Koulutus ja validointi

Tutkijaryhmä koulutti syväoppimismallin yli 440 000 EKG:llä Ruotsista, joihin oli yhdistetty tieto kuolinsyistä. Mallille syötettiin terveiden henkilöiden, riskipotilaiden ja niiden henkilöiden sydänfilmejä, jotka myöhemmin kuolivat äkkikuolemaan, kunnes se oppi tunnistamaan riskiä ennustavat aaltomuodot. Tämän jälkeen malli validoitiin tuhansilla lisäpotilastiedoilla sekä USA:sta (San Diegon alue) että Taiwanista (Taipei).

Riskin havaitsemisen tarkkuus

Tekoälyjärjestelmä tunnistaa korkean riskin ryhmän, jonka vuosittainen äkkikuoleman todennäköisyys on 7%. Nykyisillä kliinisillä testeillä (jotka mittaavat esimerkiksi sydämen pumppaustehoa) vastaava luku on vain 4,6%. Malli tunnistaa suuremman korkean riskin potilasjoukon ja ennustaa paremmin, kuka tulee kärsimään sydänpysähdyksestä – erot tarkoittavat tuhansia potilaita vuodessa, jotka nykymittarein vaikuttavat matalan riskin potilailta.

Miksi havaitseminen on ollut niin vaikeaa

Äkillinen sydänpysähdys tappaa Yhdysvalloissa yli 300 000 ihmistä vuosittain. Se tapahtuu, kun sydämen sähköjärjestelmä lakkaa yllättäen toimimasta ilman varoitusta. Obermeyer huomauttaa, että tehokas parannuskeino on olemassa – sydämen rytmihäiriötahdistin (ICD), joka antaa sydämelle sähköiskun ja palauttaa sen normaaliin rytmiin – mutta lääkärit eivät pysty tunnistamaan, kuka tarvitsee laitetta ennen kuin on liian myöhäistä. Keskeinen ongelma on se, että ihmiset kuolevat niin äkillisesti, että on lähes mahdotonta tietää, mitä sydämessä tapahtui juuri ennen pysähdystä; ruumiinavaukset paljastavat rakenteelliset yksityiskohdat, mutta eivät sähköistä toimintaa juuri ennen kuolemaa.

Seuraavat vaiheet

Tutkijat suunnittelevat ottavansa algoritmin käyttöön terveydenhuoltojärjestelmissä auttaakseen lääkäreitä tunnistamaan paremmin ne potilaat, jotka hyötyisivät rytmihäiriötahdistimesta. Tutkimus avaa myös oven uudelle tutkimukselle sydämen sähkötoimintahäiriöiden taustalla olevista fysiologisista mekanismeista. Obermeyerin mukaan tavoitteena on "tehdä paitsi parempia päätöksiä, myös ymmärtää, mitä näille potilaille todella tapahtuu ennen kuin heidän sydämensä pysähtyy". Koska EKG-tutkimukset ovat rutiininomaisia, edullisia ja saatavilla lähes kaikissa maailman sairaaloissa, työkalua voitaisiin laajentaa pelastamaan ihmishenkiä maailmanlaajuisesti.

Koulutus ja validointi

Tutkijaryhmä koulutti syväoppimismallin yli 440 000 EKG:llä Ruotsista, joihin oli yhdistetty tieto kuolinsyistä. Mallille syötettiin terveiden henkilöiden, riskipotilaiden ja niiden henkilöiden sydänfilmejä, jotka myöhemmin kuolivat äkkikuolemaan, kunnes se oppi tunnistamaan riskiä ennustavat aaltomuodot. Tämän jälkeen malli validoitiin tuhansilla lisäpotilastiedoilla sekä USA:sta (San Diegon alue) että Taiwanista (Taipei).

Riskin havaitsemisen tarkkuus

Tekoälyjärjestelmä tunnistaa korkean riskin ryhmän, jonka vuosittainen äkkikuoleman todennäköisyys on 7%. Nykyisillä kliinisillä testeillä (jotka mittaavat esimerkiksi sydämen pumppaustehoa) vastaava luku on vain 4,6%. Malli tunnistaa suuremman korkean riskin potilasjoukon ja ennustaa paremmin, kuka tulee kärsimään sydänpysähdyksestä – erot tarkoittavat tuhansia potilaita vuodessa, jotka nykymittarein vaikuttavat matalan riskin potilailta.

Miksi havaitseminen on ollut niin vaikeaa

Äkillinen sydänpysähdys tappaa Yhdysvalloissa yli 300 000 ihmistä vuosittain. Se tapahtuu, kun sydämen sähköjärjestelmä lakkaa yllättäen toimimasta ilman varoitusta. Obermeyer huomauttaa, että tehokas parannuskeino on olemassa – sydämen rytmihäiriötahdistin (ICD), joka antaa sydämelle sähköiskun ja palauttaa sen normaaliin rytmiin – mutta lääkärit eivät pysty tunnistamaan, kuka tarvitsee laitetta ennen kuin on liian myöhäistä. Keskeinen ongelma on se, että ihmiset kuolevat niin äkillisesti, että on lähes mahdotonta tietää, mitä sydämessä tapahtui juuri ennen pysähdystä; ruumiinavaukset paljastavat rakenteelliset yksityiskohdat, mutta eivät sähköistä toimintaa juuri ennen kuolemaa.

Seuraavat vaiheet

Tutkijat suunnittelevat ottavansa algoritmin käyttöön terveydenhuoltojärjestelmissä auttaakseen lääkäreitä tunnistamaan paremmin ne potilaat, jotka hyötyisivät rytmihäiriötahdistimesta. Tutkimus avaa myös oven uudelle tutkimukselle sydämen sähkötoimintahäiriöiden taustalla olevista fysiologisista mekanismeista. Obermeyerin mukaan tavoitteena on "tehdä paitsi parempia päätöksiä, myös ymmärtää, mitä näille potilaille todella tapahtuu ennen kuin heidän sydämensä pysähtyy". Koska EKG-tutkimukset ovat rutiininomaisia, edullisia ja saatavilla lähes kaikissa maailman sairaaloissa, työkalua voitaisiin laajentaa pelastamaan ihmishenkiä maailmanlaajuisesti.