Südant säästev tehisintellekt: tehisintellekti süsteem näitab lubadust südamesiirdamise äratõukereaktsiooni märkide tuvastamisel
Südant säästev tehisintellekt: südamesiirdamine võib olla elupäästja lõppstaadiumis südamepuudulikkusega patsientidele. Paljudel patsientidel tekib aga siirdatud elundi äratõukereaktsioon, mille puhul immuunsüsteem ründab siirdatud elundit
Kuid siirdamise äratõukereaktsiooni tuvastamine on keeruline. Selle varases staadiumis ei pruugi patsiendid sümptomeid kogeda ning eksperdid ei ole alati ühel meelel äratõukereaktsiooni astmes ja raskusastmes, kui nad uurivad probleemi diagnoosimiseks südamebiopsiaid.
AI, mis aitab südamesiirdamisel: CRANE süsteem
Nende väljakutsetega toimetulemiseks lõid Brighami ja naistehaigla Harvardi meditsiinikooli uurijad tehisintellekti süsteemi, mida nimetatakse südame äratõukereaktsiooni hindamise neuraalseks hindajaks (CRANE), mis aitab tuvastada äratõukereaktsiooni ja hinnata selle tõsidust.
Pilootuuringus hindas meeskond CRANE toimivust kolmest erinevast riigist pärit patsientide südamekoe proovide põhjal, leides, et see võib aidata südameekspertidel äratõukereaktsiooni täpsemini diagnoosida ja vähendada uuringuks kuluvat aega.
Ajakirjas Nature Medicine avaldatud meeskonna töö tulemused näitavad selle lähenemisviisi kasutamise teostatavust ja lubadust suuremates kliinilistes uuringutes.
"Meie retrospektiivne pilootuuring näitas, et tehisintellekti ja inimintellekti kombineerimine võib parandada ekspertide kokkulepet ja lühendada biopsiate hindamiseks kuluvat aega," ütles uuringu vanemautor Faisal Mahmood, HMS-i Brighami ja Womeni patoloogiadotsent.
"Meie tulemused loovad aluse suuremahulistele kliinilistele uuringutele, et teha kindlaks AI mudelite kasulikkus südamesiirdamise tulemuste parandamiseks."
Mahmood juhib ka Brighami ja naiste patoloogiaosakonna Mahmoodi laborit.
Südamebiopsiaid kasutatakse tavaliselt südamesiirdamise järgsete patsientide elundi äratõukereaktsiooni tuvastamiseks ja raskusastme määramiseks.
Siiski on mitmed uuringud näidanud, et eksperdid ei ole sageli ühel meelel selles, kas patsient lükkab südame tagasi või kui raske on äratõukereaktsioon.
Diagnoosi varieeruvusel on otsesed kliinilised tagajärjed ja see võib põhjustada kriitilisi viivitusi ravis, tarbetuid biopsiaid, ärevust, ebapiisavat ravimiannust ja lõpptulemusena halvemaid tulemusi.
EKG SEADMED? Külastage ZOLL BOOTH -i hädaabinäitusel
CRANE, kui tehisintellekt hindab südant koos professionaalidega
CRANE on loodud kasutamiseks koos inimeste eksperthinnanguga, et täpsem diagnoos kiiremini kindlaks teha, ja seda saab kasutada ka kohtades, kus patoloogiaeksperte võib olla vähe.
Meeskond koolitas CRANE-i siirdamise äratõukereaktsiooni tuvastamiseks, alatüübi määramiseks ja liigitamiseks, kasutades tuhandeid patoloogiakujutisi enam kui 1,300 Brighami ja Womensi südamebiopsiatest.
Seejärel kinnitasid teadlased mudeli, kasutades Brighami ja naiste testbiopsiaid ning sõltumatuid väliseid testikomplekte, mis saadi Šveitsi ja Türgi haiglatest.
Välised valideerimise andmestikud loodi nii, et demonstreerida suurt varieeruvust AI mudeli stressitestimise viisina ja tagada, et see toimib täpselt isegi siis, kui see kohtab palju segaseid signaale.
CRANE toimis hästi tagasilükkamise tuvastamisel ja hindamisel ning tulemused olid võrreldavad tavapäraste hindamiste tulemustega.
Kui eksperdid tööriista kasutasid, vähenesid ekspertidevahelised erimeelsused ja hindamisaeg.
Autorid märgivad, et tööriista kasutamine kliinilises praktikas tuleb veel kindlaks määrata ja nad kavatsevad süsteemi veelgi täiustada, kuid tulemused näitavad AI-i diagnostikasse integreerimise potentsiaali.
"Kogu meditsiini ajaloo jooksul on diagnostilised hinnangud olnud suuresti subjektiivsed," ütles Mahmood.
"Kuid arvutustööriistade võimsuse ja abi tõttu hakkab see muutuma.
On õige aeg teha nihe, viies kokku kliiniliste teadmistega inimesed ja arvutusteaduste alased teadmised, et töötada välja abistavad diagnostikavahendid.
Südamehaigused: kes toetas AI CRANE'i
Seda tööd toetasid osaliselt BWH presidendi fond, riiklik üldmeditsiiniteaduste instituut (R35GM138216), Google'i pilveuuringute toetus, Nvidia GPU toetusprogramm, Brighami ning naiste ja Massachusettsi üldhaigla patoloogia, riiklike tervishoiuinstituutide sisemised vahendid. , Riikliku Meditsiiniraamatukogu biomeditsiinilise informaatika ja andmeteaduse uuringute koolitusprogramm (T15LM007092), riikliku inimgenoomi uurimisinstituudi Ruth L. Kirschsteini riikliku uurimisteenistuse auhind bioinformaatika koolituse stipendium (T32HG002295), riikliku vähiinstituudi Ruth L. Kirschsteini riikliku teenistuse auhind. (T32CA251062) ja National Science Foundationi kraadiõppe stipendium.
Loe ka:
Südamepuudulikkus ja tehisintellekt: iseõppimisalgoritm EKG-le nähtamatute märkide tuvastamiseks
Südamepuudulikkus: sümptomid ja võimalikud ravimeetodid
Mis on südamepuudulikkus ja kuidas seda ära tunda?
Süda: mis on südameatakk ja kuidas me sekkume?
Kas teil on südamepekslemine? Siin on, mis nad on ja mida nad näitavad
Südameinfarkti sümptomid: mida teha hädaolukorras, CPR-i roll