Model ECG bazat pe inteligență artificială anticipează cu precizie riscul de boli de inimă

Cercetătorii au dezvoltat și validat un model de electrocardiografie (ECG) îmbunătățit cu inteligență artificială (IA), denumit AIRE, capabil să integreze istoricul medical și rezultatele imagistice ale pacienților pentru a prezice riscul de mortalitate și boli cardiovasculare (BCV). Modelul se evidențiază prin capacitatea de a oferi predicții temporale detaliate, sprijinind intervenții clinice proactive atât pe termen scurt, cât și pe termen lung.
Electrocardiograma (ECG) este o metodă neinvazivă esențială în evaluarea activității electrice a inimii, însă recent au fost explorate noi aplicații ale IA pentru a extinde utilizarea ECG în predicțiile de risc cardiovascular. Studiile anterioare de predicție cu IA au fost limitate de lipsa de explicații biologice clare și de dificultăți în generarea unor predicții acționabile pe termen lung, aspecte adresate de modelul AIRE prin predicții specifice timpului și bolilor.

Studiul publicat în The Lancet a utilizat un set de date amplu din diverse surse geografice, incluzând spitale și centre de cercetare din SUA, Brazilia și Marea Britanie, pentru a asigura o validare extinsă. AIRE a fost dezvoltat și antrenat prin rețele neuronale convoluționale care au generat curbe de supraviețuire specifice pacienților, evaluând riscul de mortalitate în funcție de timp și riscul pentru afecțiuni cardiovasculare particulare.

Pentru validarea modelului, cercetătorii au folosit metode statistice precum curbele Kaplan-Meier și modelele Cox, iar pentru explicația biologică au recurs la studii de asociere fenomică (PheWAS) și genomică (GWAS) pentru a identifica markeri cardiac și metabolic relevanți.

Rezultate

Modelul AIRE s-a dovedit capabil să prezică cu acuratețe mortalitatea de orice cauză și evenimente cardiovasculare, incluzând aritmii ventriculare și insuficiența cardiacă. Rezultatele testelor au arătat că AIRE depășește modelele tradiționale în predicția riscului de deces cardiovascular, atingând un indice C cumulativ de 0,794. De asemenea, a reușit să prevadă insuficiența cardiacă chiar și la indivizi fără istoric personal sau familial de BCV, ceea ce este esențial pentru identificarea precoce în populațiile cu risc scăzut.

Un aspect deosebit de interesant al modelului este că oferă predicții precise folosind date ECG de la dispozitive cu un singur electrod, relevând aplicația AIRE pentru monitorizarea la distanță a pacienților, inclusiv pentru cei care nu au acces facil la servicii medicale.

Concluzii

Studiul prezintă AIRE ca fiind o platformă IA-ECG acționabilă, explicabilă și validată biologic, cu potențial de utilizare în multiple contexte clinice la nivel global. Aceasta oferă atât predicții pe termen scurt, cât și pe termen lung, fiind aplicabilă în monitorizarea primară și secundară a pacienților și susținând intervenții personalizate pentru riscuri specifice de boală.

sursa: News Medical