Спестяващ сърцето AI: система с изкуствен интелект показва обещание при идентифициране на признаци на отхвърляне на сърдечна трансплантация
Спасяващ сърцето AI: трансплантацията на сърце може да бъде животоспасяваща за пациенти с краен стадий на сърдечна недостатъчност. Въпреки това, много пациенти изпитват отхвърляне на трансплантиран орган, при което имунната система атакува трансплантирания орган
Но откриването на отхвърляне на трансплантация е предизвикателство. В ранните етапи пациентите може да не изпитват симптоми и експертите не винаги са съгласни относно степента и тежестта на отхвърлянето, когато изследват сърдечни биопсии, за да диагностицират проблема.
AI, който помага при сърдечни трансплантации: системата CRANE
За да помогнат за справяне с тези предизвикателства, изследователите от Harvard Medical School в Brigham and Women's Hospital създадоха система за изкуствен интелект, наречена невронен оценител на сърдечно отхвърляне (CRANE), която може да помогне за откриване на отхвърляне и оценка на неговата тежест.
В пилотно проучване екипът оценява представянето на CRANE върху проби от сърдечна тъкан, предоставени от пациенти от три различни страни, като установява, че може да помогне на кардиологичните експерти по-точно да диагностицират отхвърлянето и да намалят времето, необходимо за изследване.
Резултатите от работата на екипа, публикувани в Nature Medicine, демонстрират осъществимостта и обещанието за използване на този подход в по-големи клинични проучвания.
„Нашето ретроспективно пилотно проучване показа, че комбинирането на изкуствен интелект и човешки интелект може да подобри експертното съгласие и да намали времето, необходимо за оценка на биопсиите“, каза старшият автор на изследването Фейсал Махмуд, доцент по патология в HMS в Brigham and Women’s.
„Нашите резултати поставят основата за мащабни клинични изпитвания за установяване на полезността на AI модели за подобряване на резултатите от сърдечна трансплантация.
Махмуд също ръководи лабораторията Mahmood в отдела по патология в Brigham and Women's.
Сърдечните биопсии обикновено се използват за идентифициране и степенуване на тежестта на отхвърлянето на орган при пациенти след сърдечна трансплантация.
Въпреки това, няколко проучвания показват, че експертите често не са съгласни дали пациентът отхвърля сърцето или степента на тежест на отхвърлянето.
Променливостта в диагнозата има преки клинични последици и може да причини критични забавяния в лечението, ненужни последващи биопсии, тревожност, неадекватно дозиране на лекарства и в крайна сметка по-лоши резултати.
ЕКГ ОБОРУДВАНЕ? ПОСЕТЕТЕ ZOLL BOOTH НА АВАРИЙНО ЕКСПО
CRANE, когато AI оценява сърцето в тандем с професионалисти
CRANE е проектиран да се използва в тандем с експертна оценка от хора, за да се установи по-бързо точна диагноза и може да се използва в условия, където може да има малко експерти по патология.
Екипът обучи CRANE за откриване, подтипиране и степенуване на отхвърляне на трансплантация, използвайки хиляди патологични изображения от над 1,300 сърдечни биопсии от Brigham and Women's.
След това изследователите потвърдиха модела, използвайки тестови биопсии от Brigham and Women и независими външни тестови комплекти, получени от болници в Швейцария и Турция.
Външните набори от данни за валидиране са конструирани, за да демонстрират голяма степен на променливост като начин за стрес-тест на AI модела и да гарантират, че той може да работи точно, дори когато срещне много объркващи сигнали.
CRANE се представи добре при откриване и оценка на отхвърлянето, с резултати, сравними с тези от конвенционалните оценки.
Когато експертите използваха инструмента, разногласията между експертите бяха намалени и времето за оценка намаля.
Авторите отбелязват, че използването на инструмента в клиничната практика остава да се определи и те планират да направят допълнителни подобрения на системата, но резултатите илюстрират потенциала за интегриране на AI в диагностиката.
„През цялата история на медицината диагностичните оценки са били до голяма степен субективни“, каза Махмуд.
„Но поради силата и помощта на изчислителните инструменти, това започва да се променя.
Времето е подходящо да направим промяна, като обединим хора с клиничен опит и такива с опит в компютърните науки, за да разработят помощни диагностични инструменти."
Сърдечни заболявания: кой подкрепи AI CRANE
Тази работа беше подкрепена отчасти от Фонда на президента на BWH, Националния институт по общи медицински науки (R35GM138216), грант за изследване на Google в облака, програма за грантове на Nvidia GPU, вътрешни фондове от Brigham and Women's and Massachusetts General Hospital Pathology, Националните здравни институти , Националната медицинска библиотека по биомедицинска информатика и учебна програма за научни изследвания (T15LM007092), Националният институт за изследване на човешкия геном Рут Л. Киршщайн Награда за обучение по биоинформатика на националната изследователска служба (T32HG002295), Националната служба за рак на Рут А. Киршщайн Национална служба (T32CA251062) и стипендия на Националната научна фондация.
Прочетете още:
Сърдечна недостатъчност: симптоми и възможни лечения
Какво е сърдечна недостатъчност и как може да се разпознае?
Сърце: Какво е сърдечен удар и как да се намесим?
Имате ли сърцебиене? Ето какво представляват и какво показват
Симптоми на сърдечен удар: Какво да правим при спешни случаи, ролята на CPR