Digitale tweeling van hartpatiënt kan uitkomst medische behandeling correct voorspellen

Wetenschappers van Universiteit Maastricht (Maastricht UMC+) en het UMC Utrecht hebben aangetoond dat een ‘digitale tweeling’ van 45 patiënten met hartfalen de effectiviteit van hun pacemakerbehandeling correct voorspelt.  Een digitale tweeling is een computermodel dat door de toevoeging van allerlei specifieke gegevens uit de kliniek een exact evenbeeld van de patiënt oplevert, in dit geval van het hart- en vaatstelsel. Volgens de onderzoekers maakt deze methode de weg vrij voor heel precies op de persoon afgestemde medische behandelingen. De studieresultaten zijn vandaag verschenen in het wetenschappelijk tijdschrift Europace.

Digitale tweeling

Om het hart van elk van de patiënten uit de studie te simuleren maakten de wetenschappers gebruik van een in Maastricht ontwikkeld computermodel, genaamd CircAdapt. Maastrichtse onderzoekers hebben jarenlang aan dit digitale model van het menselijk hart- en vaatstelsel gewerkt. CircAdapt voorspelt heel precies wat de gevolgen zijn van kleine veranderingen in bijvoorbeeld de pompkracht van het hart of de elektrische geleiding. Maar het computermodel kan cardiologen ook helpen om een betere diagnose te stellen. Vaak gaat het bij patiënten met hartfalen namelijk om een combinatie van factoren die tot het specifieke ziektebeeld leidt. "Deze technologie opent niet alleen de deur voor op maat gemaakte behandelingen bij hartfalen – personalised medicine –, maar biedt ook een uniek platform voor proefdiervrij onderzoek naar hart- en vaatziekten en innovatief onderwijs met virtuele patiënten,” zegt Joost Lumens, onderzoeksleider en hoogleraar Biomedische Technologie aan de Universiteit Maastricht. “Met deze veelbelovende resultaten willen we nu prospectieve studies gaan opzetten, zodat we weer een stap dichterbij het daadwerkelijk gebruik van deze innovatie door cardiologen kunnen komen.” 

Medische behandeling

In het geval van de 45 patiënten met hartfalen voorspelde het computermodel succesvol wat het effect van de pacemakertherapie zou zijn. In werkelijkheid hadden de patiënten in het UMC van Utrecht al zo’n behandeling ondergaan. Op die manier konden de onderzoekers goed nagaan of de door het digitale model voorspelde effecten ook daadwerkelijk hadden plaatsgevonden in het hart van de behandelde patiënten. Dat was zelfs het geval als de therapie niet het gewenste effect bleek te hebben. De Utrechtse cardiologen tonen zich daarom heel tevreden over deze aanpak. “Dankzij de digitale tweeling hebben wij nu de mogelijkheid om het nut – maar ook het onnut – van een pacemakerbehandeling bij patiënten met hartfalen te voorspellen. Ook kunnen we op deze manier nauwkeuriger patiënten selecteren voor een operatie”, aldus Mathias Meine, hoogleraar Device Therapie bij Hartfalen in Utrecht. “Bovendien kunnen we met dit computermodel laagdrempelig innovaties testen in het digitale lab, en zo nieuwe ideeën voor behandelingen van hartziekten sneller klinisch toepasbaar maken.”

Deze studie is gefinancierd door de Hartstichting, de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO/ VIDI-subsidie) en via een Marie Skłodowska-Curie financiering uit het Horizon 2020-programma van de Europese Unie.

Sluit de enquête