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

Stel je je hart voor als een bruisend huis met twee verdiepingen. De bovenverdieping is het atrium, een wachtkamer die bloed verzamelt, en de benedenverdieping is het ventrikel, de krachtige motor die het naar de rest van het lichaam pompt. Voor een soepele werking van het huis moet de wachtkamer zijn inhoud even samenknijpen vlak voordat de motor in werking treedt. Deze perfecte timing wordt "atrioventriculaire synchronie" genoemd. Als de timing niet klopt, kan de motor te vroeg of te laat starten, wat energie verspilt en ervoor zorgt dat het huis zich moe voelt.

Decennialang gebruikten artsen draden (leads) om een kleine computer (een pacemaker) met beide verdiepingen te verbinden om dit ritme perfect te houden. Maar draden kunnen lastig zijn; ze kunnen in de knoop raken, breken of infecties veroorzaken. Daarom hebben ingenieurs een "draadloze" pacemaker uitgevonden—een piepkleine, capsule-achtige robot die volledig in de benedenverdieping (het rechterventrikel) leeft. De nieuwste versie, de Micra-AV, is een slimme robot die probeert de bewegingen van de bovenverdieping te "horen" om te weten wanneer de motor moet vuren. Hij heeft geen draad naar de bovenverdieping; in plaats daarvan gebruikt hij een supergevoelige versnellingsmeter om de trillingen van het samentrekkende atrium te "voelen". De grote vraag voor artsen is: "Hoe weten we of deze robot de bovenverdieping wel duidelijk genoeg kan horen voordat we hem implanteren?" Als de bovenverdieping te stil is of vreemd beweegt, kan de robot in de war raken en een slag missen.

Deze studie, uitgevoerd door een team van de Fudan Universiteit, wilde dit mysterie oplossen met behulp van een speciale soort echo-camera. Ze wilden zien of ze, vóór de operatie, konden voorspellen of de Micra-AV-robot succesvol zou synchroniseren met het hart. Ze richtten zich op de rechterkant van het hart, omdat dat is waar de robot leeft en luistert. Ze keken naar hoe het rechteratrium (de wachtkamer) uitrekte en samentrok, en hoe snel het bloed door de deur (de tricuspidalisklep) tussen de twee verdiepingen stroomde.

De onderzoekers bestudeerden 60 patiënten die deze nieuwe robot geïmplanteerd zouden krijgen. Ze gebruikten een techniek genaamd "speckle tracking", wat lijkt op het plaatsen van duizenden kleine, onzichtbare stipjes op het hartspierweefsel in een echo-video en het observeren van hoe ze rekken en krimpen. Ze maten de "strain" (hoeveel de spier uitrekt) en de snelheid van de bloedstroom. Na het implanteren van de robots controleerden ze de hartritmes van de patiënten een volledige dag lang met behulp van een draagbare monitor om te zien hoe vaak de robot succesvol synchroniseerde met het atrium.

Dit is wat ze vonden: het vermogen van de robot om de perfecte timing aan te houden, hangt sterk af van hoe het rechteratrium zich gedraagt. In het bijzonder vielen twee zaken op als kristalheldere voorspellers. Ten eerste moet de snelheid waarmee het bloed door de tricuspidalisklep stroomt tijdens de samentrekking van het atrium (de "A-golf") boven een specifieke drempelwaarde van 49,5 cm/s liggen. Ten tweede moet de spier van het rechteratrium een bepaalde hoeveelheid "contractiestrain" hebben—het moet in essentie met genoeg kracht samenknijpen.

Het team ontdekte dat als de tricuspidale E/A-ratio (een getal dat twee verschillende bloedstroomsnelheden vergelijkt) minder dan 1,62 is, en de contractiestrain van het rechteratrium minder dan -3,3% is, de robot zeer waarschijnlijk een hoog succespercentage (70% of meer) zal behalen in het bereiken van perfecte synchronie. Als ze een nog hoger succespercentage willen (80% of meer), moeten de cijfers nog strenger zijn: de ratio moet lager zijn dan 1,48, en de strain moet lager zijn dan -4,8%.

Interessant genoeg bewees de studie dat de linkerkant van het hart (de andere kant van het huis) er voor deze specifieke robot niet veel toe doet. Hoewel het linkeratrium belangrijk is voor de algehele taak van het hart, leeft de Micra-AV-robot aan de rechterkant en luistert hij naar de rechterkant. Het meten van de linkerkant hielp dus niet bij het voorspellen of de robot zou werken. Het artikel suggereert dat als een patiënt met een te zwak rechteratrium of een atrium dat niet goed samentrekt, de robot moeite kan hebben om het te "horen", wat leidt tot gemiste slagen.

Kortom, dit onderzoek biedt een nieuwe "pre-flight check" voor artsen. Door middel van een eenvoudige echo te meten hoe het rechteratrium uitrekt en hoe snel het bloed stroomt, kunnen ze nu met een goede mate van vertrouwen voorspellen of de Micra-AV draadloze pacemaker een perfecte match is voor een patiënt. Het is alsof men controleert of de wachtkamer luidruchtig en actief genoeg is zodat de robot in de machinekamer het kan horen, om er zo voor te zorgen dat het hart zijn perfecte, gesynchroniseerde dans voortzet.