Приклад повністю керованого штучним інтелектом робочого процесу ехокардіографії на новій ультразвуковій системі Siemens Origin, представленій у 2023 році. ШІ виконав всю роботу на цьому екрані, зробивши 3D-ехографію і автоматично сегментувавши анатомію, контурувавши всі камери, знайшовши ідеальні види для відображення, а потім розрахувавши всі виміри за лічені секунди.
Кардіологія посідає друге місце за кількістю клінічних алгоритмів штучного інтелекту (ШІ), схвалених Управлінням з продовольства і медикаментів США, на основі останнього оновлення УПМ, опублікованого в листопаді.
У категорії “Кардіологія” зареєстровано 71 алгоритм ШІ, а в категорії “Радіологія” – ще 31 алгоритм візуалізації, специфічний для кардіології, що збільшує загальну кількість кардіологічних додатків до 102. Кардіологія становить 10% від 692 допущених до ринку клінічних алгоритмів ШІ станом на 30 липня. Додаткові клінічні алгоритми ШІ також були схвалені з липня, але не були включені в оновлення УПМ.
Радіологія посідає перше місце з 521 схваленням ШІ УПМ, що становить 76% від усіх алгоритмів, схвалених УПМ. Кардіологія посідає далеке друге місце, за нею йде неврологія з 16 алгоритмами на третьому місці. Багато додатків у списку для інших спеціальностей, окрім радіології, безпосередньо пов’язані з постобробкою зображень, тому на медичну візуалізацію загалом припадає понад 80% алгоритмів, схвалених УПМ.
В останні роки ШІ є ключовим трендом на всіх кардіологічних зустрічах. Хоча багато уваги приділяється дослідженням, на сесіях, присвячених реальному клінічному впровадженню, а також на виставкових майданчиках конференцій, де демонструється комерціалізований ШІ, також ведеться багато дискусій.
“Я хочу переконатися, що люди розуміють: хоча ШІ значною мірою замінить те, що ми робимо сьогодні, ми повинні гарантувати, що людська інтуїція залишається на чолі прийняття клінічних рішень, і уникати припущень, що машини завжди мають рацію”, – пояснив Steven Lester, доктор медичних наук, консультант відділення кардіології в Коледжі медицини і науки клініки Мейо, медичний директор Discovery Oasis, а також засновник і головний лікар клініки Мейо і ASU MedTech Accelerator. Він виступав з доповіддю про ШІ на зустрічі Американського товариства ехокардіографії (АТЕ) 2023 року.
“З ШІ відбувається щось справді трансформаційне. Ми вже бачимо, як ШІ змінює наше сучасне життя, трансформує галузі, і він вплине, мабуть, на кожен аспект охорони здоров’я”, – сказав Lester.
ШІ вже використовується в нашому житті щодня у вигляді погодних додатків, Google Maps, пошукових систем, навігації літаків, голосових команд для пристроїв у соціальних мережах і в багатьох інших сферах, які можуть бути неочевидними. Таке ж перетворення відбувається і в кардіології: автоматизована ідентифікація і сегментація анатомії, а також автоматичне виконання ШІ вимірювань на основі ідеальних, хрестоматійних уявлень. За його словами, це призводить до вимірювань, які є більш відтворюваними і точними, ніж навіть найкращі людські візуалізатори можуть послідовно виконувати.
Глибоке навчання та генеративний ШІ докорінно змінять ехокардіографію
Впровадження алгоритмів глибокого навчання і генеративного трансформатора попереднього навчання (GPT) – це дві основні точки перегину в розвитку ШІ в ультразвуковій діагностиці серця, які призведуть до серйозних змін в робочих процесах ехокардіографії в найближчому майбутньому. Це докорінно змінить те, як кардіологи і сонографи виконують свою роботу, пояснив експерт зі ШІ в кардіології Partho Sengupta, доктор медичних наук, професор кардіології Henry Rutgers, завідувач кафедри серцево-судинної медицини Медичної школи Роберта Вуда Джонсона і керівник відділення серцево-судинних захворювань в Університетській лікарні Роберта Вуда Джонсона.
“Глибоке навчання повністю автоматизує всі вимірювання, і вони автоматично з’являтимуться у звіті. Це реально, і це наближається. Дещо з цього буде вбудовано в ультразвукові апарати, і це дійсно розвантажить технологів і лікарів, які відчувають себе виснаженими, виконуючи всі ці вимірювання”, – пояснив Sengupta. “У найближчі два-три роки все, що стосується вимірювань в ехокардіографії, буде автоматизовано за допомогою ШІ”.
Ці прогнози повторюють багато експертів з ехокардіографії.
“Перше, що я вам скажу, це те, що в найближчому майбутньому ехолабораторії, які не мають ШІ, будуть дуже відставати. ШІ – це те, що буде жити всередині ехолота. Щойно дослідження буде зроблено, воно буде проаналізоване ШІ, і читач отримає всі виміри. Вже є багато компаній, які дуже близькі до цього, і я думаю, що це кардинально змінить ехографію”, – пояснив Roberto Lang, доктор медичних наук, директор департаменту серцево-судинної візуалізації Чиказького університету і колишній президент АТЕ. “Це відбувається повільно, але в найближчі пару років відбудеться вибух, коли всі будуть використовувати ШІ. Я не думаю, що ви можете дозволити собі мати велику лабораторію і не використовувати ШІ. У вас будуть помилкові діагнози, і ви не зможете бути дуже надійними у вимірах”.
Приклад автоматизованої оцінки м’яких коронарних бляшок за допомогою штучного інтелекту (ШІ) за даними КТ від постачальника Cleerly. На цьому зображенні показані різні типи м’яких бляшок, які може ідентифікувати система. ШІ автоматично визначає типи бляшок, контурує їх, а потім обчислює детальну оцінку за допомогою численних вимірювань. Ця технологія може бути використана для скринінгу пацієнтів на ранніх стадіях захворювання, а потім для відстеження прогресу, досягнутого з часом за допомогою різних препаратів для стабілізації або зворотного розвитку ішемічної хвороби за роки до того, як вона стане симптоматичною.
ШІ вже стежить за кардіологічними пацієнтами
Численні дозволи на застосування ШІ для автоматизованого моніторингу ЕКГ серця як на лікарняних системах, так і на споживчих годинниках і мобільних пристроях з додатками. Поширення ШІ в цій галузі змінює електрофізіологію (ЕФ).
“Я вважаю, що ШІ відіграє феноменальну роль не лише в діагностиці, а й у прогнозуванні та профілактиці захворювань. Він також допомагає в робочому процесі і в тому, як ми фактично керуємо нашими пацієнтами”, – пояснив Jagmeet Singh, доктор медичних наук, професор медицини в Гарвардській медичній школі і директор-засновник Програми ресинхронізації і передової кардіологічної терапії в Mass General Hospital, який виступив на конференції Heart Rhythm 2023 з доповіддю про серцево-судинний бізнес.
“Я вважаю, що ШІ відіграє феноменальну роль не лише в діагностиці, а й у прогнозуванні та профілактиці захворювань. Він також допомагає в робочому процесі і в тому, як ми фактично керуємо нашими пацієнтами”, – пояснив Jagmeet Singh, доктор медичних наук, професор медицини в Гарвардській медичній школі і директор-засновник Програми ресинхронізації і передової кардіологічної терапії в Mass General Hospital, який виступив на конференції Heart Rhythm 2023 з доповіддю про Cardiovascular Business.
На виставковому майданчику HRS численні постачальники, такі як Philips Healthcare, iRhythm та Medtronic, пропонували сертифіковані УПМ алгоритми аналізу ЕКГ для систем дистанційного моніторингу, переносних та імплантованих серцево-судинних моніторів.
МРТ і КТ серця змінюються завдяки ШІ
Існує багато схвалених УПМ технологій ШІ для кардіологічної КТ та МРТ. Одним із прикладів є впровадження в Жіночій лікарні Брігама підходу до МРТ серця на основі ШІ. Модель ШІ обирає ракурси і запускає сканування лише одним клацанням миші. Вона також забезпечує всі вимірювання та кількісну оцінку автоматично.
“Те, що це зробило для нас, вплинуло на багато важливих сфер. По-перше, це скоротило час обстеження. Це добре для пацієнтів, тому що їм не потрібно проводити стільки часу в апараті, але це також краще для пропускної здатності, тому що ми можемо прийняти більше пацієнтів у будь-який день. По-друге, це підвищило якість того, що ми робимо, тому що вона менше залежить від досвіду технологів, які натискають на кнопки і приймають рішення. А на етапі пост-обробки це спростило нам життя. Те, що раніше було дуже трудомістким процесом, тепер можна зробити одним кліком. Для мене це дуже важливо”, – сказав Marcelo DiCarli, доктор медичних наук, керівник відділу ядерної медицини та молекулярної візуалізації і виконавчий директор програми серцево-судинної візуалізації в Жіночій лікарні Брігама, в інтерв’ю для Cardiovascular Business.
Хоча використання ШІ, як правило, не відшкодовується, рентабельність інвестицій, як правило, проявляється у вигляді підвищення ефективності, покращення робочого процесу та точності вимірювань.
“Коли справа доходить до бізнесу, йдеться про пропускну здатність сканера. Оскільки відшкодування зменшується, можливість замінити скорочення відшкодувань можливістю обслуговувати більше пацієнтів стає дуже актуальною. І для лікаря це також стає дуже важливим. Виконувати нашу роботу ефективніше, точніше і, можливо, навіть краще стає дуже, дуже важливим”, – сказав DiCarli.
Багато томографів побоювалися, що ШІ замінить їх, але насправді він дає їм змогу виконувати більше роботи з кращою клінічною інформацією. “Я можу думати лише про позитивні речі, які з’являться завдяки ШІ протягом наступних п’яти років”, – сказав DiCarli.
Приклад технології FFR-CT від HeartFlow, що показує коронарне дерево пацієнта з кольоровим кодуванням, яке показує критичні падіння коронарного кровотоку. Вона бере набір даних КТ серця і використовує обчислювальну гідродинаміку для створення віртуальних значень резерву фракційного потоку.
Перший серцевий ШІ вже увійшов до рекомендацій з догляду за пацієнтами
Багато експертів з кардіологічної візуалізації стверджують, що ШІ вже не є науковим проектом і впливає на реальні, повсякденні результати лікування пацієнтів. Усвідомлення того, що ШІ прийшов у реальний світ, стало для президента Товариства серцево-судинної комп’ютерної томографії (SCCT) Ed Nicol, доктора медичних наук, кардіолога-консультанта і почесного старшого клінічного викладача Королівського коледжу Лондона, справжнім відкриттям, коли перший алгоритм кардіологічного ШІ був включений в практичні рекомендації як в Європі, так і в Сполучених Штатах Америки. Рекомендації ACC/AHA 2021 щодо болю в грудях включають рекомендоване використання ШІ-керованих вимірювань фракційного резерву гемодинамічного потоку, отриманих за допомогою неінвазивної КТ-візуалізації (FFR-CT).
“Якби ви сказали мені 15 років тому, що ми будемо використовувати якийсь інструмент обчислювальної гідродинаміки зі ШІ в американських настановах щодо болю в грудях, з вас би сміялися. Всі б сказали, що ви збожеволіли. Але це реальність, ми бачимо FFR-КТ в міжнародних настановах, заснованих на доказах. Це буде перше, і я підозрюю, що не останнє”, – сказав Nicol.
