แพทย์โรคหัวใจได้ฝึกแบบจำลอง AI ขนาดใหญ่เพื่อประเมินโครงสร้างและการทำงานของหัวใจ

ผู้เชี่ยวชาญด้านปัญญาประดิษฐ์จาก Cedars-Sinai และ Smidt Heart Institute ได้สร้างชุดข้อมูลการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจมากกว่า 1 ล้านภาพ (วิดีโออัลตราซาวนด์ของหัวใจ) และการตีความทางคลินิกที่เกี่ยวข้อง บริษัทใช้ฐานข้อมูลนี้เพื่อพัฒนา EchoCLIP ซึ่งเป็นอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิงอันทรงพลังที่สามารถ "ตีความ" ภาพคลื่นความถี่หัวใจและประเมินตัวบ่งชี้ที่สำคัญได้

การออกแบบและการประเมินผลของ EchoCLIP ซึ่งอธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ใน ยาธรรมชาติ แนะนำว่าการตีความการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจของผู้ป่วยโดยใช้ EchoCLIP ให้การประเมินทางคลินิกในระดับผู้เชี่ยวชาญ ซึ่งรวมถึง การประเมิน การทำงานของหัวใจ ผลลัพธ์ของการผ่าตัดที่ผ่านมาและอุปกรณ์ที่ปลูกถ่าย และยังช่วยให้แพทย์ระบุผู้ป่วยที่ต้องการการรักษาได้

โมเดล EchoCLIP พื้นฐานยังสามารถระบุผู้ป่วยรายเดียวกันในวิดีโอ การตรวจ และจุดเวลาต่างๆ ได้ และรับรู้การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญทางคลินิกในหัวใจของผู้ป่วย

“ตามความรู้ของเรา นี่เป็นแบบจำลองที่ใหญ่ที่สุดที่ได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับ ภาพการตรวจหัวใจด้วยคลื่นไฟฟ้าหัวใจ” David Ouyang, MD, ผู้เขียนรายงานการศึกษาหลัก ซึ่งเป็นสมาชิกของคณะโรคหัวใจวิทยาที่ สถาบัน Smidt Heart และภาควิชาปัญญาประดิษฐ์ด้านการแพทย์

"โมเดล AI ก่อนหน้านี้จำนวนมากสำหรับการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจได้รับการฝึกอบรมจากตัวอย่างนับหมื่นตัวอย่างเท่านั้น ในทางตรงกันข้าม ประสิทธิภาพที่สูงเป็นพิเศษของ EchoCLIP ในการตีความภาพนั้นเป็นผลมาจากการฝึกกับข้อมูลมากกว่าโมเดลที่มีอยู่เกือบสิบเท่า"

“ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าชุดข้อมูลการถ่ายภาพและการตีความทางการแพทย์ขนาดใหญ่ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการฝึกอบรมแบบจำลองทางการแพทย์ขั้นพื้นฐาน ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของปัญญาประดิษฐ์เชิงกำเนิด” Ouyang กล่าวเสริม

เวิร์กโฟลว์ EchoCLIP ที่มา: ยาธรรมชาติ (2024) ดอย: 10.1038/s41591-024-02959-y

เขาตั้งข้อสังเกตว่าในไม่ช้าแบบจำลองพื้นฐานขั้นสูงนี้จะช่วยให้แพทย์โรคหัวใจประเมินการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจด้วยการสร้างค่าประมาณเบื้องต้นของการวัดการเต้นของหัวใจ ระบุการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป และโรคที่พบบ่อย

ทีมวิจัยได้สร้างชุดข้อมูลวิดีโออัลตราซาวนด์หัวใจ 1,032,975 รายการ และการตีความของผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องเพื่อพัฒนา EchoCLIP ข้อค้นพบที่สำคัญจากการศึกษาได้แก่:

• EchoCLIP แสดงให้เห็นประสิทธิภาพสูงในการประเมินการทำงานของหัวใจจากภาพการเต้นของหัวใจ
• แบบจำลองพื้นฐานสามารถระบุอุปกรณ์ภายในหัวใจที่ฝังไว้ เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ ลิ้นหัวใจไมทรัลและเอออร์ติกที่ฝังจากภาพคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
• EchoCLIP ระบุผู้ป่วยที่ไม่ซ้ำกันในการศึกษาต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ ระบุการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญทางคลินิก เช่น การผ่าตัดหัวใจครั้งก่อน และอนุญาตให้มีการพัฒนาการตีความข้อความเบื้องต้นของภาพคลื่นไฟฟ้าหัวใจ

"แบบจำลองพื้นฐานเป็นหนึ่งในขอบเขตใหม่ล่าสุดของ AI เชิงสร้างสรรค์ แต่แบบจำลองส่วนใหญ่ไม่มีข้อมูลทางการแพทย์เพียงพอที่จะเป็นประโยชน์ในการดูแลสุขภาพ" นพ. คริสตินา เอ็ม. อัลเบิร์ต, MPH, ประธานแผนกหทัยวิทยาของมหาวิทยาลัยกล่าว สถาบันหัวใจสมิดท์

อัลเบิร์ต ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ กล่าวเสริมว่า "แบบจำลองพื้นฐานใหม่นี้รวมการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับการตีความภาพคลื่นไฟฟ้าหัวใจ เข้ากับการประมวลผลภาษาธรรมชาติ เพื่อปรับปรุงการตีความของแพทย์โรคหัวใจ"