Algorithmus verbessert die koronare calcium-Erkennung

Der Niederländische computer-Wissenschaftler und Kollegen in den Vereinigten Staaten erreicht haben, eine deutliche Verbesserung der automatischen Erkennung von verkalkten atherosklerotischen Plaques in Koronararterien und thorakalen aorta mittels Computertomografie (CT).

Die Meldung dieses Feb. 11 in der Zeitschrift Radiologie, zeigten Sie, dass ein deep-learning-Algorithmus für künstliche Intelligenz-gestützten calcium-scoring entwickelt Sie können genau bestimmen, Herz-Kreislauf-Risiko über eine Reihe von CT-scans und in einer ethnisch vielfältigen Bevölkerung.

Deep-learning-algorithmen sind eine form von künstlicher Intelligenz, die es Computern ermöglichen, zu „lernen“ aus Beispielen, um eine Aufgabe auszuführen. Dieser wurde entwickelt und evaluiert mit Hilfe von co-Autor Jeffrey J. Carr, MD, MCSE, die Cornelius Vanderbilt Stuhl in der Radiologie & Radiologischen Wissenschaften in der Vanderbilt University School of Medicine.

„Coronary calcium wurde früher gegründet als ein hervorragender test für eine Neuordnung das individuelle Risiko für Herz-Krankheit, die entweder als hohes oder niedriges Risiko,“ Carr sagte. „Die Entwicklung eines vollständig automatisierten Verfahrens, das die Messung des koronaren calcium-CT-scans genau hat eine Menge Wert.

„Ich bin begeistert, dass die Versionen dieses umgesetzt werden könnte, in der (klinischen) Praxis in relativ wenigen Jahren und so geringer die Barrieren, um die Identifizierung von Personen mit hohem Risiko für Herzerkrankungen“, sagte er.

Der Algorithmus wurde geschult und bewertet das Papier Hauptautor, Ivana Išgum, Ph. D., ein weltweit führendes Unternehmen in der KI und der medizinischen Bildgebung, Ihr student im Aufbaustudium und ersten Autor, Sanne GM van Velzen, und Kollegen an der Universität Amsterdam Medical Center und der University Medical Center Utrecht.

Die Arbeit basiert auf einer Kalzium-scoring-Algorithmus in der National Lung Screening Trial (NLST), die Išgum und graduate-student Nikolas Lessmann entwickelt in einer Kooperation zwischen der University Medical Center Utrecht und dem Radboud University Medical Center in Nijmegen.

Der Algorithmus wurde gebaut und die Auswertung 7,240 CT-scans, einschließlich 2.900 aus dem Jackson-Heart-Studie der Afro-Amerikaner in Jackson, Mississippi, rund 1.400 Patienten behandelt für Brustkrebs in den Niederlanden, mehr als 1.000 von der NLST, die durchgeführt wurde in 2002-2004.

Carr geholfen, die Planung der Studie und Zugang zu den CT-Bildern von der Jackson-Heart-Studie, unterstützt durch das National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) der Nationalen Institute der Gesundheit (NIH), und aus der NLST, die unterstützt wurde von der National Cancer Institute.

„Diese Studie zeigt das wachsende Potenzial von künstlicher Intelligenz unterstützte Technologie zur Verbesserung der Bemühungen um die Verbesserung der Erkennung von Herzerkrankungen-die führende Todesursache in diesem Land“, sagte David Goff, MD, Ph. D., Direktor der Abteilung der Kardiovaskulären Wissenschaften an der NHLBI.

„Es ist Teil der kontinuierlichen Bemühungen von Forschern, unterstützt durch das NHLBI zu entwickeln, die AI-tools, die schnell zu durchforsten, die große Mengen von biomedizinischen Daten, Muster zu erkennen, können Sie feststellen, Krankheit und hoffentlich Leben retten.“

„Das amerikanische Volk und NIH investiert haben, in diesen Studien, die über Jahrzehnte uns zu helfen, reduzieren die Belastung der Herz-und Lungen-Erkrankung,“ Carr Hinzugefügt. „Dank sorgfältig Speicherung der original-full-fidelity-Bilder, die wir jetzt nutzen können CT-Bilder und Daten, die freiwillig von unseren Teilnehmern in einigen Fällen mehr als ein Jahrzehnt, zu erstellen und zu trainieren KI-algorithmen, Techniken, die nicht existierten, als die Ausbildung begann.“

Carr, wer kam zu Vanderbilt im Jahr 2013 entwickelte eines der ersten CT-Scanner zu Messen, koronare Kalzium in 1998, während auf der Fakultät an der Wake Forest University School of Medicine in Winston-Salem, N. C.

Im Laufe der Jahre, CT-Kalzium „- Wertung“ hat sich zu einem wichtigen Werkzeug für das Verständnis und die Bestimmung von Herzerkrankungen Risiko.

„Wenn Sie keine koronare Kalzium, ist Ihr Risiko, einen Herzinfarkt in den nächsten fünf Jahren weniger als 1%,“ Carr sagte. „Aber wenn Sie begonnen haben zu entwickeln, verkalkte plaque, auch in Ihren 40er und 50er Jahre, das Risiko springen können fünf – bis Zwanzigfache abhängig von der calcium-score.

„Wir haben nicht so gut einen job bei der Ermittlung und Beseitigung von Risikofaktoren in einigen Bevölkerungsgruppen in den Vereinigten Staaten,“ fügte er hinzu. „Weltweit müssen wir die unteren Schranken (zu Tests und Behandlung) zur Verringerung der Belastung des Herzens Krankheit weltweit.“

Erweitern Sie die Anwendung, Ivana Išgum und Ihre Kollegen, zusammen mit Carr-Eingang, trainiert ein KI-Algorithmus mit CT-scans mit Messung des koronaren Kalzium aus dem Jackson Heart Study Kohorte der Afro-Amerikaner und die von den verschiedenen Teilnehmern in der NLST.

Goff bemerkt, dass die Menschen sollten auch erkennen die Notwendigkeit für weitere präventive Anstrengungen zur Bekämpfung von Herzkrankheiten, einschließlich körperliche Aktivität, eine gesunde Ernährung, regelmäßigen Schlaf und die Vermeidung von Tabak-Produkten.