Onderzoekers van Johns Hopkins University hebben een belangrijke stap gezet in de behandeling van ernstige hartritmestoornissen met behulp van zogeheten digitale tweelingen van het hart. In een eerste klinische studie werd voor iedere patiënt een gepersonaliseerd computermodel ontwikkeld, waarmee artsen behandelingen vooraf konden simuleren.
Deze aanpak resulteerde in snellere en nauwkeurigere ingrepen, met een opvallend hoger succespercentage dan bij traditionele behandelingen. De studie, gepubliceerd in het New England Journal of Medicine, laat zien dat digitale tweelingen niet alleen technisch haalbaar zijn, maar ook klinisch relevante meerwaarde bieden.
Gepersonaliseerde planning van ablatie
De technologie werd getest bij tien patiënten met ventriculaire tachycardie, een potentieel levensbedreigende hartritmestoornis die vaak optreedt na een hartinfarct. De standaardbehandeling is ablatie, waarbij kleine delen van hartweefsel die de ritmestoornis veroorzaken worden uitgeschakeld. In de praktijk blijkt het echter lastig om precies te bepalen waar die storingen ontstaan, wat leidt tot lange procedures en een relatief lage slagingskans.
Met behulp van MRI-beelden maakten onderzoekers voor elke patiënt een digitaal hartmodel. Deze modellen simuleerden hoe elektrische signalen zich door het hart bewegen en identificeerden nauwkeurig de gebieden die verantwoordelijk zijn voor de ritmestoornis. Volgens cardioloog Jonathan Chrispin maakt deze aanpak het mogelijk om behandelingen gerichter uit te voeren: alleen de kritieke delen van het hart worden behandeld, wat de procedure efficiënter en veiliger maakt.
100 procent succes in eerste studie
De digitale tweelingen werden gebruikt om de ablatieprocedure vooraf te optimaliseren. Tijdens de ingreep volgden artsen deze gepersonaliseerde behandelplannen. De resultaten zijn opvallend: bij alle tien patiënten kon na de behandeling geen ritmestoornis meer worden opgewekt.
Na een follow-up van meer dan een jaar bleven alle patiënten vrij van klachten. Ter vergelijking: traditionele ablatieprocedures hebben op de lange termijn een succespercentage van circa 60 procent. Daarnaast konden acht van de tien patiënten volledig stoppen met anti-aritmiemedicatie, terwijl de overige twee hun dosering konden verlagen.
Behandelrisico’s vooraf testen
De technologie is ontwikkeld onder leiding van biomedisch ingenieur Natalia Trayanova, die benadrukt dat digitale tweelingen artsen in staat stellen om verschillende behandelscenario’s vooraf te testen. Dit vermindert niet alleen het risico op complicaties, maar vergroot ook de kans op een succesvolle eerste ingreep.
De onderzoekers werken inmiddels aan opschaling van de technologie naar grotere klinische studies. Ook wordt gekeken naar manieren om de modellen sneller beschikbaar te maken, bijvoorbeeld via desktoptoepassingen die binnen enkele minuten klinische inzichten leveren.
De verwachting is dat digitale tweelingen een sleutelrol gaan spelen in de verdere ontwikkeling van gepersonaliseerde zorg, niet alleen bij hartritmestoornissen, maar ook bij andere cardiovasculaire aandoeningen.
Digitale ‘hart-tweeling’
Vorig jaar ontwikkelden onderzoekers van de Universitat Politècnica de València een innovatieve diagnostische methode waarbij een digitale tweeling van het hart centraal staat. Door elektrocardiografische beeldvorming (ECGI) te combineren met gepersonaliseerde hartsimulaties ontstaat een virtueel model dat de elektrische activiteit van het hart nauwkeurig nabootst.
Met die digitale tweeling wordt het mogelijk om de oorsprong van hartritmestoornissen, zoals premature ventriculaire contracties (PVC’s), veel preciezer te lokaliseren dan met bestaande technieken. Waar conventionele ECGI een afwijking van ongeveer 30 mm kent, bereikt de nieuwe methode een gemiddelde nauwkeurigheid van 7,8 mm.
De innovatie is gebaseerd op een uitgebreide database van meer dan 600 gesimuleerde hartritmestoornissen en geavanceerde algoritmen. In een eerste patiënttoepassing bleek de foutmarge aanzienlijk lager dan bij traditionele methoden. De digitale tweeling biedt daarmee een krachtig, niet-invasief hulpmiddel voor diagnose en preoperatieve planning, met potentie om interventies zoals ablatie sneller, veiliger en effectiever te maken.
