एक संख्या जो रक्त प्रवाह की दो अलग-अलग गति की तुलना करती है) 1.62 से कम है, और दाएं एट्रियल कॉन्ट्रैक्शन स्ट्रेन -3.3% से कम है, तो रोबोट के सफल होने की संभावना बहुत अधिक है (70% या उससे अधिक)। यदि वे सफलता दर को और भी अधिक बढ़ाना चाहते हैं (80% या उससे अधिक), तो संख्याएं और भी सख्त होनी चाहिए: अनुपात 1.48 से कम होना चाहिए, और स्ट्रेन -4.8% से कम होना चाहिए।

दिलचस्प बात यह है कि अध्ययन ने इस विचार को खारिज कर दिया कि हृदय का बायां हिस्सा (घर का दूसरा हिस्सा) इस विशिष्ट रोबोट के लिए बहुत अधिक मायने रखता है। भले ही बायां एट्रियम हृदय के समग्र कार्य के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन Micra-AV रोबोट दाहिनी ओर रहता है और दाहिनी ओर ही सुनता है। इसलिए, बाएं हिस्से को मापने से यह अनुमान लगाने में मदद नहीं मिली कि रोबोट काम करेगा या नहीं। शोध पत्र सुझाव देता है कि यदि किसी रोगी का दायां एट्रियम बहुत कमजोर है या ठीक से नहीं सिकुड़ता है, तो रोबोट को उसे "सुनने" में संघर्ष करना पड़ सकता है, जिससे धड़कनें छूट सकती हैं।

संक्षेप में, यह शोध डॉक्टरों के लिए एक नया "प्री-फ्लाइट चेक" प्रदान करता है। दाएं एट्रियम के खिंचाव और रक्त प्रवाह की गति को मापने के लिए एक साधारण अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके, वे अब पूरे विश्वास के साथ अनुमान लगा सकते हैं कि क्या Micra-AV लीडलेस पेसमेकर एक मरीज के लिए एकदम सही मेल होगा। यह यह जांचने जैसा है कि क्या प्रतीक्षा कक्ष इतना शोर वाला और सक्रिय है कि इंजन रूम में रहने वाला रोबोट उसे सुन सके, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि हृदय अपना सटीक, तालमेल वाला नृत्य बनाए रखे।