Umelá inteligencia šetriaca srdce: Systém umelej inteligencie je sľubný pri identifikácii príznakov odmietnutia transplantovaného srdca
Umelá inteligencia na záchranu srdca: transplantácia srdca môže byť pre pacientov s konečným štádiom srdcového zlyhania záchranou života. U mnohých pacientov však dochádza k odmietnutiu transplantovaného orgánu, pri ktorom imunitný systém napadne transplantovaný orgán
Ale odhaliť odmietnutie transplantátu je náročné. V počiatočných štádiách nemusia pacienti pociťovať symptómy a odborníci sa nie vždy zhodnú na stupni a závažnosti odmietnutia, keď skúmajú biopsiu srdca, aby diagnostikovali problém.
AI, ktorá pomáha pri transplantácii srdca: systém CRANE
Na pomoc pri riešení týchto výziev vyšetrovatelia z Harvardskej lekárskej fakulty v Brigham and Women's Hospital vytvorili systém umelej inteligencie nazývaný neurálny odhadovač odmietnutia srdca (CRANE), ktorý môže pomôcť odhaliť odmietnutie a odhadnúť jeho závažnosť.
V pilotnej štúdii tím vyhodnotil výkon CRANE na vzorkách srdcového tkaniva, ktoré poskytli pacienti z troch rôznych krajín, a zistil, že by to mohlo pomôcť srdcovým odborníkom presnejšie diagnostikovať odmietnutie a skrátiť čas potrebný na vyšetrenie.
Výsledky práce tímu publikované v Nature Medicine demonštrujú uskutočniteľnosť a prísľub použitia tohto prístupu vo väčších klinických štúdiách.
"Naša retrospektívna pilotná štúdia ukázala, že kombinácia umelej inteligencie a ľudskej inteligencie môže zlepšiť zhodu odborníkov a skrátiť čas potrebný na vyhodnotenie biopsií," povedal hlavný autor štúdie Faisal Mahmood, odborný asistent patológie HMS na Brigham and Women's.
"Naše výsledky pripravujú pôdu pre rozsiahle klinické štúdie na stanovenie užitočnosti modelov AI na zlepšenie výsledkov transplantácie srdca."
Mahmood tiež vedie laboratórium Mahmood na oddelení patológie v Brigham and Women's.
Biopsie srdca sa bežne používajú na identifikáciu a klasifikáciu závažnosti odmietnutia orgánu u pacientov po transplantácii srdca.
Viaceré štúdie však ukázali, že odborníci sa často nezhodujú v názore, či pacient odmieta srdce, alebo na stupni závažnosti odmietnutia.
Variabilita v diagnóze má priame klinické dôsledky a môže spôsobiť kritické oneskorenia v liečbe, zbytočné následné biopsie, úzkosť, neadekvátne dávkovanie liekov a v konečnom dôsledku aj horšie výsledky.
EKG VYBAVENIE? NAVŠTÍVTE ZOLL BOOTH NA EMERGENCY EXPO
CRANE, keď AI posudzuje srdce v tandeme s profesionálmi
CRANE je navrhnutý na použitie v tandeme s ľudským odborným hodnotením na rýchlejšie stanovenie presnej diagnózy a možno ho použiť aj v prostrediach, kde môže byť k dispozícii málo odborníkov na patológiu.
Tím trénoval CRANE na detekciu, podtypovanie a klasifikáciu odmietnutia transplantátu pomocou tisícok patologických snímok z viac ako 1,300 XNUMX biopsií srdca z Brigham and Women's.
Výskumníci potom overili model pomocou testovacích biopsií od Brigham and Women's a nezávislých externých testovacích súborov prijatých z nemocníc vo Švajčiarsku a Turecku.
Externé validačné súbory údajov boli skonštruované tak, aby demonštrovali veľkú mieru variability ako spôsob záťažového testovania modelu AI a zabezpečili, že bude fungovať presne, aj keď sa stretne s množstvom mätúcich signálov.
CRANE fungoval dobre pri zisťovaní a hodnotení odmietnutia s výsledkami porovnateľnými s výsledkami konvenčného hodnotenia.
Keď odborníci použili tento nástroj, nezhody medzi odborníkmi sa znížili a čas hodnotenia sa skrátil.
Autori poznamenávajú, že použitie tohto nástroja v klinickej praxi je ešte potrebné určiť a plánujú vykonať ďalšie vylepšenia systému, ale výsledky ilustrujú potenciál integrácie AI do diagnostiky.
"Počas histórie medicíny boli diagnostické hodnotenia do značnej miery subjektívne," povedal Mahmood.
„Ale kvôli sile a asistencii výpočtových nástrojov sa to začína meniť.
Je správny čas urobiť zmenu spojením ľudí s klinickými odbornými znalosťami a odborníkmi v oblasti počítačovej vedy s cieľom vyvinúť pomocné diagnostické nástroje.“
Ochorenie srdca: kto podporoval AI CRANE
Táto práca bola čiastočne podporovaná prezidentským fondom BWH, Národným inštitútom všeobecných lekárskych vied (R35GM138216), grantom Google Cloud Research Grant, grantovým programom Nvidia GPU, internými prostriedkami od Brigham and Women's and Massachusetts General Hospital Pathology, National Institutes of Health , Národná knižnica medicíny, výskumný program pre výskum biomedicínskej informatiky a dátovej vedy (T15LM007092), Národný inštitút pre výskum ľudského genómu Ruth L. Kirschstein Grant školenia v oblasti bioinformatiky (T32HG002295), Národný inštitút pre výskum rakoviny Ruth L. Kirschstein (T32CA251062) a postgraduálne štipendium Národnej vedeckej nadácie.
Prečítajte si tiež:
Srdcové zlyhanie: Príznaky a možné liečby
Čo je srdcové zlyhanie a ako ho možno rozpoznať?
Srdce: Čo je srdcový infarkt a ako môžeme zasiahnuť?
Máte búšenie srdca? Tu je to, čo sú a čo označujú
Symptómy srdcového infarktu: Čo robiť v prípade núdze, úloha KPR