Искусственный интеллект, спасающий сердце: система искусственного интеллекта обещает выявить признаки отторжения трансплантата сердца
Искусственный интеллект, спасающий сердце: трансплантация сердца может спасти жизнь пациентам с сердечной недостаточностью в терминальной стадии. Однако многие пациенты испытывают отторжение пересаженного органа, при котором иммунная система атакует пересаженный орган.
Но обнаружение отторжения трансплантата является сложной задачей. На ранних стадиях пациенты могут не испытывать симптомов, и эксперты не всегда приходят к единому мнению о степени и серьезности отторжения при исследовании биопсии сердца для диагностики проблемы.
ИИ, который помогает при пересадке сердца: система CRANE
Чтобы помочь решить эти проблемы, исследователи Гарвардской медицинской школы в Brigham and Women's Hospital создали систему искусственного интеллекта, называемую нейронной оценкой сердечного отторжения (CRANE), которая может помочь обнаружить отторжение и оценить его тяжесть.
В пилотном исследовании команда оценила работу CRANE на образцах сердечной ткани, предоставленных пациентами из трех разных стран, и обнаружила, что это может помочь специалистам-кардиологам более точно диагностировать отторжение и сократить время, необходимое для обследования.
Результаты работы команды, опубликованные в журнале Nature Medicine, демонстрируют осуществимость и перспективность использования этого подхода в более крупных клинических испытаниях.
«Наше ретроспективное пилотное исследование показало, что сочетание искусственного интеллекта и человеческого интеллекта может улучшить согласие экспертов и сократить время, необходимое для оценки биопсии», — сказал старший автор исследования Фейсал Махмуд, доцент кафедры патологии HMS в Brigham and Women's.
«Наши результаты подготовили почву для крупномасштабных клинических испытаний, чтобы установить полезность моделей ИИ для улучшения результатов трансплантации сердца».
Махмуд также возглавляет лабораторию Махмуда в отделении патологии Brigham and Women's.
Биопсия сердца обычно используется для выявления и оценки степени тяжести отторжения органов у пациентов после трансплантации сердца.
Однако несколько исследований показали, что эксперты часто расходятся во мнениях относительно того, отказывается ли пациент от сердца, или о степени тяжести отторжения.
Вариабельность диагноза имеет прямые клинические последствия и может привести к серьезным задержкам в лечении, ненужным повторным биопсиям, беспокойству, неадекватному дозированию лекарств и, в конечном счете, к худшим исходам.
ЭКГ ОБОРУДОВАНИЕ? ПОСЕТИТЕ СТЕНД ZOLL НА EMERGENCY EXPO
CRANE, когда ИИ оценивает сердце в тандеме с профессионалами
CRANE предназначен для использования в тандеме с экспертной оценкой человека для более быстрой постановки точного диагноза, а также может использоваться в условиях, когда может быть мало доступных специалистов по патологии.
Команда обучила CRANE обнаружению, субтипированию и оценке отторжения трансплантата, используя тысячи изображений патологии из более чем 1,300 биопсий сердца, проведенных Brigham and Women's.
Затем исследователи проверили модель, используя тестовые биопсии из Brigham and Women's и независимые внешние наборы тестов, полученные из больниц в Швейцарии и Турции.
Наборы данных внешней проверки были созданы, чтобы продемонстрировать большую степень изменчивости как способ стресс-тестирования модели ИИ и убедиться, что она может работать точно, даже когда она сталкивается с множеством запутанных сигналов.
CRANE показала хорошие результаты в обнаружении и оценке отторжения с результатами, сравнимыми с результатами обычных оценок.
Когда эксперты использовали этот инструмент, разногласия между экспертами сокращались, а время оценки сокращалось.
Авторы отмечают, что использование инструмента в клинической практике еще предстоит определить, и они планируют дальнейшие улучшения системы, но результаты иллюстрируют потенциал интеграции ИИ в диагностику.
«На протяжении всей истории медицины диагностические оценки были в значительной степени субъективными, — сказал Махмуд.
«Но из-за мощи и поддержки вычислительных инструментов ситуация начинает меняться.
Настало время внести изменения, объединив людей с клиническим опытом и специалистов в области вычислительной техники для разработки вспомогательных диагностических инструментов».
Сердечно-сосудистые заболевания: кто поддержал AI CRANE
Эта работа была частично поддержана Президентским фондом BWH, Национальным институтом общих медицинских наук (R35GM138216), грантом Google Cloud Research, программой грантов Nvidia GPU, внутренними фондами Brigham and Women's and Massachusetts General Hospital Pathology, Национальными институтами здравоохранения. , Учебная программа Национальной медицинской библиотеки по биомедицинской информатике и науке о данных (T15LM007092), Национальный исследовательский институт генома человека Грант на обучение в области биоинформатики имени Рут Л. Киршштейн (T32HG002295), Национальный институт рака Награда Рут Л. Киршштейн за национальную службу (T32CA251062) и стипендию для выпускников Национального научного фонда.
Читайте также:
Сердечная недостаточность: симптомы и возможные методы лечения
Что такое сердечная недостаточность и как ее распознать?
Сердце: что такое сердечный приступ и как нам помочь?
Есть ли у вас учащенное сердцебиение? Вот что они собой представляют и на что указывают
Симптомы сердечного приступа: что делать в экстренной ситуации, роль сердечно-легочной реанимации