Istraživači su razvili model dubokog učenja koji koristi jedan rendgenski snimak grudnog koša za predviđanje 10-godišnjeg rizika od smrti od srčanog ili moždanog udara koji potiče od aterosklerotične kardiovaskularne bolesti. Rezultati studije predstavljeni su danas na godišnjem sastanku Radiološkog društva Sjeverne Amerike (RSNA).
Duboko učenje je napredna vrsta veštačke inteligencije (AI) koja se može obučiti da pretražuje rendgenske slike kako bi pronašla obrasce povezane sa bolešću.
„Naš model dubokog učenja nudi potencijalno rešenje za oportunistički skrining rizika od kardiovaskularnih bolesti zasnovan na populaciji koristeći postojeće rendgenske snimke grudnog koša“, rekao je glavni autor studije, Jakob Veiss, MD, radiolog povezan sa Centrom za istraživanje kardiovaskularnih bolesti u Masačusetsu. Opšta bolnica i program AI u medicini u Brigam i ženskoj bolnici u Bostonu. „Ova vrsta skrininga bi se mogla koristiti za identifikaciju pojedinaca koji bi imali koristi od statina, ali se trenutno ne leče.“
Trenutne smjernice preporučuju procenu 10-godišnjeg rizika od velikih neželjenih događaja kardiovaskularnih bolesti kako bi se utvrdilo ko treba da dobije statin za primarnu prevenciju.
Ovaj rizik se izračunava korišćenjem ocijene rizika od aterosklerotičnih kardiovaskularnih bolesti (ASCVD), statističkog modela koji uzima u obzir niz varijabli, uključujući starost, pol, rasu, sistolni krvni pritisak, lečenje hipertenzije, pušenje, dijabetes tipa 2 i testove krvi. Lekovi statina se preporučuju za pacijente sa 10-godišnjim rizikom od 7,5% ili više.
„Varijable neophodne za izračunavanje rizika od ASCVD često nisu dostupne, što čini pristupe skriningu zasnovanom na populaciji poželjnim,“ rekao je dr Vajs. „Pošto su rendgenski snimci grudnog koša uobičajeno dostupni, naš pristup može pomoći u identifikaciji osoba sa visokim rizikom.“
Dr Vajs i tim istraživača obučili su model dubokog učenja koristeći jedan ulaz za rendgenski snimak grudnog koša (CKSR). Oni su razvili model, poznat kao CKSR-CVD rizik, da predvide rizik od smrti od kardiovaskularnih bolesti koristeći 147.497 rendgenskih snimaka grudnog koša od 40.643 učesnika u testu za skrining raka prostate, pluća, kolorektalnog creva i jajnika, multicentričnom, randomizovanom kontrolisano ispitivanje koje je osmislio i sponzorisao Nacionalni institut za rak.
„Odavno smo prepoznali da rendgenski zraci hvataju informacije izvan tradicionalnih dijagnostičkih nalaza, ali nismo koristili ove podatke jer nismo imali robusne, pouzdane metode“, rekao je dr Vajs. „Napredak u veštačkoj inteligenciji to sada omogućava.“
Istraživači su testirali model koristeći drugu nezavisnu kohortu od 11.430 ambulantnih pacijenata (srednja starost 60,1 godina; 42,9% muškaraca) koji su imali rutinski ambulantni rendgenski snimak grudnog koša u Mass General Brighamu i potencijalno su bili podobni za terapiju statinima.
Od 11.430 pacijenata, 1.096, ili 9,6%, pretrpelo je veliki neželjeni srčani događaj tokom srednjeg praćenja od 10,3 godine. Postojala je značajna povezanost između rizika predviđenog CKSR-CVD modelom dubokog učenja rizika i uočenih velikih srčanih događaja.
Istraživači su takođe uporedili prognostičku vrednost modela sa utvrđenim kliničkim standardom za odlučivanje o podobnosti za statine. Ovo se moglo izračunati kod samo 2.401 pacijenta (21%) zbog nedostajućih podataka (npr. krvni pritisak, holesterol) u elektronskom zapisu. Za ovu podskupinu pacijenata, CKSR-CVD model rizika je bio sličan utvrđenom kliničkom standardu i čak je obezbedio inkrementalnu vrednost.
„Lepota ovog pristupa je da vam je potreban samo rendgenski snimak, koji se dobija milione puta dnevno širom svjeta“, rekao je dr Vajs. „Na osnovu jedne postojeće rendgenske slike grudnog koša, naš model dubokog učenja predviđa buduće velike štetne kardiovaskularne događaje sa sličnim performansama i inkrementalnom vrednošću prema utvrđenom kliničkom standardu.“
Dr Vajs je rekao da su dodatna istraživanja, uključujući kontrolisano, randomizovano ispitivanje, neophodna da bi se potvrdio model dubokog učenja, koji bi na kraju mogao da posluži kao alat za podršku odlučivanju za lekare koji leče.
„Ono što smo pokazali je da je rendgenski snimak grudnog koša više od rendgenskog snimka grudnog koša“, rekao je dr Vajs. „Sa ovakvim pristupom dobijamo kvantitativnu mjeru, koja nam omogućava da pružimo i dijagnostičke i prognostičke informacije koje pomažu kliničaru i pacijentu.
Koautori su Vineet Raghu, Ph.D., Kaavia Paruchuri, M.D., Pradeep Natarajan, M.D., M.M.S.C., Hugo Aerts, Ph.D., i Michael T. Lu, MD, M.P.H.
