হার্ট ফেইলিওর এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা: ইসিজিতে অদৃশ্য লক্ষণ সনাক্ত করতে স্ব-শিক্ষার অ্যালগরিদম
হার্ট ব্যর্থতা এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা: মাউন্ট সিনাই গবেষকদের তৈরি একটি বিশেষ কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (এআই) ভিত্তিক কম্পিউটার অ্যালগরিদম ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রামে সূক্ষ্ম পরিবর্তনগুলি (ইসিজি বা ইকেজি নামেও পরিচিত) কীভাবে সনাক্ত করতে পারে তা জানতে পারে একজন রোগী হৃদরোগের সম্মুখীন হচ্ছে কিনা
স্ব-লার্নিং অ্যালগরিদম হার্ট ফেইলুর সমস্যাগুলিকে স্বীকৃতি দেয়
"আমরা দেখিয়েছি যে গভীর শিক্ষার অ্যালগরিদম ইসিজি ওয়েভফর্ম ডেটা থেকে হৃৎপিণ্ডের উভয় পাশে রক্ত পাম্পিং সমস্যা সনাক্ত করতে পারে," বেঞ্জামিন এস গ্লিক্সবার্গ, পিএইচডি, জেনেটিক্স এবং জিনোমিক সায়েন্সের সহকারী অধ্যাপক, ডিজিটাল হাসো প্ল্যাটনার ইনস্টিটিউটের সদস্য মাউন্ট সিনাইয়ের স্বাস্থ্য, এবং আমেরিকান কলেজ অফ কার্ডিওলজি: কার্ডিওভাসকুলার ইমেজিং-এর জার্নালে প্রকাশিত গবেষণার একজন সিনিয়র লেখক।
"সাধারণত, এই ধরনের হৃদরোগ নির্ণয়ের জন্য ব্যয়বহুল এবং সময়সাপেক্ষ পদ্ধতি প্রয়োজন।
আমরা আশা করি যে এই অ্যালগরিদমটি হৃদযন্ত্রের ব্যর্থতার দ্রুত নির্ণয় করতে সক্ষম হবে।"
গবেষণাটির নেতৃত্বে ছিলেন অখিল বৈদ, এমডি, একজন পোস্টডক্টরাল পণ্ডিত যিনি গ্লিকসবার্গ ল্যাবি উভয় ক্ষেত্রেই কাজ করেন গিরিশ এন. নাদকার্নি, এমডি, এমপিএইচ, সিপিএইচ, মাউন্ট সিনাইয়ের আইকান স্কুল অফ মেডিসিনের মেডিসিনের সহযোগী অধ্যাপক, বিভাগের প্রধান ডেটা-চালিত এবং ডিজিটাল মেডিসিন (D3M), এবং গবেষণার একজন সিনিয়র লেখক।
প্রায় 6.2.২ মিলিয়ন আমেরিকান, হার্ট ফেইলিওর বা কনজেসটিভ হার্ট ফেইলিওরকে প্রভাবিত করে, যখন হৃদপিণ্ড শরীরের স্বাভাবিকের চেয়ে কম রক্ত পাম্প করে
কয়েক বছর ধরে ডাক্তাররা ইকোকার্ডিওগ্রাম নামক একটি ইমেজিং টেকনিকের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে যা রোগীর হার্ট ফেইলিওর হতে পারে কিনা তা মূল্যায়নের জন্য।
সহায়ক হলেও, ইকোকার্ডিওগ্রাম শ্রম-নিবিড় পদ্ধতি হতে পারে যা শুধুমাত্র নির্বাচিত হাসপাতালে দেওয়া হয়।
যাইহোক, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার সাম্প্রতিক সাফল্যগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম - একটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত বৈদ্যুতিক রেকর্ডিং ডিভাইস - এই ক্ষেত্রে একটি দ্রুত এবং সহজেই উপলব্ধ বিকল্প হতে পারে।
উদাহরণস্বরূপ, অনেক গবেষণায় দেখা গেছে কিভাবে একটি "গভীর-শিক্ষা" অ্যালগরিদম হৃদয়ের বাম ভেন্ট্রিকলে দুর্বলতা সনাক্ত করতে পারে, যা তাজা অক্সিজেনযুক্ত রক্তকে শরীরের বাকি অংশে ঠেলে দেয়।
এই গবেষণায়, গবেষকরা একটি অ্যালগরিদমের বিকাশের বর্ণনা দিয়েছেন যা কেবল বাম ভেন্ট্রিকলের শক্তিই নয়, ডান ভেন্ট্রিকেলেরও মূল্যায়ন করে, যা শরীর থেকে ডিঅক্সিজেনেটেড রক্ত প্রবাহিত করে এবং ফুসফুসে পাম্প করে।
"যদিও আকর্ষণীয়, traditionতিহ্যগতভাবে এটি হার্ট ফেইলিওর নির্ণয়ের জন্য চিকিৎসকদের জন্য ইসিজি ব্যবহার করা চ্যালেঞ্জিং ছিল।
এটি আংশিক কারণ এই মূল্যায়নের জন্য কোন প্রতিষ্ঠিত ডায়াগনস্টিক মানদণ্ড নেই এবং ইসিজি রিডআউটের কিছু পরিবর্তন মানুষের চোখের পক্ষে সনাক্ত করার জন্য খুব সূক্ষ্ম, "ড Dr. নাদকার্নি বলেন।
"এই গবেষণাটি ইসিজি ডেটার মধ্যে লুকানো তথ্য খুঁজে বের করার জন্য একটি উত্তেজনাপূর্ণ পদক্ষেপের প্রতিনিধিত্ব করে যা অপেক্ষাকৃত সহজ এবং ব্যাপকভাবে উপলব্ধ পরীক্ষা ব্যবহার করে আরও ভাল স্ক্রিনিং এবং চিকিত্সা দৃষ্টান্তের দিকে নিয়ে যেতে পারে।"
সাধারণত, একটি ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রামে একটি দুই ধাপের প্রক্রিয়া জড়িত থাকে।
তারের লিডগুলি রোগীর বুকের বিভিন্ন অংশে টেপ করা হয় এবং কয়েক মিনিটের মধ্যে একটি বিশেষভাবে ডিজাইন করা, বহনযোগ্য মেশিন হৃদয়ের বৈদ্যুতিক ক্রিয়াকলাপকে প্রতিনিধিত্ব করে স্কুইগলি লাইন বা ওয়েভফর্মগুলির একটি সিরিজ প্রিন্ট করে।
এই মেশিনগুলি বেশিরভাগ হাসপাতালে পাওয়া যাবে এবং অ্যাম্বুলেন্স মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র জুড়ে এবং পরিচালনার জন্য ন্যূনতম প্রশিক্ষণের প্রয়োজন।
এই গবেষণার জন্য, গবেষকরা একই রোগীদের কাছ থেকে নেওয়া সংশ্লিষ্ট ইকোকার্ডিওগ্রামের ফলাফল সংক্ষিপ্ত করে লিখিত রিপোর্ট থেকে প্রাপ্ত তথ্য সহ রোগীর ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম পড়ার জন্য একটি কম্পিউটার প্রোগ্রাম করেছিলেন।
এই পরিস্থিতিতে, লিখিত প্রতিবেদনগুলি কম্পিউটারের ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম ডেটার সাথে তুলনা করার জন্য এবং দুর্বল হৃদয়কে কীভাবে চিহ্নিত করতে হয় তা জানার জন্য একটি আদর্শ ডেটার সেট হিসাবে কাজ করেছিল।
ইসিজি সরঞ্জাম? এমার্জেন্সি এক্সপোতে জোল বুথ দেখুন
হার্ট ফেইলুর: প্রাকৃতিক ভাষা প্রক্রিয়াকরণ প্রোগ্রাম কম্পিউটারকে লিখিত রিপোর্ট থেকে তথ্য বের করতে সাহায্য করে
এদিকে, অ্যালগরিদমকে পাম্পিং শক্তিকে চিনতে শিখতে সাহায্য করার জন্য ছবিতে নিদর্শন আবিষ্কার করতে সক্ষম বিশেষ নিউরাল নেটওয়ার্কগুলি অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল।
ডা We বৈদ বলেন, "আমরা সম্পূর্ণ হৃদয়কে সহজে এবং কম খরচে বুঝতে সক্ষম এআই ডেভেলপ করে শিল্পকে উন্নত করতে চেয়েছিলাম।"
কম্পিউটার তারপর 700,000 থেকে 150,000 পর্যন্ত 2003 মাউন্ট সিনাই হেলথ সিস্টেম রোগীদের কাছ থেকে প্রাপ্ত 2020 এরও বেশি ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম এবং ইকোকার্ডিওগ্রাম রিপোর্ট পড়ে।
কম্পিউটারকে প্রশিক্ষণের জন্য চারটি হাসপাতালের ডেটা ব্যবহার করা হয়েছিল, যেখানে পঞ্চমটি থেকে ডেটা ব্যবহার করা হয়েছিল যে অ্যালগরিদম একটি ভিন্ন পরীক্ষামূলক পরিবেশে কীভাবে কাজ করবে তা পরীক্ষা করার জন্য।
"এই গবেষণার একটি সম্ভাব্য সুবিধা হল যে এটি বিশ্বের সবচেয়ে বৈচিত্র্যময় রোগীর জনসংখ্যার একটি থেকে ইসিজির বৃহত্তম সংগ্রহগুলির মধ্যে একটি," ডা Nad নাদকার্নি বলেন।
প্রাথমিক ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে অ্যালগরিদমটি ভবিষ্যদ্বাণী করতে কার্যকর ছিল যে কোন রোগীদের সুস্থ বা খুব দুর্বল বাম ভেন্ট্রিকল থাকবে।
এখানে শক্তিটি বাম ভেন্ট্রিকল ইজেকশন ভগ্নাংশ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়েছিল, ইকোকার্ডিওগ্রামে পরিলক্ষিত হিসাবে প্রতিটি বীট দিয়ে ভেন্ট্রিকেল কত তরল পাম্প করে তার একটি অনুমান।
সুস্থ হার্টের ইজেকশন ভগ্নাংশ 50 শতাংশ বা তার বেশি থাকে যখন দুর্বল হার্টের 40 শতাংশের সমান বা তার নিচে থাকে।
অ্যালগরিদমটি ভবিষ্যদ্বাণী করতে 94 শতাংশ নির্ভুল ছিল কোন রোগীদের সুস্থ ইজেকশন ভগ্নাংশ ছিল এবং যাদের ইজেকশন ভগ্নাংশ 87 শতাংশের নিচে ছিল তাদের ভবিষ্যদ্বাণী করার ক্ষেত্রে 40 শতাংশ নির্ভুল।
যাইহোক, অ্যালগরিদম পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য কার্যকর ছিল না যে কোন রোগীদের হৃদয় কিছুটা দুর্বল হবে
এই ক্ষেত্রে, প্রোগ্রামটি 73 থেকে 40 শতাংশের মধ্যে একটি ইজেকশন ভগ্নাংশ ছিল এমন রোগীদের ভবিষ্যদ্বাণী করার ক্ষেত্রে 50 শতাংশ সঠিক ছিল।
আরও ফলাফল প্রস্তাব করে যে অ্যালগরিদম ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম থেকে ডান ভালভের দুর্বলতাগুলি সনাক্ত করতে শিখেছে।
এই ক্ষেত্রে, দুর্বলতা ইকোকার্ডিওগ্রাম রিপোর্ট থেকে বের করা আরো বর্ণনামূলক পদ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়েছিল।
এখানে অ্যালগরিদম ছিল percent শতাংশ নির্ভুল যা পূর্বাভাস দেয় যে কোন রোগীর দুর্বল ডান ভালভ রয়েছে।
"আমাদের ফলাফলগুলি পরামর্শ দিয়েছে যে এই অ্যালগরিদম অবশেষে ডাক্তারদের হৃদয়ের উভয় পাশে ব্যর্থতা নির্ণয় করতে সাহায্য করতে পারে," ডা V বৈদ বলেন।
পরিশেষে, অতিরিক্ত বিশ্লেষণে বলা হয়েছে যে জাতি এবং লিঙ্গ নির্বিশেষে সকল রোগীর হৃদরোগ নির্ণয় করতে অ্যালগরিদম কার্যকর হতে পারে।
"আমাদের ফলাফলগুলি থেকে বোঝা যায় যে এই অ্যালগরিদম ক্লিনিকাল অনুশীলনকারীদের বিভিন্ন রোগীদের দ্বারা আক্রান্ত হৃদযন্ত্রের ব্যর্থতা মোকাবেলায় সাহায্য করার জন্য একটি দরকারী হাতিয়ার হতে পারে," যোগ করেন ড। গ্লিক্সবার্গ। "আমরা আরও বাস্তব-বিশ্বের সেটিংয়ে এর কার্যকারিতা পরীক্ষা করার জন্য সম্ভাব্য ট্রায়ালগুলি যত্ন সহকারে ডিজাইন করার প্রক্রিয়ার মধ্যে আছি।"
এই গবেষণাটি জাতীয় স্বাস্থ্য ইনস্টিটিউট (TR001433) দ্বারা সমর্থিত ছিল।
প্রবন্ধ
বৈদ, এ।, এট আল।, ইলেক্ট্রোকার্ডিওগ্রাম থেকে ডান এবং বাম ভেন্ট্রিকুলার ডিসফেকশনকে একযোগে চিহ্নিত করার জন্য গভীর শিক্ষণ অ্যালগরিদম ব্যবহার করে, আমেরিকান কলেজ অফ কার্ডিওলজি জার্নাল: কার্ডিওভাসকুলার ইমেজিং, অক্টোবর 13, 2021, DOI: 10.1016/j.jcmg.2021.08.004 .XNUMX।
এছাড়াও পড়ুন:
হার্টের প্রদাহ: মায়োকার্ডাইটিস, সংক্রামক এন্ডোকার্ডাইটিস এবং পেরিকার্ডাইটিস
হার্ট বচসা: এটা কি এবং কখন উদ্বিগ্ন হতে হবে
ব্রোকেন হার্ট সিনড্রোম বাড়ছে: আমরা টাকোটসুবো কার্ডিওমায়োপ্যাথি জানি