Technologie umělé inteligence v mamografech by mohla předpovídat srdeční onemocnění u žen

Technologie umělé inteligence v mamografech by mohla předpovídat srdeční onemocnění u žen

Mamografy mohou pomocí modelů umělé inteligence (AI) odhalit mnohem více než rakovinu, uvádí studie prezentovaná na výročním vědeckém setkání Americké kardiologické fakulty (ACC.25). Výsledky ukazují, jak lze tyto důležité nástroje pro screening rakoviny použít také k posouzení množství nahromaděného vápníku v tepnách v prsní tkáni – indikátoru kardiovaskulárního zdraví.

Americké centrum pro kontrolu a prevenci nemocí doporučuje, aby ženy ve středním a starším věku podstoupily mamografii – rentgenový snímek prsu – každý jeden nebo dva roky kvůli rakovině prsu. Každý rok se ve Spojených státech provede přibližně 40 milionů mamografů. Zatímco na výsledných snímcích lze vidět kalcifikaci prsních tepen, radiologové tyto informace obvykle nekvantifikují ani neoznamují ženám ani jejich lékařům. Nová studie, která používala techniku ​​analýzy obrazu AI, která se dříve nepoužívala v mamografech, ukazuje, jak může AI pomoci zaplnit tuto mezeru automatickou analýzou kalcifikace mléčné artérie a převedením výsledků do skóre kardiovaskulárního rizika.

Vidíme příležitost pro ženy na screeningu rakoviny a také na kardiovaskulární screening z jejich mamografů. Naše studie ukázala, že kalcifikace hrudní tepny je dobrým prediktorem kardiovaskulárních onemocnění, zejména u pacientů do 60 let. Pokud dokážeme tyto pacienty včas vyšetřit a identifikovat, můžeme je odeslat ke kardiologovi k dalšímu posouzení rizik. “

Theo Dapamede, MD, PhD, postdoktorand na Emory University v Atlantě a hlavní autor studie

Srdeční onemocnění je hlavní příčinou úmrtí ve Spojených státech, ale u žen zůstává nedostatečně diagnostikováno a existuje také povědomí. Výzkumníci uvedli, že používání mamografických screeningových nástrojů s umělou inteligencí by mohlo pomoci identifikovat více žen s časnými příznaky kardiovaskulárního onemocnění lepším využitím screeningových testů, které mnoho žen běžně dostává.

Hromadění vápníku v cévách je známkou kardiovaskulárního poškození spojeného s onemocněním srdce nebo předčasným stárnutím. Předchozí studie ukázaly, že ženy s nahromaděním vápníku v tepnách čelí o 51 % vyššímu riziku srdečních chorob a mrtvice.

K vývoji screeningového nástroje použitého pro tuto studii výzkumníci vycvičili hloubkový model umělé inteligence, aby segmentovali kalcifikované cévy na mamografických snímcích – které se na rentgenových snímcích jeví jako jasné pixely – a vypočítali budoucí riziko kardiovaskulárních příhod na základě dat z elektronických zdravotních záznamů. Segmentační přístup odděluje tento model od předchozích modelů umělé inteligence vyvinutých pro analýzu kalcifikací prsních tepen. Výzkumníci uvedli, že model byl také posílen použitím velkého souboru dat pro školení a testování, který zahrnoval snímky a zdravotní záznamy více než 56 000 pacientek, které byly v letech 2013 až 2020 na mamografu v Emory Healthcare a měly alespoň pět let EHR.

„Pokroky v hlubokém učení a AI umožnily mnohem snadněji extrahovat více informací z obrázků a použít je k informování o příležitostném screeningu,“ řekl Dapamede.

Celková zjištění ukázala, že nový model dobře fungoval při charakterizaci kardiovaskulárního rizika pacientů jako nízkého, středního nebo těžkého na mamografických snímcích. Po výpočtu rizika úmrtí z jakékoli příčiny nebo akutního srdečního infarktu, mrtvice nebo srdečního selhání ve dvou letech a pěti letech model ukázal, že míra těchto závažných kardiovaskulárních příhod se zvýšila s hladinou kalcifikace prsních tepen ve dvou ze tří hodnocených věkových kategorií – u žen mladších 60 let a ve věku 60-80 let, ale ne u těch starších než 80 let, které mohou mít prospěch z raného srdečního rizika. intervence, uvedli výzkumníci.

Výsledky také ukázaly, že ženy s nejvyšší hladinou kalcifikace mléčné tepny (nad 40 mm2) měly významně nižší pětileté přežití bez příhody než ženy s nejnižší hladinou (pod 10 mm2). Například 86,4 % osob s nejvyšší úrovní kalcifikace mléčné tepny přežilo pět let, ve srovnání s 95,3 % osob s nejnižší úrovní kalcifikace. To má za následek přibližně 2,8násobné riziko úmrtí do pěti let u pacientek se závažnou kalcifikací prsních tepen ve srovnání s pacientkami s malou nebo žádnou kalcifikací prsní tepny.

Model AI byl vyvinut ve spolupráci mezi Emory Healthcare a Mayo Clinic a v současné době není k dispozici. Pokud překoná externí validaci a získá schválení od amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv, vědci uvedli, že by tento nástroj mohl být komerčně dostupný pro jiné zdravotnické systémy, aby jej mohly začlenit do rutinního zpracování mamogramů a následné péče. Výzkumníci také plánují studovat, jak by se podobné modely AI daly použít k hodnocení biomarkerů pro jiná onemocnění, jako je onemocnění periferních tepen a onemocnění ledvin, které by mohly být extrahovány z mamografů.

Zdroje: