(Infarto: una rappresentazione grafica dell’idea di utilizzare una scansione dell’occhio per avere una finestra sulla salute del cuore. Credito: Università di Leeds).
Gli scienziati hanno sviluppato un sistema di intelligenza artificiale (AI) in grado di analizzare le scansioni oculari eseguite durante una visita di routine presso un ottico o una clinica oculistica e identificare i pazienti ad alto rischio di infarto.
I medici hanno riconosciuto che i cambiamenti nei minuscoli vasi sanguigni nella retina sono indicatori di una malattia vascolare più ampia, compresi i problemi al cuore.
Nella ricerca, guidata dall’Università di Leeds, sono state utilizzate tecniche di deep learning per addestrare il sistema di intelligenza artificiale a leggere automaticamente le scansioni retiniche e identificare quelle persone che, nel corso dell’anno successivo, avrebbero avuto un infarto.
Il deep learning è una serie complessa di algoritmi che consentono ai computer di identificare modelli nei dati e di fare previsioni.
Scrivendo sulla rivista Nature Machine Intelligence, i ricercatori riferiscono che il sistema di intelligenza artificiale aveva un’accuratezza compresa tra il 70% e l’80% e potrebbe essere utilizzato come secondo meccanismo di riferimento per indagini cardiovascolari approfondite.
L’uso del deep learning nell’analisi delle scansioni retiniche potrebbe rivoluzionare il modo in cui i pazienti vengono regolarmente sottoposti a screening per i segni di malattie cardiache.
Il Prof. Alex Frangi, che detiene la cattedra Diamond Jubilee in Computational Medicine presso l’Università di Leeds ed è Turing Fellow presso l’Alan Turing Institute, ha supervisionato la ricerca. Ha affermato che “le malattie cardiovascolari, compresi gli attacchi di cuore, sono la principale causa di morte prematura in tutto il mondo e il secondo assassino più grande nel Regno Unito. Ciò causa malattie croniche e miseria in tutto il mondo“.
“Questa tecnica apre la possibilità di rivoluzionare lo screening delle malattie cardiache. Le scansioni retiniche sono relativamente economiche e utilizzate di routine in molti studi ottici. Come risultato dello screening automatizzato, i pazienti ad alto rischio di ammalarsi potrebbero essere indirizzati a uno specialista di servizi cardiaci.
“Le scansioni potrebbero anche essere utilizzate per tracciare i primi segni di malattie cardiache”.
Lo studio ha coinvolto una collaborazione mondiale di scienziati, ingegneri e clinici dell’Università di Leeds; NHS Trust degli ospedali di insegnamento di Leeds; l’Università di York; il Cixi Institute of Biomedical Imaging di Ningbo, parte dell’Accademia cinese delle scienze; l’Università della Costa Azzurra, Francia; il National Center for Biotechnology Information e il National Eye Institute, entrambi parte del National Institutes for Health negli Stati Uniti; e KU Leuven in Belgio.
La biobanca britannica ha fornito i dati per lo studio.
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Chris Gale, Prof.di medicina cardiovascolare all’Università di Leeds e consulente cardiologo presso il Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, è stato uno degli autori del documento di ricerca. Gale dice che “il sistema di intelligenza artificiale ha il potenziale per identificare le persone che partecipano a screening oculistici di routine che sono a maggior rischio futuro di malattie cardiovascolari, per cui i trattamenti preventivi potrebbero essere avviati prima per prevenire malattie cardiovascolari premature”.
Apprendimento approfondito
Durante il processo di deep learning, il sistema di intelligenza artificiale ha analizzato le scansioni retiniche e cardiache di oltre 5.000 persone. Il sistema di intelligenza artificiale ha identificato le associazioni tra patologia nella retina e cambiamenti nel cuore del paziente.
Una volta appresi i modelli di immagine, il sistema di intelligenza artificiale potrebbe stimare le dimensioni e l’efficienza di pompaggio del ventricolo sinistro, una delle quattro camere del cuore, dalle sole scansioni retiniche. Un ventricolo allargato è collegato a un aumentato rischio di malattie cardiache.
Con le informazioni sulla dimensione stimata del ventricolo sinistro e la sua efficienza di pompaggio combinate con dati demografici di base sul paziente, la sua età e sesso, il sistema di intelligenza artificiale potrebbe fare una previsione sul rischio di infarto nei successivi 12 mesi.
Attualmente, i dettagli sulle dimensioni e l’efficienza di pompaggio del ventricolo sinistro di un paziente possono essere determinati solo se dispone di test diagnostici come l’ecocardiografia o la risonanza magnetica del cuore. Questi test diagnostici possono essere costosi e spesso sono disponibili solo in ambiente ospedaliero, rendendoli inaccessibili alle persone nei paesi con sistemi sanitari meno dotati o aumentando inutilmente i costi sanitari e i tempi di attesa nei paesi sviluppati.
Sven Plein, Prof. di imaging cardiovascolare presso la British Heart Foundation presso l’Università di Leeds e uno degli autori del documento di ricerca, afferma: “Il sistema di intelligenza artificiale è uno strumento eccellente per svelare i modelli complessi che esistono in natura, ed è ciò che noi hanno trovato qui: l’intricato schema dei cambiamenti nella retina legati ai cambiamenti nel cuore”.
Fonte: Nat Mach Intell
