ШІ може виявляти людей із ризиком ускладнень серцево-судинних захворювань
Учені Університету охорони здоров'я штату Юта вперше продемонстрували, що штучний інтелект може призвести до досконаліших способів прогнозування початку та перебігу серцево-судинних захворювань.
Дослідники, працюючи разом із лікарями Intermountain Primary Children's Hospital, розробили унікальні обчислювальні інструменти для точного вимірювання синергетичного впливу наявних захворювань на серце та кровоносні судини.
Дослідники заявили, що цей комплексний підхід може допомогти лікарям передбачати, запобігати або лікувати серйозні проблеми із серцем, можливо, навіть до того, як пацієнт дізнається про основне захворювання.
Хоча дослідження було зосереджене лише на серцево-судинних захворюваннях, учені вважають, що воно може мати набагато ширше значення. Насправді вони припускають, що ці відкриття можуть зрештою призвести до нової ери персоналізованої профілактичної медицини. Лікарі активно зв'язуватимуться з пацієнтами, щоб попередити їх про можливі захворювання та про те, що можна зробити для полегшення проблеми.
«Ми можемо звернутися до ШІ, щоб уточнити ризик практично для кожного медичного діагнозу. Ризик раку, ризик операції на щитоподібній залозі, ризик діабету — будь-який медичний термін, який ви можете собі уявити»
За словами Марка Янделла, доктора філософії та старшого автора дослідження, і Една Беннінга, президента U of U Health і співзасновника Backdrop Health, наявні методи розрахунку сукупного впливу різних факторів ризику, таких як демографічні дані та історія хвороби, на серцево-судинні захворювання часто бувають неточними та суб'єктивними. Як наслідок, ці методи не здатні виявити певні взаємодії, які можуть мати серйозні наслідки для здоров'я серця та кровоносних судин.
Щоб точніше виміряти, як ці взаємодії, також відомі як супутні захворювання, впливають на здоров'я, Тристані-Фірузі, Янделл та їхні колеги з U of U Health і Intermountain Primary Children’s Hospital використали програмне забезпечення машинного навчання, щоб відсортувати понад 1,6 мільйона електронних медичних карток (EHR) після того, як імена та інша ідентифікаційна інформація були видалені.
Ці електронні записи, які документують усе, що відбувається з пацієнтом, включно з лабораторними аналізами, діагнозами, використанням ліків і медичними процедурами, допомогли дослідникам виявити супутні захворювання, які з найбільшою ймовірністю можуть посилити конкретне захворювання, наприклад серцево-судинне.
У своєму поточному дослідженні вони використали форму штучного інтелекту, що називається імовірнісними графічними мережами (PGM), щоб розрахувати, як будь-яка комбінація цих супутніх захворювань може вплинути на ризики, пов'язані з трансплантацією серця, вродженими вадами серця або дисфункцією синусового вузла (SND, порушення або відмова природного водія ритму серця).
Серед дорослих дослідники виявили, що:
- Люди, у яких раніше діагностували кардіоміопатичний синдром (захворювання серцевого м'яза), у 86 разів частіше потребували пересадки серця, ніж ті, у кого цього не було.
- У тих, у кого був вірусний міокардит, ризик потреби в пересадці серця був приблизно у 60 разів вищим.
- Використання мілринону — судинорозширювального препарату, що застосовується для лікування серцевої недостатності — збільшило ризик трансплантації у 175 разів. Це був найсильніший індивідуальний предиктор трансплантації серця.
У деяких випадках сукупний ризик був ще більшим. Наприклад, серед пацієнтів із кардіоміопатією, які приймали мілринон, ризик необхідності пересадки серця був у 405 разів вищим, ніж у тих, чиє серце було здоровішим.
За словами Тристані-Фірузі, супутні захворювання мали суттєво різний вплив на ризик трансплантації у дітей. Загалом ризик трансплантації серця у дітей коливається від 17 до 102 разів вищий, ніж у дітей, які раніше не мали серцевих захворювань, залежно від основного діагнозу.
Дослідники також вивчили вплив здоров'я матері під час вагітності на її дітей. Жінки, у яких був високий артеріальний тиск під час вагітності, приблизно вдвічі частіше народжували дітей із вродженими проблемами серця та кровообігу. У дітей із синдромом Дауна ризик розвитку аномалії серця приблизно втричі вищий.
У немовлят, які перенесли операцію Фонтена, що виправляє вроджений дефект кровотоку в серці, ймовірність розвитку дисфункції серцевого ритму SND була приблизно у 20 разів вищою, ніж у тих, кому операція не знадобилася.
Дослідники також виявили важливі демографічні відмінності. Наприклад, у пацієнта латиноамериканського походження з фібриляцією передсердь (прискорене серцебиття) ризик SND був удвічі вищим, ніж у темношкірих і білошкірих пацієнтів із подібною історією хвороби.
Джош Бонковскі, доктор медичних наук і директор Первинного дитячого центру персоналізованої медицини, який не є автором дослідження, вважає, що це дослідження може призвести до розробки практичного клінічного інструменту для догляду за пацієнтами.
«Ця нова технологія демонструє, що ми можемо точно оцінити ризик медичних ускладнень і навіть визначити ліки, які краще підходять для окремих пацієнтів»
Надалі Тристані-Фірузі та Янделл сподіваються, що їхнє дослідження також допоможе лікарям розплутати зростаючу павутину дезорієнтуючої медичної інформації, яка щодня їх оточує.
«Незалежно від того, наскільки ви обізнані, немає жодного способу втримати в голові всі знання, які потрібні медичному працівнику сьогодні, щоб лікувати пацієнтів найкращим чином. Обчислювальні машини, які ми розробляємо, допоможуть лікарям ухвалювати найкращі можливі рішення щодо догляду за пацієнтами, використовуючи всю відповідну інформацію, доступну в наш електронний вік. Ці машини життєво важливі для майбутнього медицини»
