Historie zkoumání srdce: Od rentgenu po umělou inteligenciMísto, kde přebývá duše, symbol lásky a života. Mytologický význam má srdce už celá staletí. Už ve starém Egyptě se věřilo, že po smrti bohové srdce každého člověka zváží a podle toho rozhodnou, jestli daný jedinec obdrží dar posmrtného života – na obrazech se tento výjev objevoval už někdy kolem roku 1250 před naším letopočtem. Po zrození vědeckého výzkumu většinu mýtů postupně nahradilo prozaické biologické poznání, přesto si srdce ponechalo ještě dlouhou dobu mnohé ze svých záhad i pro vzdělané lékaře. Až do počátku dvacátého století ho totiž u živých lidí prakticky nešlo zkoumat.

Zásadní průlom přišel v roce 1909, kdy Friedrich Dessauer vynalezl svůj „Blitzapparat“. Název hovoří za vše – v zásadě šlo o regulérní fotografický blesk, který se tehdy už nějakou dobu používal, ale Dessauerův vynález umožnil jeho využití i v rentgenové technologii. Po odpálení Blitzapparatu došlo k malé explozi a rentgenová trubice se na okamžik rozzářila, což k pořízení snímku s mnohonásobně kratším expozičním časem stačilo. A zanedlouho proto vznikly první vydařené rentgenové snímky s jasnou konturou srdce. Expozice trvala pouhých několik milisekund a ostrý obraz byl na světě.

Zvnějšku tedy bylo možné srdce prohlížet pomocí rentgenového záření, ale bylo nutné vyřešit další otázku: Jak se dostat dovnitř? Jak zkoumat a vyšetřovat vnitřní část srdce a cévy?

Odpověď našel v roce 1929 mladý lékař Werner Forssmann, který tehdy čerstvě po promoci nastoupil na kliniku v německém městě Eberswalde. Vymyslel a uskutečnil odvážný experiment, při kterém sám sobě zavedl do srdce gumovou hadičku skrz žílu v paži. Tím dokázal, že lze srdce mechanicky zkoumat zevnitř pomocí katetru (a měl veliké štěstí, že celou operaci přežil, protože použil cévku určenou pro vyšetření močové trubice, která mu klidně mohla žílu propíchnout). Experiment se vydařil, ale ještě dlouhou dobu trvalo, než odborná veřejnost uvěřila, že je tato technologie skutečně funkční a efektivní.

S využíváním katetrů při vyšetřeních srdce se ve větším měřítku začalo až v padesátých letech. Velkou zásluhu na tom měl i Siemens, který v roce 1950 nabídl lékařům první přístroj umožňující sledovat na fluorescenční desce katetr, jak prochází cévami až k srdci. Přístroj autoři pojmenovali Angiograph.

V sedmdesátých letech dvacátého století přišla výpočetní tomografie a s ní i zcela nové zobrazovací techniky při srdečním vyšetření. Zpočátku bylo ovšem nutné vypořádat se se stejným problémem, který trápil vědce už na počátku století: Srdce je v neustálém pohybu. První celotělový CT skener od Siemensu, legendární Somatom, dokázal oskenovat čtyřcentimetrový výsek těla za 2,5 vteřiny. Pro běžné účely to bohatě stačilo, jenže srdce za tu dobu absolvuje přibližně tři tepy a na snímcích se tudíž, podobně jako před Dessauerovými časy, jevilo jen jako rozmazaná skvrna.

Jedno řešení se nabízelo samo – co kdyby skener fungoval rychleji, než srdce tepe? Stalo se tak v roce 2005, opět přičiněním Siemensu a průlomového zařízení SOMATOM Definition s technologií Dual Source. To znamenalo dvě trubice a dva detektory, které rotovaly kolem pacienta a byly natolik rychlé, že expozice celého snímku živého tepajícího srdce trvala jen 0,083 sekundy. Výsledkem byly špičkové fotografie s vynikající kresbou detailů. Přístroj šlo použít nejen k vizualizaci samotných srdečních tepen, ale i k zobrazení detailních prvků, mezi něž patřily třeba zúžení a drobné vápenaté usazeniny na stěnách cév.

Kvalitní zobrazovací techniky mají v medicíně samozřejmě obří význam, ale i tak stále platí, že je každý pacient jiný a na efektivitu léčby má vliv celá řada faktorů. Nikdy dopředu na sto procent nevíme, jestli daný lék zabere nebo jestli plánovaná operace splní své cíle. A neexistuje způsob, jak s dostatečnou pravděpodobností na tyhle otázky odpovědět… tedy neexistoval, až dosud.

V současné době se totiž objevilo překvapivé možné řešení. Co kdybychom měli identické digitální dvojče, na kterém bychom si mohli veškeré procedury bezpečně vyzkoušet? Zní to jako science fiction, ale ve skutečnosti už taková technologie existuje.

Digitální dvojče je vlastně přesný počítačový obraz těla konkrétního jedince, vzniklý na základě obrovského množství zdravotnických dat. K vytvoření dvojčete je zapotřebí nové technologie umělé inteligence, která z těchto dat dokáže zmíněný anatomicky přesný obraz vymodelovat. A týká se to i srdečního orgánu a jeho činnosti. Díky digitálním neuronovým sítím a strojovému učení dokáže digitální dvojče i jeho srdce fungovat a reagovat přesně jako srdce konkrétního pacienta. Převratná technologie nabízí nesčetně způsobů využití – lze díky ní zkoušet účinnost vybraných léků při přesném dávkování, případně předem simulovat operace.

Tvorba kompletních digitálních dvojčat je zatím spíše teoretickou záležitostí – aby se dala využívat ve velkém, musí se ještě umělá inteligence nějakou dobu vyvíjet. Ovšem digitální srdce už v reálu funguje, v současné době se několik takových projektů testuje ve výzkumných projektech ve spolupráci s několika univerzitními nemocnicemi po celém světě.

Pokrok v medicíně i v technologickém vývoji zkrátka umožnil živé lidské srdce prozkoumat do posledního detailu, což mu do značné míry ubralo na mystičnosti. Přesto pořád platí, že se nám rozbuší, třeba když se zamilujeme, a proto zůstává i nadále symbolem lásky – co na tom, že už není tajemství, proč se tak děje. A jsme rádi, že ke zkoumání srdeční činnosti významně přispívá i společnost Siemens Healthineers – naše klinická řešení nabízejí podporu v každém stadiu léčby od prvotní diagnostiky přes plánování léčby a samotné operace až po následnou péči.