Strojové učení v kvantitativní zátěžové echokardiografii (MLQSE)

Nová bolest na hrudi je častou přítomnou stížností a může být markerem významného kardiovaskulárního onemocnění a rizika infarktu myokardu a úmrtí; proto je získání přesné diagnózy rozhodující pro vedení léčby pacienta. Je pozoruhodné, že pouze 40–50 % pacientů s invazivní arteriografií následně podstoupí revaskularizaci. To podtrhuje nepřesnost počátečních testů používaných před arteriografií.

Historicky se elektrokardiografické zátěžové testování během zátěže používalo k detekci indukovatelné ischemie myokardu, ale jeho diagnostická senzitivita a specificita jsou nízké (asi 65 %). Diagnostická přesnost může být zlepšena začleněním echokardiografie nebo jednofotonové emisní počítačové tomografie. Současné doporučené postupy NICE doporučují, aby pacienti s bolestí na hrudi, která se nedávno objevila, byli vyšetřeni CT koronarografií jako první linií, a pokud tato odhalí významnou stenózu, měl by být proveden funkční zobrazovací test.

Studie Myocardial Doppler in Stress Echocardiography (MYDISE) hodnotila diagnostickou hodnotu kvantitativní zátěžové echokardiografie během infuze dobutaminu, krátkodobě působícího syntetického katecholaminu, který působí na β-1 adrenergní receptory ke zvýšení srdeční frekvence a kontraktility myokardu. Měření systolických rychlostí funkce dlouhé osy LK při maximálním stresu mělo dobrou reprodukovatelnost (koeficienty variace v bazálních segmentech 9-14 % v klidu a 11-18 % při maximálním stresu) a podobné citlivosti a specifičnosti (asi 70 %) jako publikované studie, ve kterých odborní pozorovatelé uváděli skóre pohybu stěn. Po úpravě o nezávislé vlivy věku, pohlaví a srdeční frekvence se však diagnostická přesnost významně zvýšila se statistikou C (plocha pod křivkami přijímač-operátor) až na 90 %.

Vizuální analýza zátěžové echokardiografie k detekci ischemie myokardu závisí na kvalitativním posouzení mnoha parametrů. Hlavní studie kvantitativní zátěžové echokardiografie se omezily na identifikaci jediné nejlepší echokardiografické proměnné a jako referenční kritérium použily stenózu průměru. Progresivní subklinické snížení regionální (dlouhoosé) funkce myokardu bylo prokázáno u subjektů s kardiovaskulárními rizikovými faktory, které ovlivňuje deformaci myokardu (rychlost namáhání a deformace) a také rychlosti. Ischémie mění načasování událostí během srdečního cyklu – například prodlužuje pre-ejekční a postejekční fáze. Tyto faktory potvrzují klinickou potřebu objektivního měření regionální funkce myokardu v průběhu srdečního cyklu.

Nyní je možné vytvářet algoritmy, které nejsou založeny pouze na jediném časovém bodu (např. špičková rychlost), ale místo toho se spoléhají na analýzu celé stopy rychlosti. Tento koncept lze také rozšířit tak, aby zahrnoval křivky deformace a rychlosti deformace. Výzkumníci z Universitat Pompeu Fabra v Barceloně vyvinuli tento přístup k vytvoření statistického atlasu srdce k detekci dyssynchronie. Podobný koncept byl aplikován pomocí vícenásobného učení jádra u pacientů s dušností, kteří podstoupili zátěžové testy při zátěži, aby se identifikovali pacienti s diastolickým srdečním selháním. To umožnilo porovnat křivky rychlosti odebrané z celého srdečního cyklu a rozlišit mezi kontrolami. subjekty (s dušností a bez dušnosti) a osoby s diagnózou srdečního selhání se zachovanou ejekční frakcí (HFpEF); hlavní pozorované rozdíly jsou v časné diastolické funkci. Tato aplikace se dříve nepoužívala ke zkoumání indukovatelné ischemie myokardu při zátěžové echokardiografii, ale podobné nálezy lze očekávat, protože změny během diastoly patří mezi nejčasnější a nejcitlivější indikátory ischemie myokardu. Jednotlivci na univerzitě v Lovani (prof. Jan D'hooge) nedávno vyvinuli metody strojového učení pod dohledem, které umožňují automatickou klasifikaci segmentů myokardu na základě jejich místního mechanického chování (tj. rychlost/deformace/rychlost deformace) po absolvování tréninkové fáze; navrhovaný přístup strojového učení překonává expertní měření pohybu stěny i expertní interpretaci stop segmentálního napětí (rychlosti) při klasifikaci ischemických segmentů.