Un nou instrument AI ar putea accelera diagnosticarea bolilor cardiovasculare

Jun 16, 2021 | Inovaţie, Insuficiență cardiacă, Ştiri

O echipă de cercetători de la Universitatea Tehnologică Nanyang, Singapore (NTU Singapore), Politehnica Ngee Ann, Singapore (NP) și Centrul Național al Inimii din Singapore (NHCS) au inventat un instrument care ar putea accelera diagnosticarea bolilor cardiovasculare. Studiul a fost publicat în revista științifică Computers in Biology and Medicine.

Dezvoltată de inteligența artificială (AI), inovația cercetătorilor folosește electrocardiograme (ECG) pentru a diagnostica boala coronariană, infarctul miocardic și insuficiența cardiacă congestivă cu o precizie de peste 98,5%.

Oamenii de știință speră ca inovația lor să sprijine stabilirea diagnosticării bolilor cardiovasculare în medii clinice, în special în timp ce medicii efectuează ECG-uri preliminare, ducând în cele din urmă la căi de tratament mai eficiente.

Cercetătorii au conceput instrumentul de diagnosticare utilizând un algoritm de învățare automată AI numit Gabor-Convolutional Neural Network (Gabor-CNN), care imită structura și funcția creierului uman, permițând computerelor să învețe din experiențele din trecut ca un om. Folosind algoritmul, ei și-au învățat instrumentul să recunoască tiparele în ECG-urile pacienților, introducând exemple de semnale ECG care reflectă bolile cardiovasculare.

Profesorul asociat clinician Tan Ru San, consultant senior la Departamentul de Cardiologie, NHCS, co-autor al studiului, a declarat: „Studiul nostru pe un grup preliminar mic de subiecți a demonstrat rezultate promițătoare în ceea ce privește acuratețea utilizării ECG-urilor de rutină în clasificarea unor afecțiuni cardiovasculare comune. Deși confirmarea bolii specifice necesită în continuare teste suplimentare, instrumentul nostru de diagnostic va permite medicilor să trieze pacienții mai eficient și să eficientizeze numărul și tipul testelor de confirmare.”

Profesorul asociat Eddie Ng Yin Kwee de la Școala de Inginerie Mecanică și Aerospațială a NTU, care a condus studiul, a declarat: “Oamenii de știință și medicii au explorat tehnici de IA pentru a ajuta la diagnosticarea bolii. Instrumentul nostru de diagnostic este primul care folosește Gabor-CNN pentru a permite ca semnalele ECG să fie introduse direct în sistem pentru analiză și care ar putea duce la progrese în urmărirea fuzionării AI cu soluții medicale. Sistemul propus de noi este echipat pentru a fi validat cu o bază de date mai mare și are potențialul de a ajuta clinicienii să depisteze bolile cardiovasculare folosind ECG-uri.”

Dr. U Rajendra Acharya, membru senior al Facultății de la Școala de Inginerie a Politehnicii Ngee Ann, a declarat: „Instrumentul nostru de diagnostic AI, care a fost dezvoltat folosind o mică bază de date publică, poate detecta bolile arterelor coronare, infarctul miocardic și insuficiența cardiacă congestivă folosind cu precizie semnalele ECG. Acesta are potențialul de a ajuta clinicienii în depistarea rapidă a bolilor cardiovasculare, de a accelera administrarea tratamentului și de a reduce costurile pentru pacienți.”

 

Utilizarea AI pentru a ajuta la depistarea bolilor de inimă

Pentru a-și testa instrumentul de diagnosticare, cercetătorii au obținut semnale ECG atât de la persoane sănătoase, cât și de la pacienții cu boli cardiovasculare.

Într-un studiu pilot, cercetătorii au folosit instrumentul pentru a analiza semnalele ECG de la 92 de persoane sănătoase, precum și de la șapte pacienți cu boală coronariană, 148 de pacienți cu infarct miocardic și 15 pacienți cu insuficiență cardiacă congestivă.

Profesorul asociat clinician Tan Ru San a adăugat: „Instrumentul nostru îmbunătățit cu AI ar putea identifica automat semnalele ECG asociate cu persoanele sănătoase și pacienții cu diferite boli cardiovasculare cu o precizie de peste 98,5%. Bolile de inimă sunt o cauză principală de deces la nivel mondial și afectează nu numai inima, dar și alte părți importante ale corpului. Detectarea timpurie previne complicații precum insuficiența cardiacă, accidentul vascular cerebral, bolile renale și bolile arteriale.”

Aprofundând despre rolul AI în detectarea bolilor, conf. Univ. Prof. Ng a adăugat: „Tehnicile AI au potențialul de a îmbunătăți radical soluțiile de asistență medicală, în special în analiza datelor, oferind clinicienilor instrumente noi pentru interpretarea datelor și luarea deciziilor clinice. Tehnici AI precum învățarea automată și învățarea profundă pot îmbunătăți, de asemenea, cunoștințele medicale datorită creșterii volumului și complexității datelor, deblocând informații relevante din punct de vedere clinic.”

Echipa de cercetători intenționează să colaboreze cu spitalele locale pentru a efectua studii suplimentare cu scopul de a valida utilizarea clinică a noului instrument de diagnostic AI cu o bază de date mai mare de pacienți. Ei speră că poate fi utilizat pentru a completa tehnicile actuale de diagnostic al bolilor cardiovasculare, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) și angiografia coronariană.

 

Sursa medicalxpress.com