Een nieuw AI-algoritme, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Leeds, Université Grenoble Alpes en het Universitair Ziekenhuis van Grenoble-Alpes, kan de levensduur van pacemakers aanzienlijk verlengen door de configuratie van elk apparaat te personaliseren. Dankzij deze innovatie kunnen clinici voorspellen hoeveel batterijvermogen verschillende pacemakerfuncties zullen verbruiken en de instellingen aanpassen aan de medische behoeften van elke patiënt.
Pacemakers gaan doorgaans zeven tot veertien jaar mee, afhankelijk van hoe intensief hun functies worden gebruikt. Door niet-essentiële functies uit te schakelen, kan de levensduur van de batterij met meerdere jaren worden verlengd, waardoor er mogelijk minder vervangende operaties nodig zijn en de kosten voor de gezondheidszorg dalen. “Dit is de eerste stap om artsen te helpen bij het kiezen van een pacemaker en het programmeren ervan”, legt dr. Klaus Witte, hoofddocent en cardioloog bij de Universiteit van Leeds en Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, uit. “Het betekent dat we het apparaat beter kunnen afstemmen op de toestand van de patiënt, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd en de algehele zorg wordt verbeterd.”
Modellering van pacemakerprestaties
Met de nieuwe modelleringssoftware, beschreven in PLOS One onder de titel “Cardiac implantable electronic devices' longevity: A novel modeling tool for estimation and comparison” (Levensduur van implanteerbare elektronische hartapparaten: een nieuwe modelleringssoftware voor schatting en vergelijking), kunnen clinici de verwachte levensduur van een pacemaker schatten op basis van de configuratie ervan. De open access-studie maakt het algoritme beschikbaar voor zorgprofessionals over de hele wereld, waardoor zij beter geïnformeerde en datagestuurde apparaatkeuzes kunnen maken.
Aan de hand van praktijkgegevens uit handleidingen van pacemakers en klinische dossiers simuleerde het onderzoeksteam verschillende apparaatinstellingen en analyseerde het effect daarvan op het energieverbruik. Elke functie, zoals frequentieresponsiviteit, kamersynchronisatie of activiteitentracking, werd beoordeeld op het benodigde vermogen. Het model werd vervolgens gevalideerd aan de hand van actuele patiëntgegevens om de klinische nauwkeurigheid te garanderen.
Volgens professor Pascal Defaye van de Université Grenoble Alpes is dit “een unieke aanpak die een directe vergelijking tussen apparaten, opties en fabrikanten mogelijk maakt. Dit is iets wat voorheen nooit mogelijk was.”
Gepersonaliseerde apparaatconfiguratie
Pacemakers zijn kleine, implanteerbare apparaten die elektrische pulsen gebruiken om het hart regelmatig te laten kloppen. Ze zijn van levensbelang voor patiënten met hartfalen of hartritmestoornissen, omdat ze flauwvallen, vermoeidheid of levensbedreigende hartstilstand voorkomen. Moderne pacemakers zijn uitgerust met verschillende slimme functies, waaronder monitoring op afstand en adaptieve pacing, maar niet elke patiënt heeft al deze functies nodig.
Tot nu toe baseerden cardiologen zich voornamelijk op de algemene specificaties van fabrikanten om in te schatten hoe lang een apparaat zou meegaan. Het nieuwe algoritme introduceert voorspellende precisie, waardoor artsen en patiënten samen kunnen beslissen welke functies nodig zijn en hoe deze de levensduur van de batterij van het apparaat beïnvloeden.
“Het is vergelijkbaar met het kiezen van een auto”, zegt dr. Witte. “Je kunt beslissen welke functies je nodig hebt en welke optioneel zijn, maar nu weet je ook precies hoeveel elke ‘optie’ kost in termen van levensduur van de batterij.”
Impact op patiëntenzorg en duurzaamheid
De implicaties van deze technologie gaan verder dan alleen gemak. Elke keer dat de batterij van een pacemaker leeg is, moeten patiënten een chirurgische vervanging ondergaan, wat risico's op infecties en complicaties met zich meebrengt, vooral voor oudere of kwetsbare personen. Door de levensduur van het apparaat te verlengen, zijn er minder operaties nodig, zijn er minder risico's en dalen de kosten voor de gezondheidszorg.
Bovendien ondersteunt deze aanpak de verschuiving naar gepersonaliseerde en duurzame zorg, waarbij medische technologie wordt afgestemd op het individu en afval en het gebruik van hulpbronnen tot een minimum worden beperkt. “Door dit model te combineren met ons eerdere onderzoek naar het programmeren van apparaten, komen we dichter bij een echt gepersonaliseerde pacemakertherapie”, zegt Witte. “Dit komt ten goede aan patiënten, gezondheidszorgstelsels zoals de NHS en de samenleving als geheel.”
Het onderzoeksteam, waaronder dr. Serge Boveda van Clinique Pasteur en ingenieur Jean-Renaud Billuart van industriepartner Microport, is nu van plan om het algoritme verder te verfijnen en de integratie ervan in klinische beslissingsondersteunende systemen te onderzoeken.
Met deze innovatie kunnen clinici binnenkort pacemakers configureren met dezelfde precisie die AI al biedt voor beeldvorming, diagnostiek en monitoring op afstand, waardoor hartimplantaten slimmer, duurzamer en meer patiëntgericht worden dan ooit tevoren.
Pacemaker innovaties
Tijdens het European Heart Rhythm Association-congres in Wenen demonstreerden cardiologen Shmaila Saleem-Talib en Hemanth Ramanna van het HagaZiekenhuis Hartcentrum live een innovatieve techniek voor pacemakerimplantatie via de halsader in plaats van de liesader. Deze methode, die het HagaZiekenhuis vijf jaar geleden als eerste in Europa toepaste, biedt patiënten belangrijke voordelen: minder pijn, een kortere hersteltijd, minder kans op nabloedingen en een eenvoudigere route naar het hart. De internationale belangstelling voor de techniek is groot. In samenwerking met de Universiteit van Zürich traint het HagaZiekenhuis inmiddels cardiologen uit heel Europa om de procedure veilig aan te leren en verder te verfijnen.
Vorig jaar is in het Hartcentrum van Amsterdam UMC voor het eerst een dubbele draadloze pacemaker succesvol geïmplanteerd bij een patiënt. Het systeem bestaat uit twee minipacemakers die in de boezem en hartkamer worden geplaatst en draadloos met elkaar communiceren via elektrische pulsjes. Volgens cardiologen Louise Olde Nordkamp en Reinoud Knops markeert dit een belangrijke doorbraak in de hartzorg. De nieuwe pacemaker past zich aan de behoeften van de patiënt aan, één of beide onderdelen kunnen worden geïmplanteerd, afhankelijk van de situatie.
De innovatie vermindert het risico op complicaties die vaak voorkomen bij traditionele pacemakers met draden, zoals bloedvatverstoppingen of infecties. Bovendien wordt het apparaat via de lies ingebracht, waardoor patiënten geen zichtbaar litteken op de borst overhouden. De minipacemaker, ongeveer zo groot als een vitaminepil, is het resultaat van tien jaar onderzoek en vormt een belangrijke stap richting veiligere en patiëntvriendelijkere hartzorg.
