هوش مصنوعی حمله قلبی را پیش بینی می‌کند

یک عکس دیجیتال ساده از پشت چشم می‌تواند با دقت ۷۰ درصد یک رویداد مهم قلبی عروقی مانند حمله قلبی یا سکته را که قرار است طی دهه آینده رخ دهد، پیش‌بینی کند. این یافته حاصل تحقیقاتی است که توسط بنیاد قلب بریتانیا و مؤسسه ملی تحقیقات سلامت و مراقبت (NIHR) حمایت شده است.

محققان بر این باورند که اسکن‌های معمول شبکیه چشم می‌تواند به مرور زمان برای پایش سلامت قلب افراد نیز به کار رود، زیرا آنها ارتباطی بین تغییر سه‌ساله در نمره ریسک فرد و احتمال بروز رویداد قلبی عروقی عمده یافته‌اند.

این اسکن چشمی با استفاده از هوش مصنوعی تحلیل می‌شود که تنها در کسری از ثانیه پیش‌بینی ریسک شخصی‌شده را ارائه می‌دهد.

به گزارش medicalxpress، افرادی که در بالاترین ریسک قرار دارند ممکن است به پزشک عمومی ارجاع داده شوند، که ممکن است دارو‌هایی مانند قرص‌های فشار خون یا استاتین‌ها را برای کاهش کلسترول تجویز کند. در آینده، محققان امیدوارند هر کسی که تست چشم انجام می‌دهد، هشدار مربوط به سلامت قلب خود را به‌صورت اعلان روی گوشی هوشمند خود دریافت کند.

دکتر ایفی موردی، پژوهشگر بنیاد قلب بریتانیا و متخصص قلب در دانشگاه داندی، رهبری این مطالعه منتشرشده در مجله Cardiovascular Diabetology را بر عهده داشته است.

او گفت: «شاید این موضوع تعجب‌آور باشد، اما چشم‌ها پنجره‌ای به قلب هستند. اگر آسیب یا تنگی در رگ‌های خونی پشت چشم وجود داشته باشد، احتمال زیادی هست که این وضعیت در رگ‌های خونی عمیق‌تر بدن که قلب را تغذیه می‌کنند نیز دیده شود، که می‌تواند منجر به حمله قلبی یا سکته شود. این اسکن یک‌مرحله‌ای، معمولاً در کمتر از یک دقیقه انجام می‌شود و می‌تواند بخشی مهم از ارزیابی سلامت، در کنار بررسی فشار خون و کلسترول، برای شناسایی افرادی باشد که می‌توانند از دارو یا تغییر سبک زندگی بهره‌مند شوند.»

محققان دانشگاه داندی فناوری هوش مصنوعی را برای تحلیل تصاویر دیجیتال شبکیه چشم توسعه داده‌اند که معمولاً بخشی از معاینه معمول چشم در مراکز درمانی است.

ابتدا، هوش مصنوعی برای شناسایی علائم هشداردهنده مانند تنگی، انسداد و آسیب رگ‌های خونی، که می‌تواند نشانه‌ای از مشکلات قلبی قریب‌الوقوع باشد، آموزش داده شد. سپس با رویکرد «جعبه سیاه» (Black Box)، فناوری اجازه یافت با استفاده از یادگیری عمیق ماشینی هر جزئیاتی را در تصاویر جست‌و‌جو کند، از جمله اندازه و آرایش رگ‌های خونی.

پس از آموزش با حدود ۴۲۰۰ تصویر، این هوش مصنوعی «جعبه سیاه» بر اساس توانایی پیش‌بینی افرادی که در ده سال آینده دچار حمله قلبی، سکته یا مرگ ناشی از بیماری قلبی-عروقی شدند، ارزیابی شد. تیم تحقیقاتی دریافت که این هوش مصنوعی ۷۰ درصد از این موارد را هنگام آزمایش روی اسکن‌های چشمی بیش از ۱۲۰۰ نفر پیش‌بینی کرده است.

برخی از این افراد نیز سه سال پس از اسکن اول، اسکن دومی انجام دادند. هنگامی که محققان تغییرات نمره ریسک شناسایی شده توسط هوش مصنوعی بین دو اسکن را بررسی کردند، مشاهده کردند که یک‌پنجم این گروه که بیشترین افزایش در نمره ریسک را داشتند، ۵۴درصد ریسک بیشتری برای وقوع رویداد قلبی-عروقی عمده نسبت به بقیه داشتند.

این افزایش ۵۴درصد ریسک در افرادی دیده شد که نمره هوش مصنوعی آنها تنها به اندازه ۳درصد در سه سال افزایش یافته بود مثلاً ریسک ده ساله آنها از ۲۰درصد به ۲۳درصد افزایش یافته بود.

تیم تحقیقاتی همچنین هوش مصنوعی را با نمره ریسک قلبی-عروقی معمولی که افراد در چکاپ‌های پزشکی با پزشک عمومی دریافت می‌کنند مقایسه کرد؛ این نمره بر اساس عواملی مانند سن، جنسیت، فشار خون، کلسترول و سیگار کشیدن درصد ریسک بروز رویداد قلبی را تخمین می‌زند. نتایج نشان داد که نمره ریسک و اسکن شبکیه تقریباً همان نسبت افراد در معرض خطر حمله قلبی، سکته یا مرگ ناشی از بیماری قلبی را شناسایی می‌کنند.

زمانی که نمره ریسک بالینی، اسکن شبکیه و آزمایش ژنتیکی ترکیب شدند، دقت پیش‌بینی به ۷۳٪ رسید. یعنی این سه با هم می‌توانند سه نفر اضافی در هر صد نفر که در معرض خطر حمله قلبی، سکته یا مرگ ناشی از بیماری قلبی هستند را شناسایی کنند.

ابزار هوش مصنوعی در این مطالعه روی افراد مبتلا به دیابت آزمایش شد، زیرا آنها به طور معمول در NHS اسکن شبکیه برای بررسی عوارض چشمی انجام می‌دهند. اما محققان می‌گویند تحلیل رگ‌های خونی چشم برای ارزیابی ریسک قلبی-عروقی باید برای اکثر افراد، نه فقط دیابتی‌ها، قابل استفاده باشد.

این مطالعه همکاری مشترکی بود بین پژوهشگران بالینی که فناوری را آزمایش کردند، از جمله دکتر موردی و دکتر الکس دانی در دانشگاه داندی، و دانشمندان کامپیوتر که فناوری هوش مصنوعی را توسعه دادند، به رهبری پروفسور امانوئله تروکو و دکتر محمد سید از همان دانشگاه.

پروفسور برایان ویلیامز OBE، مدیر علمی و پزشکی بنیاد قلب بریتانیا، اظهار داشت: هر چه بتوانیم با دقت بیشتری ریسک حمله قلبی یا سکته یک فرد را شناسایی کنیم، فرصت‌های بهتری برای پیشگیری از وقوع این حوادث فراهم می‌شود. نوآوری‌های پیشرفته‌ای مانند استفاده از اسکن شبکیه همراه با معاینات سلامت می‌توانند در بهبود پیش‌بینی ریسک نقش ایفا کنند که این امر برای دستیابی به هدف بنیاد قلب بریتانیا مبنی بر پیشگیری از ۱۲۵،۰۰۰ حمله قلبی و سکته در بریتانیا تا سال ۲۰۳۵ بسیار مهم است. با این حال، تحقیقات بیشتری لازم است تا نشان داده شود این دقت پیش‌بینی پایدار است و امکان‌سنجی ادغام اسکن شبکیه در فرایند‌های بالینی تعیین گردد.»