Patologie cardiache: quando ricerca e information technology uniscono le forze

L’improvviso arresto cardiaco e le patologie del cuore in generale, sono tra le prime cause di mortalità in Europa, così ricerca cardiologica e information technology lavorano insieme per prevenire e contrastare questo killer silenzioso, ma anche per individuare le complicanze che potrebbero sorgere dopo un attacco di cuore. I primi risultati di quest’alleanza, ancora tutta da esplorare, sono tre iniziative che promettono di cambiare la situazione.
Romualdo Gianoli, 21 Luglio 2017
Micron
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Giornalista Scientifico

L’improvviso arresto cardiaco e le patologie del cuore in generale, sono tra le prime cause di mortalità in Europa, così ricerca cardiologica e information technology uniscono le forze per prevenire e contrastare questo killer silenzioso, ma anche per individuare le complicanze che potrebbero sorgere dopo un attacco di cuore, ancor prima che si manifestino. I primi risultati di quest’alleanza, ancora tutta da esplorare, sono tre iniziative che promettono di cambiare la situazione.

UNA “RETE” DI SALVATAGGIO PER FAR RIPARTIRE IL CUORE
L’arresto cardiaco improvviso è un evento dall’esito quasi sempre tragico, perché richiede l’intervento di soccorsi specialistici nei primissimi minuti dopo la comparsa dei sintomi e ha un tasso di sopravvivenza compreso tra il 5 e il 20%. Per farsi un’idea delle dimensioni del problema e della sua incidenza, basti pensare che questa patologia provoca il 20% di tutte le morti che avvengono ogni anno in Europa. Per cercare di ridurre questi numeri, poco più di un mese fa, è nato l’European Sudden Cardiac Arrest Network o ESCAPE-NET, una rete di soggetti il cui obiettivo è indagare le cause dell’arresto cardiaco improvviso e confrontare i trattamenti cui sono sottoposti i soggetti colpiti.
Tra i numerosi partner del progetto, che durerà 60 mesi, l’Italia è presente con tre importanti istituti: l’Università di Pavia, l’IRCCS Istituto Auxologico Italiano (AUXO) e l’Istituto di Ricerche Farmacologiche “Mario Negri” (IRFMN). L’iniziativa è stata finanziata con le risorse del programma europeo per la ricerca Horizon 2020 ed è stata voluta dalla European Society of Cardiology (ESC) e dallo European Resuscitation Council (ERC). Nel nuovo network, sedici gruppi di ricerca di tutt’Europa metteranno in comune le loro competenza e i dati sui propri pazienti così da creare un database unico, che permetterà di confrontare e studiare le causedell’arresto cardiaco improvviso, i trattamenti e le strategie diprevenzione. Il database includerà più di 80.000 pazienti e oltre 20.000 campioni di DNA.
Come spiega H. L. Tan, professore associato e “principal investigator” dell’Academic Medical Centre di Amsterdam: «È la prima volta che, con un approccio nuovo, si studiano questioni mai affrontate prima. Finora i gruppi di ricerca lavoravano ciascuno per proprio conto: uno studiava le cause e un altro i trattamenti ma ora, con ESCAPE-NET, entrambi i gruppi lavoreranno insieme. Ciò permetterà di prendere in considerazione nuove questioni come, per esempio, la presenza di fattori legati al singolo individuo, alle eventuali comorbilità o a particolari profili di DNA che possano influenzare il grado di sopravvivenza dopo un arresto cardiaco. È abbastanza intuitivo, infatti, che una persona diabetica abbia una probabilità di sopravvivere a un arresto cardiaco più bassa rispetto a una persona sana, sebbene sia stata rianimata altrettanto velocemente e, analogamente, un particolare fattore genetico può aumentare o diminuire la probabilità di sopravvivenza. Credo, dunque, che con questo nuovo approccio riusciremo a fare progressi entusiasmanti in questo campo, come non era mai stato possibile prima d’ora».
Dal momento che intervenire nei primissimi momenti dopo un arresto cardiaco improvviso è estremamente difficile, l’unica vera possibilità che resta per ridurre gli effetti mortali di un tale evento è evitare del tutto che si verifichi. In altre parole occorre prevenire ma, per farlo, bisogna sapere quali possono essere le possibili cause.
Cosa molto più facile a dirsi che a farsi, perché un arresto cardiaco si verifica all’improvviso, in maniera del tutto inaspettata e l’evoluzione è talmente rapida che il soggetto colpito spesso muore nel giro di una decina di minuti. Ecco, allora, che riuscire a individuare, prima dell’evento, quali possono essere i soggetti a rischio, diventa fondamentale e, a ritroso, per individuare questi soggetti occorre conoscere quanto più possibile su di loro: la storia clinica, il profilo genetico, gli stili di vita e così via. Ad esempio, alcuni medicinali potrebbero esporre determinate persone di una certa età, di un certo sesso, di un certo profilo genetico e con particolari comorbilità, a un rischio maggiore di arresto cardiaco rispetto ad altre persone con storie diverse.
Questo genere di conoscenze rappresenta un’arma molto potente per riuscire a prevenire l’arresto cardiaco, perché permette di monitorare più strettamente certi soggetti piuttosto che altri, oppure consente di sapere in anticipo a quali non somministrare un certo medicinale perché aumenterebbe il rischio rispetto ad altri ai quali, invece, può essere dato tranquillamente. E, se queste conoscenze sono sicuramente indispensabili ai medici che potranno agire in maniera molto più precisa, quasi mirata, saranno molto utili anche a tutte le altre persone che, attraverso opportune campagne d’informazione, potranno adottare opportuni stili di vita, così da ridurre al minimo i rischi.Tuttavia, per quanta prevenzione si potrà riuscire a fare in questo campo, vi saranno sempre dei casi di arresto cardiaco improvviso, nei quali le chance di sopravvivenza continueranno a essere legate alla capacità di intervenire nei primi minutidell’evento. A questo aspetto è dedicata la seconda delle tre iniziative di cui si diceva all’inizio.

QUANDO UN’APP PUÒ SALVARTI LA VITA
Partiamo da un dato preciso: per una persona colpita da arresto cardiaco, ogni minuto di ritardo nei soccorsi corrisponde al 10% in meno di probabilità di sopravvivere. Questo, in gran parte, spiega l’alto tasso di mortalità di questa patologia, perché spesso è difficilissimo riuscire a intervenire in tempi brevi, dell’ordine di qualche minuto. Come ricorda Christian Elsner, portavoce della European Heart Rhythm Association (EHRA), una branca della European Society of Cardiology (ESC), «l’arresto cardiaco è letale se non trattato entro pochissimi minuti. In Europa i servizi di emergenza sanitaria riescono a intervenire, in media, entro nove minuti e ogni minuto di anticipo non solo aumenta le chance di sopravvivere del 10%, ma riduce anche il rischio di danni cerebrali che si verificano quattro minuti dopo l’inizio dell’arresto cardiaco».
Mai come in questo caso, dunque, riuscire a intervenire entro tre minuti dall’inizio dell’evento può essere letteralmente vitale.
Ma come fare a ottenere tempi di risposta così brevi? Certo non si può pensare di predisporre operatori sanitari nel raggio di tre minuti di intervento per chiunque. È a questo punto che viene in aiuto un’applicazione per smartphone sviluppata dall’EHRA e chiamata First Responder App. Il concetto che sta alla base del suo funzionamento è molto semplice: basandosi su un sistema di localizzazione GPS, l’applicazione è utilizzata dagli operatori dei servizi di emergenza (generalmente il 112) per individuare persone addestrate alla rianimazione che si trovano nei pressi del soggettocolpito da arresto cardiaco e indirizzarle sull’obiettivo. Lo scopo è fare in modo che i soccorritori giungano sul posto entro tre, quattro minuti, così da praticare le prime operazioni di rianimazione cardiopolmonare, in attesa dell’arrivo dei soccorsi medici veri e propri.
Lo scenario tipico d’intervento si svolge, dunque, in questo modo: un passante o altra persona presente all’arresto cardiaco, chiama il 112 segnalando l’evento e il luogo.
A questo punto dalla centrale operativa inviano i soccorsi medici e contemporaneamente, grazie all’app dell’EHRA, individuano il soccorritore volontario più vicino(ed eventuali altri, magari in possesso di defibrillatore portatile) indirizzandolo sul luogo dell’evento. L’intervento del soccorritore entro tre minuti e le operazioni di rianimazione che riuscirà a prestare prima dell’arrivo del personale medico specializzato, aumenteranno anche del 30% le possibilità di sopravvivenza della persona colpita da arresto cardiaco. Chiaramente i soccorritori devono essere persone in grado di eseguire rianimazione cardiopolmonare, precedentemente inserite nel database dell’App, che abbiano installato sul proprio smartphone l’applicazione e che abbiano dato il consenso a essere continuamente geolocalizzate.
L’applicazione è già stata sperimentata nella città tedesca di Lubecca, dove circa 600 persone si sono iscritte al programma e, nei test condotti, il 36% dei soccorritori è arrivato più di tre minuti prima dell’arrivo dei servizi di emergenza. I soccorritori inseriti nel programma sono stati reclutati attraverso un’apposita campagna d’informazione locale e di essi il 70% era già in possesso di un addestramento medico, mentre il rimanente 30% ha seguito un corso di tecniche di rianimazione, da ripetersi ogni due anni.
Trovare i volontari che partecipassero al programma non è stato un problema, come ha sottolineato il dottor Elsner, «perché la gente vuole aiutare». A questo punto i prossimi passi saranno il coinvolgimento di altri servizi d’emergenza (come pompieri e ospedali) in tutta la Germania e l’introduzione dell’applicazione nel resto d’Europa, con lo scopo di portare al 70-90% il numero dei soggetti colpiti da arresto cardiaco che si riescono a soccorrere entro i primi tre o quattro minuti, così da cambiare radicalmente le chance di sopravvivenza rispetto allo scenario attuale.

UN’AIUTO NELLA PREVENZIONE
Dopo l’individuazione dei possibili fattori di rischio per l’arresto cardiaco e il miglioramento dei tempi di soccorso, c’è un altro campo nel quale le tecnologie dell’ICT possono offrire un notevole contributo anche alle persone colpite da infarto: la fase del post ricovero. In questo caso entra in gioco addirittura l’intelligenza artificiale, attraverso una sperimentazione condotta presso l’ospedale universitario finlandese di Tampere, dove un sistema di A.I., sviluppato dal VTT Technical Research Centre of Finland, ha come obiettivo individuare, con il maggior anticipo possibile, eventuali complicanze difficili da prevedere in pazienti infartuati, così da adottare le misure preventive del caso.
Il progetto (cui partecipa anche l’Italia con il Politecnico di Milano) riunisce soggetti diversi impegnati nella ricerca medica, tecnologica e nell’industria, specialmente nel settore dell’healthcare. Lo studio clinico vero e proprio, lanciato nel maggio di quest’anno e collegato al MADDECC, il MAss Data in the Detection and prevention of serious adverse Events leading to Complications in Cardiovascular diseases, fa largo uso di metodi analitici per incrociare una gran mole di dati che permettono di riconoscere quali tra i pazienti colpiti da infarto siano a rischio di complicanze (altrimenti imprevedibili) prima ancora che si verifichino. I metodi di machine-learning adottati, elaborano grandi quantità di dati normalmente presenti in forma frammentaria e scollegata, per trovare quegli elementi comuni e sfuggenti che possono segnalare il pericolo di complicanze.
Questi dati di solito finiscono in sistemi separati l’uno dall’altro e che non dialogano tra loro, come nel caso dei dati sul funzionamento del cuore dei pazienti durante le terapie in ospedale e dopo la dimissione e il ritorno a casa. Questi dati vengono poi confrontati con quelli conservati di pazienti precedenti che hanno avuto complicanze, così da individuare le ricorrenze sospette.
Dal punto di vista del paziente, lo studio comporta solo una minima invasività che si materializza, di solito, in piccoli apparecchi per ECG indossati dai pazienti dopo la dimissione dall’ospedale, che registrano e trasmettono attraverso Internet gli elettrocardiogrammi ai medici e ai tecnici informatici che conducono lo studio.
Secondo il cardiologo Jussi Hernesniemi a capo del progetto, questo «…non solo è un importante passo avanti per migliorare la sicurezza dei pazienti cardiologici dimessi», ma ha anche un altro importante valore aggiunto che così riassume: «Combinare informazioni esistenti ma frammentate, in un quadro coerente e significativo che possa supportare coloro che devono prendere le decisioni è, probabilmente, il modo più significativo per migliorare il rapporto costi/benefici nel contesto del dibattito sulle riforme sociali e sanitarie che sta affrontando la Finlandia».
Ora, forse è anche superfluo sottolinearlo, questo secondo aspetto non è certo limitato al solo paese scandinavo ma riguarda, praticamente, tutti i Paesi dell’Unione alle prese con politiche sociali e sanitarie sempre più costose, per cui una soluzione tecnologica in grado di coniugare un miglioramento delle aspettative di vita con una maggiore efficienza e razionalizzazione della spesa sanitaria, non può che essere apprezzato da tutti.

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