Vještačka inteligencija iz EKG-a tokom sna može predvidjeti rizik od srčanih bolesti i smrti u narednih deset godina

Podaci sa samo jedne elektrokardiografske (EKG) elektrode postavljene na grudi tokom sna dovoljni su da vještačka inteligencija procijeni rizik osobe od srčanih oboljenja i smrti u narednih deset godina, pokazalo je novo istraživanje američkih naučnika objavljeno u časopisu SLEEP, a podržano od strane američkog Nacionalnog instituta za zdravlje (NIH).

Istraživački tim predvođen naučnicima sa Emory Universityja prvo je obučio sistem dubokog učenja na javnim zdravstvenim podacima gotovo 16.000 pacijenata koji su učestvovali u studiji sna u Massachusetts General Hospitalu u Bostonu i kojima je tokom spavanja snimana aktivnost srca. Potom je model testiran na još dva skupa podataka — gotovo 10.000 pacijenata iz Emory University Hospitala i 13.000 pacijenata iz Beth Israel Deaconess Medical Centera, također u Bostonu.

Rizici rastu sa svakim stepenom rezultata

Nakon što je model razvrstao učesnike po nivoima dugoročnog kardiovaskularnog rizika, pokazalo se da svaki porast rezultata za jednu standardnu devijaciju donosi 103 do 172 posto veći rizik od fibrilacije pretkomora (nepravilnog rada srca), 19 do 40 posto veći rizik od moždanog udara, 69 do 133 posto veći rizik od zatajenja srca te 65 do 82 posto veći rizik od smrti iz bilo kojeg razloga. Samo je jedna grupa učesnika pokazala značajno povećan rizik od budućeg srčanog udara (infarkta miokarda).

„Ovaj novi pristup ima potencijal da identifikuje osobe pod rizikom od kardiovaskularnih bolesti godinama prije nego što se pojave klinički simptomi", izjavio je David Goff, vršilac dužnosti direktora NIH-ovog Instituta za srce, pluća i krv (NHLBI). Dodao je da je sljedeći korak procijeniti poboljšava li ova informacija tradicionalnu procjenu rizika.

Zašto je san posebno otkriven

Problemi sa spavanjem, poput nesanice, poznati su faktori rizika za kardiovaskularne bolesti. Uz to, tokom polisomnografije (PSG), zlatnog standarda za dijagnostiku poremećaja spavanja, srce se često također snima — ali se ti podaci rijetko uzimaju u obzir ako ne pokažu ozbiljnu nepravilnost, pa suptilne informacije o radu srca ostanu neiskorištene.

Tradicionalni modeli kardiovaskularnog rizika oslanjaju se na EKG snimke napravljene dok je osoba budna ili u pokretu. Istraživači su sada pokazali da EKG snimke, u kombinaciji sa fazama sna, imaju jaku prediktivnu vrijednost čak i kada se uzmu u obzir drugi faktori rizika poput godina, spola, dijabetesa, hipertenzije i pušenja. Najindikativnijim su se pokazale promjene ritma srca i električne provodljivosti u najlakšoj fazi sna, kada nervni sistem prolazi kroz brze promjene.

Uključivanje EKG podataka iz sna poboljšalo je postojeće modele rizika za najviše 6 posto za fibrilaciju pretkomora, 9 posto za zatajenje srca i 7 posto za predviđanje smrtnosti. Autori priznaju da ti apsolutni pomaci djeluju skromno, ali napominju da ipak bolje razdvajaju osobe koje će i neće razviti zatajenje srca od tradicionalnih metoda.

„Važno je da smo utvrdili kako dodavanje rezultata našeg modela dubokog učenja poboljšava predviđanje ishoda srčanih bolesti izvan utvrđenih faktora rizika", rekao je Gari Clifford, autor studije i profesor biomedicinskog inženjerstva na Georgia Institute of Technology. Prema njegovim riječima, ugrađivanje takvih rezultata u studije sna ima veliki potencijal za ranije otkrivanje kardiovaskularnih bolesti i aktivniju brigu o pacijentima.

Uz dalji razvoj, AI sistem ima potencijal da pomogne zdravstvenim radnicima u skriningu pacijenata sa poremećajima spavanja koji su pod povećanim rizikom od zatajenja srca. „U budućnosti bi ovakvi dokazani analitički pristupi mogli biti integrirani u postojeće dijagnostičke testove za pacijente koji prolaze studije sna, kao alat za skrining više nepovoljnih kardiovaskularnih ishoda", izjavio je Goff.