Heart-Saving AI: een kunstmatige-intelligentiesysteem is veelbelovend bij het identificeren van tekenen van afstoting van een harttransplantaat
Hartbesparende AI: harttransplantatie kan levensreddend zijn voor patiënten met eindstadium hartfalen. Veel patiënten ervaren echter afstoting van een orgaantransplantaat, waarbij het immuunsysteem het getransplanteerde orgaan aanvalt
Maar het detecteren van transplantaatafstoting is een uitdaging. In de vroege stadia ervaren patiënten mogelijk geen symptomen, en experts zijn het niet altijd eens over de mate en ernst van de afstoting wanneer ze hartbiopten onderzoeken om het probleem te diagnosticeren.
AI die helpt bij harttransplantaties: het CRANE-systeem
Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, hebben onderzoekers van de Harvard Medical School in Brigham and Women's Hospital een systeem voor kunstmatige intelligentie ontwikkeld, de neurale schatter voor hartafstoting (CRANE), die kan helpen afstoting op te sporen en de ernst ervan in te schatten.
In een pilotstudie evalueerde het team de prestaties van CRANE op hartweefselmonsters die werden geleverd door patiënten uit drie verschillende landen, en ontdekte dat het hartexperts zou kunnen helpen om afstoting nauwkeuriger te diagnosticeren en de tijd die nodig is voor onderzoek te verkorten.
De resultaten van het werk van het team, gepubliceerd in Nature Medicine, tonen de haalbaarheid en belofte aan van het gebruik van deze aanpak in grotere klinische onderzoeken.
"Onze retrospectieve pilotstudie heeft aangetoond dat het combineren van kunstmatige intelligentie en menselijke intelligentie de overeenstemming tussen experts kan verbeteren en de tijd die nodig is om biopsieën te evalueren kan verkorten", zegt senior auteur Faisal Mahmood, HMS-assistent-professor pathologie bij Brigham and Women's.
"Onze resultaten vormen de basis voor grootschalige klinische onderzoeken om het nut van AI-modellen vast te stellen voor het verbeteren van de resultaten van harttransplantaties."
Mahmood leidt ook het Mahmood Lab in de afdeling Pathologie van Brigham and Women's.
Hartbiopten worden vaak gebruikt om de ernst van orgaanafstoting bij patiënten na harttransplantatie te identificeren en te beoordelen.
Verschillende onderzoeken hebben echter aangetoond dat experts het vaak oneens zijn over de vraag of de patiënt het hart afwijst of de mate van ernst van de afwijzing.
De variabiliteit in diagnose heeft directe klinische gevolgen en kan leiden tot kritieke vertragingen in de behandeling, onnodige vervolgbiopten, angst, onvoldoende medicatiedosering en, uiteindelijk, slechtere resultaten.
ECG-APPARATUUR? BEZOEK DE ZOLL-STAND OP EMERGENCY EXPO
CRANE, wanneer AI samen met professionals het hart beoordeelt
CRANE is ontworpen om te worden gebruikt in combinatie met beoordeling door menselijke experts om sneller een nauwkeurige diagnose te stellen, en het kan ook worden gebruikt in omgevingen waar er mogelijk weinig pathologie-experts beschikbaar zijn.
Het team heeft CRANE getraind voor het detecteren, subtyperen en beoordelen van transplantaatafstoting met behulp van duizenden pathologische beelden van meer dan 1,300 hartbiopten van Brigham en Women's.
De onderzoekers valideerden het model vervolgens met behulp van testbiopsieën van de Brigham en Women's en onafhankelijke, externe testsets die waren ontvangen van ziekenhuizen in Zwitserland en Turkije.
De externe validatiedatasets zijn geconstrueerd om een grote mate van variabiliteit aan te tonen als een manier om het AI-model te stresstesten en ervoor te zorgen dat het nauwkeurig kan presteren, zelfs wanneer het veel verwarrende signalen tegenkomt.
CRANE presteerde goed bij het detecteren en beoordelen van afstoting, met resultaten die vergelijkbaar waren met die van conventionele beoordelingen.
Wanneer experts de tool gebruikten, nam de onenigheid tussen experts af en nam de beoordelingstijd af.
De auteurs merken op dat het gebruik van de tool in de klinische praktijk nog moet worden bepaald en dat ze van plan zijn om het systeem verder te verbeteren, maar de resultaten illustreren het potentieel van de integratie van AI in diagnostiek.
"Gedurende de geschiedenis van de geneeskunde zijn diagnostische beoordelingen grotendeels subjectief geweest," zei Mahmood.
“Maar door de kracht en hulp van computerhulpmiddelen begint dat te veranderen.
De tijd is rijp om een verschuiving te maken door mensen met klinische expertise en mensen met expertise in computationele wetenschap samen te brengen om ondersteunende diagnostische hulpmiddelen te ontwikkelen."
Hartziekte: wie steunde AI CRANE
Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door het BWH President's Fund, National Institute of General Medical Sciences (R35GM138216), een Google Cloud Research Grant, Nvidia GPU Grant Program, interne fondsen van Brigham and Women's en Massachusetts General Hospital Pathology, de National Institutes of Health , de National Library of Medicine Biomedical Informatics and Data Science Research Training Program (T15LM007092), het National Human Genome Research Institute Ruth L. Kirschstein National Research Service Award Bioinformatics Training Grant (T32HG002295), het National Cancer Institute Ruth L. Kirschstein National Service Award (T32CA251062) en de National Science Foundation Graduate Fellowship.
Lees ook:
Emergency Live nog meer ... Live: download de nieuwe gratis app van uw krant voor IOS en Android
Hartfalen: symptomen en mogelijke behandelingen
Wat is hartfalen en hoe kan het worden herkend?
Hart: wat is een hartaanval en hoe grijpen we in?
Heeft u hartkloppingen? Dit is wat ze zijn en wat ze aangeven
Hartaanvalsymptomen: wat te doen in een noodgeval, de rol van reanimatie?