Interpretacja EKG: lekarz kardiolog vs. sztuczna inteligencja


Od kilku lat obserwujemy bardzo intensywny rozwój systemów wykorzystujących metody sztucznej inteligencji do interpretowania EKG i rozpoznawania istotnych klinicznie arytmii serca. Mimo, że dla większości praktykujących lekarzy, w tym kardiologów, zastąpienie doświadczonego oka algorytmem nadal jest pieśnią przyszłości, ostatnie pozytywne opienie Amerykańskiej Agencji ds. Leków (FDA, ang. Food and Drug Agency) dość istotnie skracają drogę do praktycznego wdrożenia takich rozwiązań.

Flagowym przykładem jest jednoodprowadzeniowe EKG Kardia, które może być umieszczone obudowie smartfona. Poza klasycznym zapisem czynności elektrycznej serca aplikacja zarządzająca urządzeniem posiada algorytm automatycznego rozpoznawania migotania przedsionków. To najczęstszy rodzaj arytmii, który nieleczony prowadzi do udaru niedokrwiennego mózgu oraz nasila niewydolność serca. W formie napadowej, migotanie przedsionków często sprawia trudność diagnostyczną i je zbyt późno rozpoznawane. Automatyzacja procesu i wyręczenie lekarza możnie mieć piramidalne ważne konsekwencji poprawy diagnostyki pacjentów i redukcji powikłań arytmii.

Opublikowane na łamach Circulation badanie REHEARSE-AF potwierdziło 4-krotnie większą częstość rozpoznania migotania przedsionków w grupie pacjentów stosujących EKG podłączone do smartfona dwa razy w tygodniu.

Przykładem projektu badawczego, który przekształcił się w funkcjonującą i certyfikowaną platformę do diagnostyki EKG jest francuski Cardiologs, który pozwala na automatyczną diagnostykę 10 arytmii, w tym również migotania przedsionków. Badania kliniczne wspierające technologią pokazują 91% dodatnią wartość predykcyjną i 97% czułość w wykrywaniu migotania przedsionków. Podobnie technologia iRhythm, również oparta na algorytmach sztucznej inteligencji, w badaniu walidującym koncepcję rozwiązania, w przypadku 14 z analizowanych 16 typów arytmii okazała się być skuteczniejsza od opisujących zapisy specjalistów kardiologii. Pojawia się zatem pytanie czy sięganie po tego typu rozwiązania to tylko oszczędność czasu lekarzy i redukcja kosztów, czy też może powinniśmy oceniać je również pod kątem bezpieczeństwa opieki medycznej.

Obok sygnału EKG równie atrakcyjną metodą detekcji arytmii jest analiza fali tętna monitorowanej za pośrednictwem pulsometrów umieszczonych w smartwatchach i opaskach monitorujących aktywność fizyczną. Ogłoszone w trakcie 38 konferencji Heart Rythem Society badanie mRhythm Study potwierdziło, że automatyczna analiza fali tętna wykonywana przez Apple Watch pozwala z 97% dokładnością wykryć migotanie przedsionków (ta funkcja nie jest jeszcze standardowo dostępna w oprogramowaniu watchOS). Warto zauważyć, że takie podejście nie wymaga od chorego żadnych dodatkowych czynności, poza założeniem rano zegarka na rękę.

Podsumowując, wprowadzenie technik opartych na metodach sztucznej inteligencji do budowania algorytmów interpretujących zapisy EKG pozwoliły na uzyskanie wyników porównywalnych lub lepszych od tradycyjnego podejścia. Najbliższe 12 miesięcy pokaże na ile szybko wyniki tych badań uda się wprowadzić do praktyki klinicznej, a aplikacje diagnozujące arytmie instalowane będą na telefonach i smartwatchach naszych pacjentów.

Reklamy

Kardia Band: pierwszy pasek z EKG do Apple Watch


Szacuje się, że migotanie przedsionków w ciągu najbliższych 20 lat będzie miało rozpoznane aż 800 tysięcy Polaków. To alarmujące dane, ponieważ od lat wiadomo, że istnieje związek między tym schorzeniem a powikłaniami zakrzepowo-zatorowymi – migotanie przedsionków aż 5-krotnie zwiększa ryzyko wystąpienia udaru niedokrwiennego mózgu i 3-krotnie zastoinowej niewydolności serca. Badania wskazują, że nawet 30 proc. epizodów migotania przedsionków jest bezobjawowych. Pacjent może mieć tylko niewielkie objawy, takie jak zawroty głowy, duszność, zmęczenie, których zupełnie nie wiąże z problemami z układem krążenia. Napadowe, bezobjawowe (nieme) migotanie przedsionków bardzo trudno wykryć też za pomocą przypadkowo wykonanego zapisu EKG na Szpitalnym Oddziale Ratunkowym czy w przychodni.

Pewnym krokiem w rozwiązaniu tego problemu może być Kardia Band, najnowszy produkt firmy AliveCor, którego premiera zapowiedziana jest na późną wiosnę (twórcy urządzenia czekają na akcept Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków, FDA). Na blogu pisaliśmy już wcześniej (m.in. tutaj) o, niestety nadal niedostępnej w Polsce, produkowanej przez AliveCor i posiadającej akcept FDA nakładce na telefon służącej do przeprowadzania badania EKG (AliveCor Mobile ECG, teraz przemianowanej na Kardia Mobile) za pomocą czujników, których dotyka się rękoma. Kardia Band, pierwsza na rynku medyczna opaska na rękę do Apple Watch ma działać na podobnej zasadzie.

 

reading_large-1

 

Wystarczy otworzyć aplikację Kardia w zegarku, przytrzymać przez 30 sekund kciuk na czujniku wbudowanym w opaskę, a zostanie przeprowadzony zapis EKG, a także określony rytm serca. Można również nagrać wiadomość dotyczącą objawów, które nas niepokoją, czy wydarzeń, które poprzedziły badanie (np. tego, że właśnie weszliśmy po schodach na 9. piętro). Następnie wbudowany w aplikację algorytm dokona analizy, czy u użytkownika nie wystąpiło migotanie przedsionków. Dane mogą zostać od razu przesłane do naszego lekarza, a także do aplikacji Health firmy Apple, gdzie zbierane są informacje także z innych urządzeń.

Results_d133bf63-ceac-41d4-89c6-e19b98a89300_large

 

Oczywiście analiza dokonana za pomocą Kardia Band nie ma zastąpić wyczerpującego badania przeprowadzanego w szpitalach za pomocą 12-odprowadzeniowego EKG, ale może pomóc w zauważeniu, że dzieje się coś bardzo, bardzo złego. A to często decyduje między życiem a śmiercią. Pozostaje mieć tylko nadzieję, że Kardia Band, w przeciwieństwie do Kardia Mobile, będzie dostępna także dla polskich pacjentów.

 

 

Więcej informacji

Na rynku: późna wiosna 2016

 

Materiały graficzne: AliveCor