Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является наиболее распространенной формой сердечных заболеваний и встречается примерно у 18 лет.2 миллиона взрослых американцев. Это заболевание определяется сужением сосудов, которые снабжают сердце критически важным кислородом и питательными веществами, что обычно вызвано закупоркой бляшек и воспалением. Но не все бляшки имеют одинаковый состав, и хотя закупорка сердечных сосудов может вызвать сердечный приступ и остановку сердца, не все области с закупоркой создают проблемы с кровотоком.
В недавнем исследовании, опубликованном в Международном журнале кардиологии, изучался неинвазивный метод, позволяющий предсказать, какие закупорки требуют хирургического вмешательства (установка стента или шунтирования), а какие можно лечить без хирургического вмешательства. С помощью многонациональной исследовательской группы исследователи из Медицинского университета Южной Каролины Akos Varga-Szemes, M.D., Ph.D., и ты. Джозеф Шёпф, M.D., провела валидационное исследование с помощью новой программы искусственного интеллекта (ИИ) для сравнения прогнозов, сделанных программным обеспечением, с ранее зарегистрированными измерениями пациентов.
Исходные измерения были определены в соответствии с принятым в настоящее время стандартом ухода, который требует катетеризации для проверки скорости потока внутри сосудов. С помощью новой программы Шёпф и Варга-Семес стремятся неинвазивно охарактеризовать кровоток в сосудах сердца, чтобы решить, какие пациенты являются хорошими кандидатами на повторное открытие сосудов, а кого лучше оставить в покое.
В исследовании были проанализированы данные 113 пациентов с подозрением на ИБС, которым была проведена неинвазивная коронарная компьютерная томография, а также инвазивная катетеризация для измерения кровотока, в частности числа, называемого фракционным резервом кровотока (FFR). Для коронарного КТ-сканирования пациенты получали инъекцию красителя для визуализации коронарных кровеносных сосудов. Для катетеризации катетер с датчиком давления вводился через сосуд в руке или ноге и направлялся к сердцу и целевой блокаде, процедура, которая несет в себе весь дискомфорт и многие риски инвазивной хирургии.
Скомпилированный набор данных использовался в качестве стандартной базовой линии, и исследователи развернули программное обеспечение AI, чтобы сделать свои прогнозы на основе данных КТ для трех основных коронарных артерий (левой передней нисходящей артерии, левой огибающей артерии и правой коронарной артерии) и ветвящихся артерий. Затем они сравнили наборы данных, чтобы определить точность прогноза программного обеспечения.
Команда использовала коммерчески доступное программное обеспечение vascuCAP, систему на основе ИИ, которую они разрабатывают с биотехнологической компанией Elucid. Программа просматривает коронарные КТ-изображения сосудов и бляшек сердца и определяет их состав. Эта информация сама по себе может быть полезна для клиницистов, потому что состав бляшки влияет на эластичность сосудов и риск нарушения кровотока – например, жировые бляшки с большим количеством липидов более хрупкие и с большей вероятностью в конечном итоге приведут к сердечному приступу. , тогда как бляшки, состоящие из кальция, более стабильны и с меньшей вероятностью связаны с сердечным приступом. И что немаловажно, алгоритмы ИИ программного обеспечения затем используют состав бляшки для оценки кровотока через эту область.
"Речь идет об алгоритме искусственного интеллекта, который изучает различные характеристики или различные компоненты блокировки," Варга-Семес сказал. "Основываясь на этих результатах, он предсказывает, ограничивает ли это кровоток."
Алгоритм вычисляет FFR, оценивая расход до и после налета и определяя разницу. Хотя это то же самое измерение, которое выполняется при катетеризации, катетер представляет собой жесткий инструмент, который необходимо проталкивать через сосуды, чтобы добраться до бляшек и за их пределы. Но поскольку бляшки часто бывают хрупкими и нестабильными, а сама процедура сопряжена с некоторым риском осложнений, по возможности предпочтительно избегать этого риска.
Кроме того, программное обеспечение может исследовать кровоток через несколько целевых областей и перемещаться вверх и вниз по сосуду без манипуляций, которые потребовались бы при катетеризации. Он также предоставляет врачам карту всей сети сердечных сосудов, выявляя любые проблемные области и предоставляя числовые значения для указания скорости потока.
Результаты валидационного исследования показали, что программное обеспечение работает хорошо и дает результаты, которые очень тесно коррелируют с результатами, полученными при катетеризации, но без рисков инвазивной процедуры и с меньшими затратами времени и средств.
Возможность неинвазивного прогнозирования значимости блокады ИБС – отличная новость для пациентов, которые могут избежать дискомфорта и рисков инвазивной катетеризации, при этом минимизируя свои сердечные риски и получая необходимое лечение. Это также приносит пользу клиницистам и больницам, экономя драгоценное время и затраты на установку катетера, при этом предоставляя врачам информацию, необходимую для выбора наилучших планов лечения для своих пациентов.
"На КТ можно увидеть особенности высокого риска, которые помогают нам предсказать, какие пациенты более склонны к сердечному приступу в будущем, независимо от того, как выглядит кровоток в данный момент," Шопф сказал. "Таким образом, врачи могут определить, какие пациенты нуждаются в их помощи прямо сейчас, а также какие пациенты нуждаются в дополнительной ТСХ в своем лечении, чтобы предотвратить сердечные приступы в будущем."
Следующим шагом будет работа с большим количеством пациентов и продолжение проверки программного обеспечения. Если все пойдет хорошо, врачи могут вскоре решить, как оптимально лечить своих пациентов, не прибегая к инвазивным процедурам.