Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли создали систему искусственного интеллекта, которая выявляет в обычных электрокардиограммах (ЭКГ) незаметные электрические сигналы, связанные с повышенным риском внезапной сердечной смерти. Работа опубликована в журнале Nature, сообщает SciTechDaily. Алгоритм превзошёл стандартный клинический метод отбора пациентов, что может позволить врачам находить больше людей из группы риска до того, как их сердце внезапно остановится.
Для обучения модели учёные изучили свыше 440 тысяч ЭКГ, собранных за шесть лет в системе здравоохранения Швеции. Записи сопоставили со свидетельствами о смерти и на этой основе научили ИИ распознавать электрические картины, предшествовавшие внезапной сердечной смерти. В обучающий набор вошли данные здоровых людей, пациентов с известными болезнями сердца и тех, кто позже умер от сердечных причин. Затем алгоритм проверили на независимых наборах пациентов из Сан-Диего и Тайбэя, чтобы убедиться в надёжности прогнозов для разных групп населения. Модель находила тонкие изменения формы ЭКГ, которые обычная клиническая оценка часто пропускает, хотя физиологический механизм этих изменений пока не установлен.
Обычно риск внезапной сердечной смерти врачи оценивают по фракции выброса — объёму крови, который сердце выбрасывает за одно сокращение. Этот показатель помогает решить, показан ли пациенту имплантируемый кардиовертер-дефибриллятор, отслеживающий опасные нарушения ритма и подающий электрический разряд. Система ИИ выделила группу пациентов с годовой частотой внезапной сердечной смерти 7%, тогда как у людей, отнесённых к высокому риску по традиционному критерию, этот показатель составил 4,6%. Многие из тех, на кого указал алгоритм, по действующим клиническим правилам не считались бы пациентами высокого риска, а значит, обычные ЭКГ могут помочь выявить людей, которые иначе остались бы незамеченными.
«Медицинские решения действительно сложны, и именно поэтому ИИ так меня вдохновляет, — сказал Зиад Обермайер, доцент Школы общественного здравоохранения Калифорнийского университета в Беркли и ведущий автор исследования. — Мы можем не только принимать более верные решения, но и начать понимать, что на самом деле происходит с этими пациентами до остановки сердца».
В США от внезапной остановки сердца ежегодно умирают более 300 тысяч человек. В отличие от инфаркта, при котором перекрывается кровоток к части сердца, остановка сердца связана с внезапным сбоем электрических сигналов, координирующих сердцебиение: сердце перестаёт эффективно качать кровь, и без немедленной помощи смерть может наступить за минуты. Сердечно-лёгочная реанимация и дефибрилляция иногда восстанавливают кровообращение, но около 90% людей, перенёсших остановку сердца вне больницы, не выживают. Среди них есть и пожилые люди с уже установленными сердечно-сосудистыми заболеваниями, и внешне здоровые молодые спортсмены без известных проблем с сердцем.
Имплантируемые дефибрилляторы способны предотвратить часть таких смертей, но определить, кому они нужны, по-прежнему трудно. Примерно двум третям устройств, установленных пациентам из группы высокого риска, так и не приходится подавать разряд, а многие из тех, кто в итоге умирает от внезапной остановки сердца, вообще не проходят специализированное кардиологическое обследование. «У некоторой части этих людей мы могли бы предотвратить смерти, если бы просто вовремя узнали об этом», — отметил Обермайер. Сейчас его группа вместе с системами здравоохранения Швеции, Тайваня и США применяет алгоритм к больничным базам ЭКГ. Пациентам из группы риска врачи могли бы предлагать носимые мониторы, непрерывно записывающие электрическую активность сердца, а дальнейшие исследования должны показать, снижает ли такое применение алгоритма число смертей.