Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Bilim insanları, göz kliniğinde yapılan rutin bir ziyaret sırasında alınan göz taramalarını analiz edebilen ve yüksek kalp krizi riski taşıyan hastaları tanımlayabilen bir yapay zekâ (AI) sistemi geliştirdi.

Doktorlar, retinadaki küçük kan damarlarındaki değişikliklerin kalple ilgili sorunlar da dahil olmak üzere daha geniş damar hastalıklarının göstergesi olduğunu kabul ettiler. Leeds Üniversitesi tarafından yürütülen araştırmada, yapay zekâ sistemini retina taramalarını otomatik olarak okuyacak ve gelecek yıl içinde kalp krizi geçirme olasılığı olan kişileri tespit edecek şekilde eğitmek için derin öğrenme teknikleri kullanıldı.

Derin öğrenme, bilgisayarların verilerdeki kalıpları tanımlamasını ve tahminlerde bulunmasını sağlayan karmaşık bir algoritmalar dizisidir. Nature Machine Intelligence dergisinde yazan araştırmacılar, yapay zekâ sisteminin %70 ile %80 arasında bir doğruluğa sahip olduğunu ve derinlemesine kardiyovasküler araştırma için ikinci bir sevk mekanizması olarak kullanılabileceğini bildiriyor.

Retina taramalarının analizinde derin öğrenmenin kullanılması, hastaların kalp hastalığı belirtileri için düzenli olarak taranma biçiminde devrim yaratabilir. 

Leeds Üniversitesi'nde Alan Turing Enstitüsü'nde Turing Üyesi olan Profesör Alex Frangi araştırmayı denetledi. Alex Frangi; "Kalp krizleri de dahil olmak üzere kardiyovasküler hastalıklar, dünya çapında erken ölümlerin önde gelen nedeni ve Birleşik Krallık'taki en büyük ikinci katildir. Bu, dünya çapında kronik hastalıklara ve sefalete neden olur.Yeni teknik, kalp hastalığının taranmasında devrim yaratma olasılığını açıyor. Retina taramaları nispeten ucuzdur ve birçok gözlükçü uygulamasında rutin olarak kullanılmaktadır. Otomatik taramanın bir sonucu olarak, hastalanma riski yüksek olan hastalar uzman kalp servislerine sevk edilebilir. Taramalar, kalp hastalığının erken belirtilerini izlemek için de kullanılabilir.” dedi.

Çalışma, Leeds Üniversitesi'nden bilim insanları, mühendisler ve klinisyenlerin dünya çapında bir iş birliğini içeriyordu; Leeds Eğitim Hastaneleri NHS Trust, York Üniversitesi Çin Bilimler Akademisi'nin bir parçası olan Ningbo'daki Cixi Biyomedikal Görüntüleme Enstitüsü, Cote d'Azur Üniversitesi, ABD'deki Ulusal Sağlık Enstitülerinin birer parçası olan Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi ve Ulusal Göz Enstitüsü, Belçika'da KU Leuven ve UK Biobank, çalışma için veri sağladı.

Leeds Üniversitesi'nde Kardiyovasküler Tıp Profesörü ve Leeds Eğitim Hastaneleri NHS Trust'ta Danışman Kardiyolog Chris Gale; “AI sistemi, gelecekte kardiyovasküler hastalık riski daha yüksek olan rutin göz taramasına katılan bireyleri belirleme potansiyeline sahip, bu sayede erken kardiyovasküler hastalığı önlemek için önleyici tedaviler daha erken başlatılabilir.” dedi.

Derin öğrenme

Derin öğrenme süreci sırasında, AI sistemi 5.000'den fazla kişiden retina taramalarını ve kalp taramalarını analiz etti. AI sistemi, retinadaki patoloji ile hastanın kalbindeki değişiklikler arasındaki ilişkileri belirledi.

Görüntü kalıpları öğrenildikten sonra, AI sistemi, kalbin dört odasından biri olan sol ventrikülün boyutunu ve pompalama verimliliğini yalnızca retina taramalarından tahmin edebilir. Genişlemiş bir ventrikül, artan kalp hastalığı riski ile bağlantılıdır.

Yapay zekâ sistemi, sol ventrikülün tahmini boyutu ve pompalama verimliliği ile hasta, yaşı ve cinsiyeti hakkındaki temel demografik verilerle birleştirilmiş bilgilerle, sonraki 12 ay boyunca kalp krizi riskleri hakkında bir tahminde bulunabilir.

Şu anda, bir hastanın sol ventrikülünün boyutu ve pompalama verimliliği ile ilgili ayrıntılar, ancak ekokardiyografi veya kalbin manyetik rezonans görüntülemesi gibi tanı testleri varsa belirlenebilir. Bu tanı testleri pahalı olabilir ve genellikle yalnızca hastane ortamında kullanılabilir, bu da daha az sağlık hizmeti sistemine sahip ülkelerdeki insanlar için bu testleri erişilemez hale getirir veya gelişmiş ülkelerde sağlık hizmeti maliyetlerini ve bekleme sürelerini gereksiz yere artırır.

Leeds Üniversitesi'nde İngiliz Kalp Vakfı Kardiyovasküler Görüntüleme Profesörü ve araştırma makalesinin yazarlarından biri olan Sven Plein şunları söyledi: “AI sistemi, doğada var olan karmaşık kalıpları çözmek için mükemmel bir araçtır ve biz de bunu yapıyoruz. Burada kalpteki değişikliklerle bağlantılı retinadaki karmaşık değişiklik deseni bulduk."

Makale:nature.com