Серцево-судинні захворювання (ССЗ) залишаються однією з найчастіших причин смертності у всьому світі. Щороку мільйони людей стикаються з проблемами серця, які можна виявляти й попереджати на ранніх стадіях. Однак точна діагностика ССЗ досі є складним і трудомістким завданням для лікарів, яке потребує оперативних і точних рішень.
У цьому контексті на допомогу приходять новітні технології штучного інтелекту, які можуть здійснити справжню революцію у сфері охорони здоровʼя.
ШІ здатен обробляти величезні обсяги медичних даних, розпізнавати приховані закономірності та допомагати лікарям робити точніші висновки. Завдяки розвитку машинного навчання, алгоритмам обробки зображень та аналізу великих даних ШІ вже став практичним інструментом у руках кардіологів. Ці технології не тільки підвищують точність діагностики, а й дають змогу виявляти захворювання на ранніх етапах, коли лікування може бути найбільш ефективним.
У цій статті ми спробуємо розібратися, як саме штучний інтелект допомагає виявляти ССЗ, які нові можливості він надає лікарям та пацієнтам і як застосування ШІ змінює підхід до лікування хвороб серця.
Діагностика за допомогою ШІ
Рання діагностика ССЗ є надзвичайно важливою, адже більшість хвороб серця можуть бути ефективно попереджені або вилікувані, якщо виявити їх на ранніх стадіях.
Ключовий напрям використання ШІ в кардіології – комп’ютерне бачення. Це технологія, що дає змогу обробляти медичні зображення з надзвичайною точністю. Алгоритми, розроблені для аналізу таких візуальних даних, як КТ, МРТ, ангіограми та ехокардіограми, можуть розпізнавати патологічні зміни. Наприклад, алгоритми можуть визначати ознаки таких захворювань, як гіпертрофія лівого шлуночка або аномалії в будові коронарних артерій.
На зображенні показано, як (А) експерт вручну аналізував тривимірне зображення епікардіальної жирової тканини (EAT), і (В) як ті ж самі дані EAT визначено автоматично за допомогою ШІ. Це рішення автоматизує процес, зменшуючи залежність від ручної роботи експертів.
Аналіз електрокардіограм (ЕКГ) залишається одним із найпоширеніших і найважливіших методів діагностики серцевих захворювань. Алгоритми ШІ здатні аналізувати ЕКГ у реальному часі та знаходити приховані патерни, які можуть свідчити про серйозні порушення ритму серця, такі як фібриляція передсердь або інфаркт. Оскільки деякі види аритмії є епізодичними й можуть бути пропущені під час звичайного огляду, програми, що використовують ШІ, допомагають проводити безперервний моніторинг, виявляючи навіть короткочасні порушення.
Алгоритми ШІ можуть обробляти великі масиви історичних медичних даних, виявляючи чинники, що підвищують ризик розвитку серцевих захворювань. Цей підхід дає змогу створювати прогностичні моделі, які враховують різні аспекти: анамнез пацієнта, рівень фізичної активності, стан здоров’я, генетичні фактори та інші змінні.
Аналізуючи такі чинники ризику, як фібриляція передсердь або артеріальна гіпертензія, алгоритми ШІ можуть спрогнозувати ймовірність інсульту та рекомендувати заходи для його попередження.
ШІ вже також навчився аналізувати звуки серця, використовуючи спеціальні алгоритми обробки звуку. Програми можуть визначати аномалії, що вказують на вади клапанів або інші проблеми. Це особливо корисно у віддаленій діагностиці, коли пацієнт не має змоги швидко дістатися до лікарні. ШІ аналізує записані звуки серця й автоматично виявляє відхилення, які можуть свідчити про порушення серцевих функцій.
Прогностичні моделі ШІ та індивідуальна оцінка ризиків
Прогнозування ризиків є одним із найпотужніших інструментів, які надає ШІ. Алгоритми, розроблені для аналізу величезних масивів медичних записів і особистих даних пацієнтів, допомагають створювати індивідуальні профілі ризиків для кожного пацієнта.
Наприклад, алгоритми прогнозування ризику інфаркту міокарда дають змогу кардіологам виявити пацієнтів, які найбільш вразливі до серцевих нападів, і рекомендувати їм додаткові обстеження або профілактичні заходи. Це, своєю чергою, дає змогу зосередити ресурси на пацієнтах, що потребують підвищеної уваги, знижуючи ризик несподіваних серцевих подій.
Медичні технології на основі ШІ
Телемедицина та ШІ дозволяють пацієнтам стежити за здоров’ям без відвідування лікарів, роблячи медичну допомогу доступнішою.
Сучасні носимі пристрої, такі як смартгодинники, фітнес-браслети та медичні монітори, активно використовують для постійного моніторингу показників серцевої діяльності. Пристрої оснащені спеціальними сенсорами та програмним забезпеченням, що дає змогу аналізувати дані в реальному часі. Це особливо важливо для пацієнтів із хронічними захворюваннями або тих, хто перебуває в групі ризику, оскільки такі пристрої можуть вчасно попереджати про небезпечні зміни у стані здоров’я.
- Носимі пристрої аналізують ритм серця в реальному часі, виявляючи можливі порушення, такі як аритмія, тахікардія або брадикардія. Якщо виникають небезпечні зміни, пристрій може миттєво повідомити людину, що їй необхідно звернутися по допомогу. Також він може автоматично повідомити лікаря.
- ШІ здатен виявляти довгострокові зміни в стані пацієнта, які можуть сигналізувати про прогресування захворювання або потребу в корекції терапії.
Мобільні застосунки, що працюють на основі ШІ, допомагають пацієнтам тримати на контролі роботу серця, дотримуватися режиму лікування й вести здоровий спосіб життя. Вони можуть аналізувати фізичну активність, нагадувати про прийом ліків та надавати рекомендації щодо харчування й інших аспектів догляду за серцем.
Допомога в ухваленні клінічних рішень
Штучний інтелект надає лікарям інструменти для ухвалення більш обґрунтованих клінічних рішень. Наприклад, у випадках складних діагностичних завдань ШІ аналізує симптоми, лабораторні дані та інші показники, щоб допомогти лікарям визначити можливий діагноз. Такі інструменти відомі як системи підтримки ухвалення клінічних рішень.
Системи на основі ШІ дають змогу лікарям отримувати рекомендації щодо лікування: ШІ може порівнювати клінічні дані пацієнта з базою даних аналогічних випадків та пропонувати варіанти лікування, які мали найвищу ефективність. ШІ здатен прогнозувати результати різних методів лікування, що допомагає лікарю обрати найоптимальніший підхід для конкретного пацієнта.
Участь ШІ в розробці ліків
Алгоритми ШІ також активно використовують для розробки нових ліків. За допомогою великих даних та машинного навчання дослідники можуть моделювати вплив препаратів на серцево-судинну систему, оцінювати їх ефективність і мінімізувати побічні ефекти ще на етапі розробки.
- Алгоритми ШІ можуть проаналізувати великі обсяги інформації з клінічних досліджень та літератури, скорочуючи час на створення нових препаратів.
- ШІ може допомогти визначити, які препарати найбільше підходять конкретному пацієнту, врахувавши його індивідуальні особливості та ризики.
Профілактика серцево-судинних захворювань
Ще одна важлива сфера застосування ШІ в кардіології – це профілактика ССЗ. ШІ дає змогу передбачити ризики захворювань та запобігти їх розвитку, що є значно ефективнішим підходом, ніж лікування вже наявних проблем. На основі аналізу даних та історії захворювань алгоритми ШІ можуть надавати індивідуальні рекомендації, що зменшує ймовірність розвитку серцевих захворювань у майбутньому.
Роль ШІ в профілактиці ССЗ:
- ШІ може аналізувати тривалі зміни в показниках здоров’я, які можуть свідчити про ризик розвитку серцево-судинних проблем.
- ШІ може пропонувати пацієнтам план дій для зниження ризиків, що містить рекомендації щодо харчування, фізичної активності та способу життя.
Таким чином, розвиток штучного інтелекту в кардіології допомагає не лише виявляти захворювання на ранніх стадіях, а й передбачати можливі ризики, розробляти індивідуальні програми профілактики та значно підвищувати ефективність лікування. З року в рік такі рішення стають доступнішими, а діагностика та лікування – точнішими та менш інвазивними.
Майбутнє кардіології обіцяє ще більше інтеграції ШІ в медичні процеси, що підвищить якість життя, скоротить час лікування та знизить ризики смертності від ССЗ.
Раніше ми також писали, що ізраїльська компанія SpotitEarly створила інноваційний метод діагностики раку, об’єднавши технології штучного інтелекту (ШІ) із винятковою здатністю собак розпізнавати запахи.
