Heart-Saving AI: 인공 지능 시스템은 심장 이식 거부의 징후를 식별하는 가능성을 보여줍니다

By 크리스티아노 안토니노 On 월 22, 2022

Heart-Saving AI: 심장 이식은 말기 심부전 환자의 생명을 구할 수 있습니다. 그러나 많은 환자들은 면역 체계가 이식된 장기를 공격하는 장기 이식 거부반응을 경험합니다.

그러나 이식 거부를 감지하는 것은 어렵습니다. 초기 단계에서 환자는 증상을 경험하지 않을 수 있으며 전문가들은 문제를 진단하기 위해 심장 생검을 검사할 때 거부 반응의 정도와 심각성에 대해 항상 동의하지 않습니다.

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심장 이식에 도움이 되는 AI: CRANE 시스템

이러한 문제를 해결하기 위해 Brigham and Women's Hospital의 하버드 의과 대학 조사관은 거부를 감지하고 그 심각성을 평가하는 데 도움이 되는 CRANE(심장 거부 평가 신경 추정기)라는 인공 지능 시스템을 만들었습니다.

파일럿 연구에서 팀은 XNUMX개국의 환자가 제공한 심장 조직 샘플에 대한 CRANE의 성능을 평가했으며, 심장 전문가가 거부 반응을 보다 정확하게 진단하고 검사에 필요한 시간을 줄이는 데 도움이 될 수 있음을 발견했습니다.

네이처 메디신(Nature Medicine)에 발표된 팀의 연구 결과는 대규모 임상 시험에서 이 접근 방식을 사용할 가능성과 가능성을 보여줍니다.

연구의 수석 저자인 Faisal Mahmood, Brigham and Women's의 병리학 조교수는 “우리의 회고적 파일럿 연구는 인공 지능과 인간 지능을 결합하면 전문가의 동의를 높이고 생검을 평가하는 데 필요한 시간을 줄일 수 있음을 보여주었습니다.

"우리의 결과는 심장 이식 결과를 개선하기 위한 AI 모델의 유용성을 확립하기 위한 대규모 임상 시험의 발판을 마련했습니다."

Mahmood는 또한 Brigham and Women's의 병리과에서 Mahmood Lab을 이끌고 있습니다.

심장 생검은 일반적으로 심장 이식 후 환자의 장기 거부 반응의 중증도를 식별하고 등급을 매기는 데 사용됩니다.

그러나 여러 연구에 따르면 전문가들은 환자가 심장을 거부하는 것인지 아니면 거부의 정도에 대해 동의하지 않는 경우가 많습니다.

진단의 다양성은 직접적인 임상 결과를 가져오고 치료의 치명적인 지연, 불필요한 추적 생검, 불안, 부적절한 약물 투여 및 궁극적으로 더 나쁜 결과를 초래할 수 있습니다.

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CRANE, AI가 전문가와 함께 심장을 평가할 때

CRANE는 정확한 진단을 보다 빠르게 확립하기 위해 인간의 전문가 평가와 함께 사용하도록 설계되었으며, 사용할 수 있는 병리학 전문가가 거의 없는 환경에서도 사용할 수 있습니다.

팀은 Brigham and Women's의 1,300개 이상의 심장 생검에서 얻은 수천 개의 병리학 이미지를 사용하여 이식 거부의 감지, 하위 유형 지정 및 등급 지정을 위해 CRANE를 훈련했습니다.

그런 다음 연구원들은 Brigham and Women's의 테스트 생검과 스위스와 터키의 병원에서 받은 독립적인 외부 테스트 세트를 사용하여 모델을 검증했습니다.

외부 검증 데이터 세트는 AI 모델을 스트레스 테스트하는 방법으로 큰 변동성을 보여주고 혼란스러운 신호가 많이 발생하는 경우에도 정확하게 수행할 수 있도록 구성되었습니다.

심장병: AI CRANE을 지원한 사람

이 작업은 BWH 회장 기금, 국립 일반 의학 연구소(R35GM138216), Google Cloud 연구 보조금, Nvidia GPU 보조금 프로그램, Brigham 및 여성 및 매사추세츠 종합 병원 병리학, 국립 보건원의 내부 자금에 의해 부분적으로 지원되었습니다. , 국립 의학 도서관 생물 정보학 및 데이터 과학 연구 교육 프로그램(T15LM007092), 국립 인간 게놈 연구소 Ruth L. Kirschstein 국립 연구 서비스 상 생물 정보학 교육 보조금(T32HG002295), 국립 암 연구소 Ruth L. Kirschstein 국가 서비스 상 (T32CA251062) 및 국립 과학 재단 대학원 펠로우십.