Choroby strukturalne serca, takie jak wady zastawkowe, wrodzone wady anatomiczne czy kardiomiopatie, dotykają miliony ludzi na całym świecie, często pozostając niewykryte aż do momentu znacznego pogorszenia funkcji serca. Dotychczas brakowało szybkiego, niedrogiego i dostępnego badania przesiewowego, które mogłoby skutecznie wyłapywać te schorzenia we wczesnych stadiach. Zespół naukowców z Columbia University oraz NewYork-Presbyterian, pod kierownictwem dra Pierre’a Eliasa, opracował przełomowe narzędzie AI – EchoNext – które może odmienić sposób diagnostyki chorób serca na poziomie podstawowej opieki zdrowotnej.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak technologia AI może rozszerzyć zastosowanie rutynowego EKG w diagnostyce chorób serca.
- Dlaczego narzędzie EchoNext może być przełomem w wykrywaniu wad strukturalnych serca.
- Jakie są różnice w skuteczności diagnozy między EchoNext a kardiologami.
- W jaki sposób dane z milionów EKG mogą zostać wykorzystane do ratowania życia pacjentów.
EchoNext: rewolucyjna technologia oparta na EKG
EchoNext to system sztucznej inteligencji, który analizuje dane z rutynowego elektrokardiogramu (EKG) w celu identyfikacji pacjentów wymagających dalszej diagnostyki za pomocą echokardiografii – nieinwazyjnego badania obrazowego serca. W odróżnieniu od klasycznego podejścia, które ograniczało zastosowanie EKG głównie do oceny rytmu serca czy przebytego zawału, EchoNext rozszerza jego możliwości diagnostyczne na choroby strukturalne.
EchoNext zasadniczo wykorzystuje tańsze badanie, aby określić, kto potrzebuje droższego USG. Wykrywa choroby, których kardiolodzy nie są w stanie wykryć na podstawie EKG. Uważamy, że EKG w połączeniu ze sztuczną inteligencją ma potencjał stworzenia zupełnie nowego paradygmatu badań przesiewowych – wyjaśnia dr Pierre Elias, adiunkt medycyny i informatyki biomedycznej w Vagelos College of Physicians and Surgeons oraz dyrektor medyczny ds. AI w NewYork-Presbyterian.
Dane, które uczą i diagnozują
Model AI został wytrenowany na imponującym zbiorze ponad 1,2 miliona par EKG i echokardiogramów pochodzących od 230 tysięcy pacjentów. System został zaprojektowany tak, aby na podstawie sygnałów EKG określać, kiedy należy wykonać dokładniejsze badanie ultrasonograficzne.
Walidacja narzędzia odbyła się w czterech niezależnych systemach szpitalnych, w tym na kampusach NewYork-Presbyterian. Wyniki pokazały, że EchoNext z dużą dokładnością identyfikuje takie schorzenia jak:
- kardiomiopatia,
- wady zastawkowe,
- nadciśnienie płucne,
- patologiczne pogrubienie ścian serca.
EchoNext kontra doświadczeni kardiolodzy
W bezpośrednim porównaniu skuteczności diagnostycznej narzędzia AI i 13 kardiologów analizujących 3200 zapisów EKG, EchoNext osiągnął 77% trafności w wykrywaniu strukturalnych problemów z sercem, podczas gdy lekarze osiągnęli wynik 64%.
Tak znacząca różnica świadczy o potencjale, jaki niesie za sobą wykorzystanie głębokiego uczenia w codziennej praktyce klinicznej – szczególnie tam, gdzie dostęp do zaawansowanej diagnostyki obrazowej jest ograniczony.
Praktyczne zastosowanie u blisko 85 tysięcy pacjentów
Aby ocenić skuteczność działania narzędzia w warunkach rzeczywistych, badacze zastosowali EchoNext u 85 000 pacjentów, którzy mieli wykonane EKG, ale nigdy wcześniej nie przeszli badania echokardiograficznego. Algorytm zidentyfikował ponad 7500 osób (9%) jako osoby z wysokim ryzykiem ukrytej strukturalnej choroby serca.
Następnie naukowcy śledzili losy pacjentów przez rok – bez wiedzy lekarzy o zastosowaniu AI – i okazało się, że aż 55% osób z grupy wysokiego ryzyka wykonało pierwszy echokardiogram, a u 73% z nich wykryto poważne problemy strukturalne serca. To dwukrotnie wyższy odsetek pozytywnych wyników w porównaniu z pacjentami diagnozowanymi klasycznym tokiem bez udziału AI.
Nowy standard badań przesiewowych?
Gdyby wszyscy pacjenci wskazani przez EchoNext zostali skierowani na echokardiografię, możliwe byłoby wykrycie aż 2000 dodatkowych przypadków poważnych chorób serca. To potencjalnie tysiące osób, które wcześniej pozostawałyby bez rozpoznania i bez leczenia.
Nie można leczyć pacjenta, o którym się nie wie” – podkreśla Elias. „Dzięki naszej technologii możemy przekształcić szacowane 400 milionów EKG, które zostaną wykonane na całym świecie w tym roku, w 400 milionów szans na badania przesiewowe w kierunku strukturalnej choroby serca i potencjalnie zapewnić leczenie ratujące życie w najodpowiedniejszym momencie.
Otwarte dane i dalsze badania
Aby umożliwić szersze wykorzystanie opracowanego rozwiązania, zespół naukowy opublikował zanonimizowany zbiór danych i rozpoczął wieloośrodkowe badanie kliniczne z udziałem ośmiu oddziałów ratunkowych. Celem jest dalsza walidacja EchoNext w warunkach nagłych i różnorodnych środowisk klinicznych.
Podejście to wpisuje się w szerszy trend otwartości danych i demokratyzacji innowacji medycznych, co może przełożyć się na poprawę jakości opieki kardiologicznej na całym świecie.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- EchoNext to narzędzie AI analizujące dane z EKG, które trafnie identyfikuje strukturalne choroby serca, takie jak wady zastawkowe, kardiomiopatie czy nadciśnienie płucne.
- W badaniu porównawczym EchoNext osiągnął 77% trafności diagnozy – więcej niż 13 kardiologów oceniających EKG (64%).
- Zastosowanie AI pozwoliło wykryć choroby u 73% pacjentów wysokiego ryzyka, którzy wcześniej nie mieli wykonanego echokardiogramu.
- Technologia może przełożyć się na 400 milionów szans rocznie na wczesne wykrycie chorób serca, jeśli zostanie wdrożona globalnie.
Źródło:
- Columbia University Irving Medical Center
- Nature
