Inteligența artificială care salvează inima: un sistem de inteligență artificială arată promițător în identificarea semnelor de respingere a transplantului de inimă
Heart-Saving AI: transplantul de inimă poate salva vieți pentru pacienții cu insuficiență cardiacă în stadiu terminal. Cu toate acestea, mulți pacienți se confruntă cu respingerea transplantului de organe, în care sistemul imunitar atacă organul transplantat
Dar detectarea respingerii transplantului este o provocare. În stadiile incipiente, este posibil ca pacienții să nu prezinte simptome, iar experții nu sunt întotdeauna de acord cu privire la gradul și severitatea respingerii atunci când examinează biopsiile cardiace pentru a diagnostica problema.
AI care ajută la transplanturile de inimă: sistemul CRANE
Pentru a ajuta la abordarea acestor provocări, anchetatorii de la Harvard Medical School de la Brigham and Women's Hospital au creat un sistem de inteligență artificială numit estimator neuronal de evaluare a respingerii cardiace (CRANE), care poate ajuta la detectarea respingerii și la estimarea severității acesteia.
Într-un studiu pilot, echipa a evaluat performanța CRANE pe mostre de țesut cardiac furnizate de pacienți din trei țări diferite, constatând că ar putea ajuta experții în cardiologie să diagnosticheze mai precis respingerea și să reducă timpul necesar examinării.
Rezultatele muncii echipei, publicate în Nature Medicine, demonstrează fezabilitatea și promisiunea utilizării acestei abordări în studii clinice mai mari.
„Studiul nostru pilot retrospectiv a demonstrat că combinarea inteligenței artificiale și a inteligenței umane poate îmbunătăți acordul experților și poate reduce timpul necesar pentru evaluarea biopsiilor”, a spus autorul principal al studiului, Faisal Mahmood, profesor asistent de patologie HMS la Brigham and Women's.
„Rezultatele noastre au pus bazele unor studii clinice la scară largă pentru a stabili utilitatea modelelor AI pentru îmbunătățirea rezultatelor transplantului de inimă.”
Mahmood conduce, de asemenea, Laboratorul Mahmood din Departamentul de Patologie de la Brigham and Women's.
Biopsiile cardiace sunt utilizate în mod obișnuit pentru a identifica și a grada severitatea respingerii organelor la pacienți după transplantul de inimă.
Cu toate acestea, mai multe studii au arătat că experții sunt adesea în dezacord cu privire la faptul dacă pacientul respinge inima sau gradul de severitate al respingerii.
Variabilitatea diagnosticului are consecințe clinice directe și poate provoca întârzieri critice în tratament, biopsii inutile de urmărire, anxietate, dozare inadecvată a medicamentelor și, în cele din urmă, rezultate mai proaste.
ECHIPAMENTE ECG? VISITAȚI CABINA ZOLL LA EXPOZIȚIA DE URGENȚĂ
CRANE, când AI evaluează inima în tandem cu profesioniști
CRANE este conceput pentru a fi utilizat în tandem cu evaluarea experților umani pentru a stabili mai rapid un diagnostic precis și poate fi, de asemenea, utilizat în setări în care ar putea fi puțini experți în patologie disponibili.
Echipa a instruit CRANE pentru detectarea, subtiparea și clasificarea respingerii transplantului folosind mii de imagini patologice din peste 1,300 de biopsii ale inimii de la Brigham and Women's.
Cercetatorii au validat apoi modelul, folosind biopsii de testare de la Brigham and Women's si seturi de teste independente, externe primite de la spitale din Elvetia si Turcia.
Seturile de date de validare externă au fost construite pentru a demonstra un grad mare de variabilitate ca o modalitate de a testa modelul AI și de a se asigura că acesta poate funcționa cu acuratețe chiar și atunci când întâlnește o mulțime de semnale confuze.
CRANE a avut rezultate bune în detectarea și evaluarea respingerii, cu rezultate comparabile cu cele din evaluările convenționale.
Când experții au folosit instrumentul, dezacordul dintre experți a fost redus și timpul de evaluare a scăzut.
Autorii notează că utilizarea instrumentului în practica clinică rămâne de stabilit și intenționează să aducă îmbunătățiri suplimentare sistemului, dar rezultatele ilustrează potențialul integrării AI în diagnosticare.
„De-a lungul istoriei medicinei, evaluările diagnostice au fost în mare măsură subiective”, a spus Mahmood.
„Dar datorită puterii și asistenței instrumentelor de calcul, asta începe să se schimbe.
Este momentul potrivit pentru a face o schimbare prin reunirea oamenilor cu expertiză clinică și a celor cu experiență în știința computațională pentru a dezvolta instrumente de diagnosticare de asistență.”
Boli de inimă: cine a susținut AI CRANE
Această activitate a fost susținută parțial de Fondul președintelui BWH, Institutul Național de Științe Medicale Generale (R35GM138216), un Grant Google Cloud Research, Programul de granturi Nvidia GPU, fonduri interne de la Brigham and Women's și Massachusetts General Hospital Pathology, National Institutes of Health , Biblioteca Națională de Medicină, Informatică Biomedicală și Programul de Formare pentru Cercetare în Știința Datelor (T15LM007092), Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman Ruth L. Kirschstein National Research Service Award Bioinformatics Training Grant (T32HG002295), National Cancer Institute Ruth L. Kirschstein National Service Award (T32CA251062) și Bursa de absolvenți a Fundației Naționale de Știință.
Citiți și:
Insuficiență cardiacă: simptome și tratamente posibile
Ce este insuficiența cardiacă și cum poate fi recunoscută?
Inima: Ce este un atac de cord și cum intervenim?
Ai palpitații la inimă? Iată ce sunt și ce indică
Simptome de atac de cord: ce să faci în caz de urgență, rolul CPR