Un instrument de inteligență artificială (AI) poate găsi acum boli de inimă ascunse dintr-un test de rutină.
În fiecare an, milioane de oameni ies dintr-un spital fără să știe că au o problemă gravă cu inima. Nu pentru că medicii sunt neglijenți. Nu pentru că testele potrivite nu există. Dar pentru că testele standard pe care medicii le folosesc în mod obișnuit pur și simplu nu pot identifica multe tipuri de boli cardiace structurale pe cont propriu.
O echipă de cercetători de la Universitatea Columbia și NewYork-Presbyterian ar fi găsit o modalitate de a schimba acest lucru. Ei au construit un instrument de inteligență artificială numit EchoNext care citește datele dintr-un test cardiac de rutină și detectează bolile cardiace structurale cu o mai mare acuratețe decât cardiologii umani. Acest studiu a fost publicat în revista Nature în iulie 2025.
Ce este boala cardiacă structurală?
Boala cardiacă structurală reprezintă probleme fizice ale inimii – valvele, camerele, mușchii sau vasele conectate direct cu aceasta. Boala include afecțiuni precum insuficiența cardiacă, boala valvulară, hipertensiunea pulmonară și îngroșarea severă a mușchiului inimii. Multe dintre aceste afecțiuni, dacă sunt găsite devreme, pot fi tratate cu medicamente sau intervenții chirurgicale. Dacă rămân nedetectate, pot fi fatale.
Testul standard de aur pentru diagnosticarea bolilor cardiace structurale este o ecocardiogramă – o scanare cu ultrasunete a inimii. O ecocardiogramă oferă medicilor o imagine clară a structurii și funcției inimii. Problema este că ecocardiogramele sunt scumpe, necesită specialiști calificați pentru a efectua și interpreta și nu sunt disponibile peste tot. Din cauza acestor bariere, de obicei, medicii comandă o ecocardiogramă doar atunci când un pacient prezintă deja simptome sau când au motive serioase să suspecteze o problemă.
Aceasta înseamnă că un număr mare de persoane cu boală cardiacă structurală nu primesc niciodată testul care ar putea dezvălui starea lor. Cercetările sugerează că, atunci când screening-ul sistematic cu ecocardiografie este efectuat în comunități, numărul cazurilor detectate de boli valvulare ale inimii se dublează mai mult decât cu îngrijirea de rutină. Cu alte cuvinte, până la jumătate din toate cazurile pot trece neobservate.
Electrocardiograma este un instrument utilizat pe scară largă, dar are limitări
Electrocardiograma (ECG) este un alt tip de test cardiac. Măsoară activitatea electrică a inimii. Medicii folosesc ECG-uri pentru a detecta ritmurile cardiace anormale, arterele coronare blocate și atacurile de cord din trecut. ECG-urile sunt ieftine, rapide, non-invazive și disponibile în aproape fiecare spital și clinică din lume. Medicii efectuează sute de milioane de ECG în fiecare an.
Dar ECG-urile au o limitare binecunoscută. De zeci de ani, cardiologii au înțeles că nu poți detecta boala cardiacă structurală doar dintr-o electrocardiogramă. Semnalele electrice captate de test nu dezvăluie în mod direct leziuni fizice ale valvelor cardiace sau ale mușchilor. După cum a spus dr. Pierre Elias, care a condus cercetarea EchoNext: „Cu toții am fost învățați la facultatea de medicină că nu poți detecta boala cardiacă structurală dintr-o electrocardiogramă”.
EchoNext contestă această presupunere.
Cum funcționează EchoNext
EchoNext este un model de învățare profundă – un tip de inteligență artificială care învață tipare din cantități mari de date. Cercetătorii au instruit acest model pe mai mult de 1,2 milioane de perechi ECG-ecocardiogramă colectate de la peste 230.000 de pacienți din opt spitale de-a lungul a 14 ani. Studiind fiecare ECG alături de rezultatul ecocardiogramei corespunzător de la același pacient, modelul a învățat să găsească modele subtile în datele ECG care corespund problemelor structurale ale inimii – modele prea slabe și complexe pentru a fi detectate de ochiul uman.
Acest model ia ca intrare atât forma de undă ECG brută, cât și șapte valori standard pe care medicii le înregistrează deja: vârsta, sexul, frecvența atrială, frecvența ventriculară, intervalul PR, durata QRS și intervalul QT corectat. Apoi produce un scor de risc care le spune medicilor cât de probabil este ca pacientul să aibă o boală cardiacă structurală.
În mod crucial, EchoNext nu încearcă să înlocuiască ecocardiograma. În schimb, acționează ca un filtru inteligent. Acesta identifică pacienții, dintre mulți care primesc ECG de rutină, sunt expuși unui risc suficient de mare încât medicii ar trebui să urmărească cu o ecocardiogramă. „EchoNext utilizează practic testul mai ieftin pentru a afla cine are nevoie de ecografie mai scumpă”, a explicat dr. Elias.
Ce a constatat această cercetare
Rezultatele acestui studiu au fost izbitoare. Într-o comparație directă cu 13 cardiologi care au analizat 3.200 de ECG, EchoNext a obținut o rată de precizie de 77%, comparativ cu 64% pentru cardiologi. Chiar și atunci când cardiologii au avut acces la scorurile de risc ale EchoNext pentru a le ajuta să-și ghideze deciziile, au funcționat în continuare sub modelul de inteligență artificială, lucrând pe cont propriu.
Echipa de cercetare a rulat, de asemenea, EchoNext în ceea ce ei au numit o „implementare silențioasă” – au aplicat acest instrument la aproape 85.000 de pacienți care au primit un ECG, dar nu au avut o ecocardiogramă anterioară. Acest instrument a identificat mai mult de 7.500 dintre acești pacienți (aproximativ 9%) ca fiind cu risc ridicat de boli cardiace structurale nediagnosticate. Medicii care monitorizează acești pacienți în anul următor au confirmat că predicțiile EchoNext au ținut sus, cu o valoare predictivă pozitivă de 74% în rândul celor care au continuat să primească ecocardiograme.
Cercetătorii au validat apoi EchoNext la patru sisteme spitalicești independente, inclusiv Cedars-Sinai, Universitatea din California San Francisco și Institutul de Inimă din Montreal. Acest model a menținut o acuratețe puternică în spitalele cu diferite populații de pacienți și rate diferite de boli cardiace structurale, ceea ce sugerează că acest instrument funcționează în mod fiabil în afara mediului specific în care a fost construit.
Pacienți adevărați, rezultate reale
Cercetătorii EchoNext au împărtășit trei cazuri specifice în care acest instrument a condus direct la un diagnostic care a schimbat viața. În primul caz, EchoNext a detectat stenoza aortică severă – o afecțiune în care valva care controlează fluxul de sânge din inimă devine periculos de îngustă – la un pacient care nu a avut un diagnostic anterior de boală cardiacă structurală. Pacientul respectiv a primit apoi o procedură minim invazivă de înlocuire a valvei cardiace cunoscută sub numele de înlocuire a valvei aortice transcateter.
În al doilea caz, acest instrument a detectat insuficiența mitrală severă – o afecțiune în care sângele curge înapoi între două camere ale inimii. Pacientul a continuat să fie operat de valvă corectivă. În al treilea caz, EchoNext a detectat insuficiență cardiacă, iar pacientul a primit în cele din urmă un transplant de inimă. Fiecare dintre acești pacienți a suferit un ECG de rutină fără ca nimeni să suspecteze o boală cardiacă structurală. EchoNext a găsit ceea ce ochilor umani au ratat.
Ce înseamnă asta pentru tine?
Dacă ați avut vreodată un ECG la un spital sau o clinică, ați experimentat deja tipul de test pe care îl citește EchoNext. Nu ai nevoie de o procedură separată, de echipament suplimentar sau de pregătire suplimentară. Aceleași date pe care le produce deja testul ar putea, cu EchoNext rulând în fundal, să vă avertizeze medicul că aveți nevoie de investigații suplimentare.
Acest lucru contează cel mai mult în mediile în care cardiologii și aparatele de ecocardiogramă sunt rare – spitale rurale, clinici comunitare și sisteme de sănătate din țările cu venituri mai mici. Deoarece EchoNext rulează pe date ECG standard, ar putea extinde raza de acțiune a screening-ului bolilor de inimă la persoanele care altfel nu ar primi niciodată o ecocardiogramă.
Dr. Elias și echipa sa cred că „ECG plus inteligența artificială are potențialul de a crea o paradigmă de screening complet nouă”. Cercetătorii lucrează în prezent pentru a face această tehnologie disponibilă pe scară largă și pentru a îmbunătăți modelul în continuare, pe măsură ce îl instruiesc pe seturi suplimentare de date despre pacienți.
EchoNext nu face încă parte din îngrijirea clinică standard. Cercetătorii și instituția lor – Universitatea Columbia – au depus un brevet pentru algoritm, iar echipa lucrează pentru o implementare mai largă. Ei au lansat, de asemenea, un set de date publice și o versiune ușoară a modelului pentru a sprijini cercetările ulterioare ale oamenilor de știință din întreaga lume.
Comunitatea de cercetare a reacționat cu un interes considerabil. Alte echipe se bazează deja pe setul de date de referință EchoNext pentru a dezvolta noi modele care combină inteligența artificială cu metode statistice, cu scopul de a face rezultatele nu doar precise, ci și interpretabile – astfel încât medicii să poată înțelege ce caracteristici specifice ale unui semnal ECG au condus la un anumit scor de risc.
Surse de informare:
- Centrul medical Irving al Universității Columbia. Poate AI detecta bolile cardiace ascunse?
- ColumbiaDoctors / NewYork-Presbyterian. EchoNext: Instrumentul AI găsește o boală cardiacă structurală ascunsă
- NewYork-Presbyterian Advances in Cardiology. Studiul arată că instrumentul de screening AI poate detecta bolile cardiace structurale folosind datele electrocardiogramei
- Stiri-medicale. Modelul ECG alimentat cu inteligență artificială îi depășește pe medici în detectarea bolilor cardiace ascunse
- În interiorul medicinei de precizie. AI transformă ECG-urile într-un instrument puternic de screening al bolilor cardiace
- ODSC / Știința datelor deschise. Modelul AI detectează boli cardiace ascunse din ECG, depășind cardiologii
- Jurnalul Nature. Detectarea bolilor cardiace structurale din electrocardiograme folosind AI PhysioNet. EchoNext: un set de date pentru detectarea bolilor cardiace structurale confirmate prin ecocardiogramă din ECG
- Colegiul American de Cardiologie. Tendințe transformatoare în medicina cardiovasculară pentru 2025
- Healio. 2026: Anul se extinde cutia noastră de instrumente în cardiologie
Discussion about this post