Пример полностью управляемого искусственным интеллектом рабочего процесса эхокардиографии на новой ультразвуковой системе Siemens Origin, представленной в 2023 году. ИИ выполнил всю работу на этом экране, сделав 3D-эхографию и автоматически сегментировав анатомию, контурировав все камеры, найдя идеальные виды для отображения, а затем рассчитав все измерения за считанные секунды.
Кардиология занимает второе место по количеству клинических алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ), одобренных Управлением по продовольствию и медикаментам США, на основе последнего обновления УПМ, опубликованного в ноябре.
В категории “Кардиология” зарегистрирован 71 алгоритм ИИ, а в категории “Радиология” – еще 31 алгоритм визуализации, специфичный для кардиологии, что увеличивает общее количество кардиологических приложений до 102. Кардиология составляет 10% от 692 допущенных к рынку клинических алгоритмов ИИ по состоянию на 30 июля. Дополнительные клинические алгоритмы ИИ также были одобрены с июля, но не были включены в обновление УПМ.
Радиология занимает первое место с 521 одобрением ИИ УПМ, что составляет 76% от всех алгоритмов, одобренных УПМ. Кардиология занимает далекое второе место, за ней следует неврология с 16 алгоритмами на третьем месте. Многие приложения в списке для других специальностей, кроме радиологии, непосредственно связаны с постобработкой изображений, поэтому на медицинскую визуализацию в целом приходится более 80% алгоритмов, одобренных УПМ.
В последние годы ИИ является ключевым трендом на всех кардиологических встречах. Хотя много внимания уделяется исследованиям, на сессиях, посвященных реальному клиническому внедрению, а также на выставочных площадках конференций, где демонстрируется коммерциализированный ИИ, также ведется много дискуссий.
“Я хочу убедиться, что люди понимают: хотя ИИ в значительной степени заменит то, что мы делаем сегодня, мы должны гарантировать, что человеческая интуиция остается во главе принятия клинических решений, и избегать предположений, что машины всегда правы”, – пояснил Steven Lester, доктор медицинских наук, консультант отделения кардиологии в Колледже медицины и науки клиники Мейо, медицинский директор Discovery Oasis, а также основатель и главный врач клиники Мейо и ASU MedTech Accelerator. Он выступал с докладом об ИИ на встрече Американского общества эхокардиографии (АОЭ) 2023 года.
“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.
ИИ уже используется в нашей жизни ежедневно в виде погодных приложений, Google Maps, поисковых систем, навигации самолетов, голосовых команд для устройств в социальных сетях и во многих других сферах, которые могут быть неочевидными. Такое же преобразование происходит и в кардиологии: автоматизированная идентификация и сегментация анатомии, а также автоматическое выполнение ИИ измерений на основе идеальных, хрестоматийных представлений. По его словам, это приводит к измерениям, которые являются более воспроизводимыми и точными, чем даже лучшие человеческие визуализаторы могут последовательно выполнять.
Глубокое обучение и генеративный ИИ в корне изменят эхокардиографию
Внедрение алгоритмов глубокого обучения и генеративного трансформатора предварительного обучения (GPT) – это две основные точки перегиба в развитии ИИ в ультразвуковой диагностике сердца, которые приведут к серьезным изменениям в рабочих процессах эхокардиографии в ближайшем будущем. Это в корне изменит то, как кардиологи и сонографы выполняют свою работу, пояснил эксперт по ИИ в кардиологии Partho Sengupta, доктор медицинских наук, профессор кардиологии Henry Rutgers, заведующий кафедрой сердечно-сосудистой медицины Медицинской школы Роберта Вуда Джонсона и руководитель отделения сердечно-сосудистых заболеваний в Университетской больнице Роберта Вуда Джонсона.
“Глубокое обучение полностью автоматизирует все измерения, и они автоматически будут появляться в отчете. Это реально, и это приближается. Кое-что из этого будет встроено в ультразвуковые аппараты, и это действительно разгрузит технологов и врачей, которые чувствуют себя истощенными, выполняя все эти измерения”, – пояснил Sengupta. “В ближайшие два-три года все, что касается измерений в эхокардиографии, будет автоматизировано с помощью ИИ”.
Эти прогнозы повторяют многие эксперты по эхокардиографии.
“Первое, что я вам скажу, это то, что в ближайшем будущем эхолаборатории, которые не имеют ИИ, будут очень отставать. ИИ – это то, что будет жить внутри эхолота. Как только исследование будет сделано, оно будет проанализировано ИИ, и читатель получит все измерения. Уже есть много компаний, которые очень близки к этому, и я думаю, что это кардинально изменит эхографию”, – пояснил Roberto Lang, доктор медицинских наук, директор департамента сердечно-сосудистой визуализации Чикагского университета и бывший президент АОЭ. “Это происходит медленно, но в ближайшие пару лет произойдет взрыв, когда все будут использовать ИИ. Я не думаю, что вы можете позволить себе иметь большую лабораторию и не использовать ИИ. У вас будут ошибочные диагнозы, и вы не сможете быть очень надежными в измерениях”.
Пример автоматизированной оценки мягких коронарных бляшек с помощью искусственного интеллекта (ИИ) по данным КТ от поставщика Cleerly. На этом изображении показаны различные типы мягких бляшек, которые может идентифицировать система. ИИ автоматически определяет типы бляшек, контурирует их, а затем вычисляет подробную оценку с помощью многочисленных измерений. Эта технология может быть использована для скрининга пациентов на ранних стадиях заболевания, а затем для отслеживания прогресса, достигнутого со временем с помощью различных препаратов для стабилизации или обратного развития ишемической болезни за годы до того, как она станет симптоматической.
ИИ уже следит за кардиологическими пациентами
Многочисленные разрешения на применение ИИ для автоматизированного мониторинга ЭКГ сердца как на больничных системах, так и на потребительских часах и мобильных устройствах с приложениями. Распространение ИИ в этой области меняет электрофизиологию (ЭФ).
“Я считаю, что ИИ играет феноменальную роль не только в диагностике, но и в прогнозировании и профилактике заболеваний. Он также помогает в рабочем процессе и в том, как мы фактически управляем нашими пациентами”, – пояснил Jagmeet Singh, доктор медицинских наук, профессор медицины в Гарвардской медицинской школе и директор-основатель Программы ресинхронизации и передовой кардиологической терапии в Mass General Hospital, который выступил на конференции Heart Rhythm 2023 с докладом о сердечно-сосудистом бизнесе.
“Я считаю, что ИИ играет феноменальную роль не только в диагностике, но и в прогнозировании и профилактике заболеваний. Он также помогает в рабочем процессе и в том, как мы фактически управляем нашими пациентами”, – пояснил Jagmeet Singh, доктор медицинских наук, профессор медицины в Гарвардской медицинской школе и директор-основатель Программы ресинхронизации и передовой кардиологической терапии в Mass General Hospital, который выступил на конференции Heart Rhythm 2023 с докладом о Cardiovascular Business.
На выставочной площадке HRS многочисленные поставщики, такие как Philips Healthcare, iRhythm и Medtronic, предлагали сертифицированные УПМ алгоритмы анализа ЭКГ для систем дистанционного мониторинга, переносных и имплантированных сердечно-сосудистых мониторов.
МРТ и КТ сердца меняются благодаря ИИ
Существует много одобренных УПМ технологий ИИ для кардиологической КТ и МРТ. Одним из примеров является внедрение в Женской больнице Бригама подхода к МРТ сердца на основе ИИ. Модель ИИ выбирает ракурсы и запускает сканирование только одним щелчком мыши. Она также обеспечивает все измерения и количественную оценку автоматически.
“То, что это сделало для нас, повлияло на многие важные сферы. Во-первых, это сократило время обследования. Это хорошо для пациентов, потому что им не нужно проводить столько времени в аппарате, но это также лучше для пропускной способности, потому что мы можем принять больше пациентов в любой день. Во-вторых, это повысило качество того, что мы делаем, потому что оно меньше зависит от опыта технологов, которые нажимают на кнопки и принимают решения. А на этапе пост-обработки это упростило нам жизнь. То, что раньше было очень трудоемким процессом, теперь можно сделать одним кликом. Для меня это очень важно”, – сказал Marcelo DiCarli, доктор медицинских наук, руководитель отдела ядерной медицины и молекулярной визуализации и исполнительный директор программы сердечно-сосудистой визуализации в Женской больнице Бригама, в интервью для Cardiovascular Business.
Хотя использование ИИ, как правило, не возмещается, рентабельность инвестиций, как правило, проявляется в виде повышения эффективности, улучшения рабочего процесса и точности измерений.
“Когда дело доходит до бизнеса, речь идет о пропускной способности сканера. Поскольку возмещение уменьшается, возможность заменить сокращение возмещений возможностью обслуживать больше пациентов становится очень актуальной. И для врача это также становится очень важным. Выполнять нашу работу эффективнее, точнее и, возможно, даже лучше становится очень, очень важным”, – сказал DiCarli.
Многие томографы опасались, что ИИ заменит их, но на самом деле он позволяет им выполнять больше работы с лучшей клинической информацией. “Я могу думать только о положительных вещах, которые появятся благодаря ИИ в течение следующих пяти лет”, – сказал DiCarli.
Пример технологии FFR-CT от HeartFlow, показывающей коронарное дерево пациента с цветным кодированием, которое показывает критические падения коронарного кровотока. Она берет набор данных КТ сердца и использует вычислительную гидродинамику для создания виртуальных значений резерва фракционного потока.
Первый сердечный ИИ уже вошел в рекомендации по уходу за пациентами
Многие эксперты по кардиологической визуализации утверждают, что ИИ уже не является научным проектом и влияет на реальные, повседневные результаты лечения пациентов. Осознание того, что ИИ пришел в реальный мир, стало для президента Общества сердечно-сосудистой компьютерной томографии (SCCT) Ed Nicol, доктора медицинских наук, кардиолога-консультанта и почетного старшего клинического преподавателя Королевского колледжа Лондона, настоящим открытием, когда первый алгоритм кардиологического ИИ был включен в практические рекомендации как в Европе, так и в Соединенных Штатах Америки. Рекомендации ACC/AHA 2021 по боли в груди включают рекомендуемое использование ИИ-управляемых измерений фракционного резерва гемодинамического потока, полученных с помощью неинвазивной КТ-визуализации (FFR-CT).
“Если бы вы сказали мне 15 лет назад, что мы будем использовать какой-то инструмент вычислительной гидродинамики с ИИ в американских руководствах по боли в груди, над вами бы смеялись. Все бы сказали, что вы сошли с ума. Но это реальность, мы видим FFR-КТ в международных руководствах, основанных на доказательствах. Это будет первое, и я подозреваю, что не последнее”, – сказал Nicol.
