A IA aprendeu a prever insuficiência cardíaca com uma precisão de 73%

Os avanços na medicina moderna sugerem um possível resultado para pacientes com doenças cardíacas, mas esse é um processo muito longo e trabalhoso - os médicos são forçados a analisar exames de ressonância magnética, exames de sangue e outros dados sem a ajuda de computadores, confiando em seu conhecimento e experiência. Pesquisadores do Imperial College London vieram em socorro dos médicos que ensinaram inteligência artificial a prever o risco de morte em pessoas com doenças cardiovasculares graves com mais rapidez e precisão do que outras ferramentas de previsão existentes.

O novo software cria corações virtuais em 3D para cada paciente, que repetem todas as contrações de órgãos. A inteligência artificial é capaz de determinar rapidamente quais funções cardíacas indicam insuficiência cardíaca e morte usando ressonância magnética (RM) junto com informações sobre exames de sangue.


Um exemplo de simulação para um paciente com hipertensão pulmonar idiopática

Os cientistas testaram a tecnologia para pacientes com hipertensão pulmonar , uma condição que leva à insuficiência cardíaca se não for tratada adequadamente. Para prescrever o tratamento, os médicos precisam prever se os pacientes se enquadram em um grupo de alto ou baixo risco, mas os métodos modernos não permitem que isso seja feito com precisão excepcional.

A hipertensão pulmonar é caracterizada por alta pressão nos vasos sanguíneos que fornecem oxigênio ao coração - as artérias, veias ou capilares pulmonares. Como resultado, há uma carga no lado direito do coração, que com o tempo leva a danos progressivos. Se o paciente não consultar o médico a tempo, ele corre o risco de viver o resto da vida com insuficiência cardíaca. Um paciente com hipertensão pulmonar pode sentir falta de ar, fadiga aumentada, angina de peito, desmaio, tosse e outros sintomas.

Para tratar esta doença, a medicina moderna utiliza medicamentos que permitem que o sangue se mova mais livremente pelos pulmões, o que ajuda os pacientes em risco a viver mais. Em alguns casos, as injeções são injetadas diretamente nos vasos sanguíneos e, em situações especialmente difíceis, é realizado um transplante de pulmão.

Até agora, os radiologistas contavam com medições manuais da função cardíaca demoradas para identificar pacientes com maior risco de piora. Segundo o Dr. Declan O'Regan, principal autor do estudo, eles primeiro conseguiram ensinar um computador a interpretar exames cardíacos para determinar exatamente quanto tempo os pacientes podem viver. A inteligência artificial pode mudar a maneira como as pessoas tratam doenças cardíacas.

Usando dados de 256 pacientes, o software analisou imagens em movimento da ressonância magnética do coração de cada paciente e mediu o movimento de 30.000 pontos diferentes na estrutura do órgão durante cada batimento cardíaco. Em seguida, os dados obtidos foram combinados com registros médicos sobre a saúde dos pacientes, mantidos por oito anos. O programa criou um coração virtual em 3D de cada pessoa e reconheceu automaticamente quais funções eram os primeiros precursores da insuficiência cardíaca e da morte.


Ao final da observação, que durou cerca de quatro anos, 36% dos pacientes (93 em 256) morreram e um deles foi submetido a transplante de pulmão. O computador identificou corretamente aqueles que viverão mais de um ano, em 73% dos casos. Apesar do fato de que a precisão das previsões dos médicos nessa situação foi de 60%.

Os pesquisadores estão confiantes de que a tecnologia pode ser usada ainda mais em pacientes com outros tipos de doenças cardiovasculares. A inteligência artificial já está ajudando a pesquisa no campo de câncer e doenças cerebrais, mas analisar imagens em movimento do coração é uma operação mais complicada.

O co-autor do estudo, Dr. Tim Dawes, que, juntamente com sua equipe, desenvolveu um algoritmo de aprendizado, disse: “Um computador realiza análises em segundos e interpreta simultaneamente dados de imagens, exames de sangue e outros estudos sem nenhuma intervenção humana. Isso pode ajudar os médicos a diagnosticar corretamente os distúrbios e a prescrever oportunamente o tratamento apropriado ou alterar o atual. ”

Os cientistas planejam testar o software com dados de pacientes de outros hospitais para decidir se há necessidade de sua ampla distribuição entre os médicos. Os pesquisadores também querem usar essa tecnologia para prever outras formas de insuficiência cardíaca, como a cardiomiopatia.para determinar se o paciente precisa de marcapasso ou outras formas de tratamento.

O objetivo final é desenvolver um software que possa fazer previsões não apenas sobre a sobrevivência, mas também sobre que tipo de tratamento é mais adequado para um paciente em particular.

Trabalho científico publicado na revista Radiology
DOI: radiol.2016161315

Source: https://habr.com/ru/post/pt400857/