Штучний інтелект навчився знаходити ризик раптової смерті

Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі навчили штучний інтелект знаходити на звичайній електрокардіограмі ознаку, пов’язану з підвищеним ризиком раптової серцевої смерті. Йдеться про сигнал, який стандартні методи скринінгу не виявляють.

Алгоритм тренували на 441 614 ЕКГ, зібраних у Швеції впродовж шести років. Записи зіставляли з медичними картками та свідоцтвами про смерть, щоб модель могла навчитися розпізнавати особливості електричної активності серця, що передують раптовій зупинці. Потім її перевірили на незалежних даних із США — понад 250 000 ЕКГ від 139 613 пацієнтів — і на вибірці з лікарні в Тайбеї.

У шведській вибірці модель виділила групу ризику, що становила 2,2% пацієнтів. Річна частота раптової серцевої смерті в ній сягнула 7%. Для порівняння: серед пацієнтів, яких традиційний метод — оцінка фракції викиду лівого шлуночка — відносить до групи підвищеного ризику, цей показник склав 4,6%. При цьому 86,1% тих, кого знайшов алгоритм, за класичним критерієм взагалі не вважалися б небезпечними.

Дослідники також спробували зрозуміти, що саме бачить нейромережа. Прогностичну модель поєднали з генеративною, яка створювала змінені варіанти кардіограм із поступово зростаючою оцінкою ризику. Порівняння таких записів дозволило виявити незвичну форму комплексу QRS у відведенні aVL: кінець зубця R виявився згладженим і замінював характерний різкий негативний зубець S. Автори вважають цю особливість раніше не описаною в медичній літературі, хоча поки що не встановили, які саме зміни в тканинах серця її спричиняють.

Перевірка на даних з інших країн підтвердила, що модель працює за межами навчальної вибірки. У США вона виявляла підвищений ризик шлуночкових аритмій, у Тайвані — розпізнавала пацієнтів із подальшими зупинками серця через порушення ритму. Утім, дослідники підкреслюють: алгоритм поки не готовий замінити лікарське обстеження чи самостійно вирішувати, кому потрібен імплантований дефібрилятор.

Наступний крок — випробування в реальній клінічній практиці. Керівник дослідження Зіад Обермейер зі Школи громадської охорони здоров’я Берклі вже співпрацює з медичними організаціями у Швеції, США та Тайвані. Пацієнтів, яких виявить алгоритм, планують спостерігати додатково — зокрема за допомогою спеціального пластиря, що безперервно записує електричну активність серця. Триваліші записи можуть допомогти розібратися, які фізіологічні процеси стоять за знайденим сигналом.

Раптова зупинка серця відрізняється від інфаркту: вона виникає через збій електричної активності, а не через закупорку судин. Щороку лише у США від неї гинуть понад 300 000 людей. Головна проблема профілактики — точно визначити, кому справді потрібен імплантований дефібрилятор: нинішні критерії одночасно пропускають частину тих, кому прилад міг би врятувати життя, і направляють на імплантацію пацієнтів, у яких він так і не спрацьовує. Новий метод не вирішує цю проблему остаточно, але пропонує шукати додаткові ознаки небезпеки в обстеженні, яке вже давно застосовується в медицині.