Bij een hartstilstand stopt het hart met kloppen en pompt het geen bloed en zuurstof meer rond. Hierdoor kunnen de hersenen beschadigd raken. Als het lukt een kind te reanimeren, is het daarna onzeker hoe groot die hersenschade is, legt Van den Berg uit.
‘Helaas overleven de meeste kinderen een hartstilstand niet, terwijl sommige juist herstellen zonder neurologische schade. Zij kunnen weer naar school en ontwikkelen zich verder goed. Veel kinderen zitten daar ergens tussenin, maar in de eerste fase na de hartstilstand kun je daar nog niets over zeggen. Het kan soms weken of maanden duren voordat we ouders hier meer over kunnen vertellen. Al die tijd zitten zij in onzekerheid.’
Samenwerking Cardiologie en Neurologie
Om dit te kunnen veranderen, besloten de afdeling Neurologie en Cardiologie samen te werken. ‘In het Sophia Kinderziekenhuis worden kinderen die een hartstilstand hebben gehad op de speciale HINT-poli van de Intensive Care Kinderen gezien totdat ze 18 jaar zijn. Dit geeft ons de kans om hen, in samenwerking met de collega’s van de ICK, ook op lange termijn te kunnen volgen. Het doel van ons onderzoek was een elektrische biomarker te vinden die iets zegt over de kans op overleving en herstel na een hartstilstand’, aldus cardioloog-elektrofysioloog Natasja de Groot.
Deze biomarker kan helpen bij het voorspellen van de uitkomst en kan de grootste onzekerheid bij ouders wegnemen. Zelfs als de overlevingskansen klein zijn, kunnen ouders zich beter voorbereiden. Bovendien helpt het artsen om direct de juiste zorg te geven als het kind het overleeft en om onnodige behandelingen te voorkomen als de vooruitzichten slecht zijn. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd.
Wat is een biomarker?
Biomarkers (ook wel biologische markers) zijn meetbare kenmerken of stoffen in het lichaam die iets zeggen over iemands gezondheid of een stadium van een ziekteproces. Zie het als kleine “signaaltjes” die artsen helpen begrijpen wat er in het lijf gebeurt.
Bij 76 kinderen op de Intensive Care Kinderen zijn in de eerste 24 uur na de hartstilstand continue hartritmeregistraties gemaakt. Een jaar later is gekeken hoe zij zich neurologisch hebben ontwikkeld. ‘De activiteit van het hart wordt altijd gemeten, alleen combineerden we die niet met de hersenactiviteit. Dat hebben we nu wel gedaan en dat geeft ons heel veel nuttige informatie’, stelt Van den Berg.
Want wat bleek? Kinderen die vaak een specifieke hartritmevariatie hadden, deden het een jaar later beter dan kinderen met minder variatie, vult onderzoeker Daishi Xu aan. ‘Hun autonome zenuwstelsel stuurt het hart nog aan, wat laat zien dat hersenen en hart nog goed met elkaar communiceren. Dat is een hoopvol teken voor herstel. Als die verbinding zwakker is, is de hartritmevariatie meestal lager en is de kans groter dat een kind binnen een jaar overlijdt. Specifieke hartritmevariaties dus een belangrijke biomarker voor herstel.’
Machine learning
Vervolgens ontwikkelden de onderzoekers samen met TU Delft een machine learning-model. Dat is een computerprogramma dat ‘leert’ zelf patronen te herkennen in data, zoals de hartritmes en uitkomsten uit dit onderzoek, om daarmee voorspellingen te doen of te helpen bij beslissingen. Het onderzoeksteam is er enthousiast over, zegt Xu. ‘Ons model moet nog verder getest worden, maar de resultaten zijn veelbelovend.’
Afbeelding: HRV model.
Het voorspelmodel wist met bijna 78 % nauwkeurigheid te voorspellen welke kinderen na een jaar nog leefden of overleden waren. Voor de voorspelling van overlijden was de positieve voorspellingswaarde zelfs bijna 88 %. Het model is volgens Van den Berg bewust ‘explainable’ gemaakt. ‘Dat betekent dat we voor iedere individuele patiënt precies weten waarom het model een specifieke uitkomst voorspelt. Hierdoor begrijpen we de onderliggende mechanismen beter.’
‘Dit is nog maar het begin’
Dit helpt de wetenschappers steeds meer patronen te zien en de communicatie tussen de hersenen en het hart beter te begrijpen. Ook voor verder onderzoek is dat nuttig. ‘Dit is nog maar het begin wat ons betreft’, aldus Van den Berg. ‘We hopen nog meer symptomen en neurologische afwijkingen te kunnen voorspellen en dan eerder te kunnen beginnen met behandelen.’
Ook cardioloog De Groot wil de onderzoeken met Neurologie voortzetten. ‘Eerder was het brein voor mij een ver van mijn bed show. Door deze uitkomsten ontstaat een hele nieuwe onderzoekslijn. Door onze expertises te combineren, kunnen we de impact van het brein op het hart nog verder onderzoeken.’
Terug aan de kliniek
Hoewel het definitieve model er nog niet is, helpt de nieuwgevonden biomarker Van den Berg al wel bij de zorg voor zijn patiënten. ‘Ik zag de hartslag altijd op de monitor, maar als neuroloog deed ik daar niets mee. Nu doe ik dat wel. Als ik nu veel variaties in activiteit zie, vermoed ik al dat de uitkomsten waarschijnlijk beter zullen zijn.’
Voor Xu geeft dit alleen al de meerwaarde van het onderzoek aan. ‘Dit is waarom we research doen, om iets terug te geven aan de kliniek. Ik ben erg blij dat ons werk waardevolle inzichten oplevert.’
Foto: v.l.n.r. Natasja de Groot, Daishi Xu en Robert van den Berg.
Complexe zorg
Als universitair medisch centrum richt het Erasmus MC zich op patiënten die complexe zorg nodig hebben en op patiënten met een zeldzame aandoening. Voor die patiënten beschikken wij over de specifieke expertise en voorzieningen. Zoals beschreven in Koers28, de strategie van het Erasmus MC.
