Sydänsairauksien havaitseminen yhden kytkentäisen EKG:n avulla tekoälyn avulla (DAVID1)

Sydämen vajaatoiminta, johon liittyy pienentynyt vasemman kammion ejektiofraktio (EF), on suhteellisen yleinen sydänpatologia, jolla on merkittäviä kliinisiä seurauksia. Ihmisillä, joilla on alentunut vasemman kammion EF, on lisääntynyt riski saada äkillinen kuolema, kammio- ja eteisrytmihäiriöt ja sydämen vajaatoiminnasta johtuva akuutti hemodynaaminen dekompensaatio. On todistettu lääketieteellisiä toimenpiteitä, jotka estävät äkillisen sydänkuoleman ja komplikaatiot ihmisillä, joilla on alentunut vasemman kammion EF. Valitettavasti jotkut ihmiset, joilla on alentunut vasemman kammion EF, ovat oireettomia tai heillä on epäspesifisiä oireita, kuten hengenahdistusta, eivätkä he saisi näitä toimenpiteitä ajoissa. Tällä hetkellä ei ole olemassa tehokkaita tapoja seuloa oireettomasti vähentynyt vasemman kammion EF populaatiossa, koska alhaisen EF:n havaitseminen edellyttää kaikukardiografian käyttöä. On huomattava tarve tunnistaa uusia teknologioita, jotka voivat auttaa havaitsemaan ihmisiä, joilla on alentunut vasemman kammion EF yksinkertaisella, tehokkaalla ja luotettavalla tavalla.

Eko Devices sisältää pilvipohjaisen alustan sydämen seulontalaitteita ja koneoppimisalgoritmeja, jotka mahdollistavat tehokkaamman sydän- ja verisuonitautien havaitsemisen ja hallinnan. Tässä tutkimuksessa käytämme Eko DUO -laitetta yhden kytkentäisen EKG-tietojen keräämiseen.

Eko DUO on FDA-hyväksytty ja CE-merkitty elektroninen stetoskooppi, jonka avulla voidaan tallentaa sydämen ääntä äänikardiogrammin (PCG) tuottamiseksi sekä tallentaa yksikytkentäisen EKG:n. DUO:ssa on 60-kertainen äänenvahvistus, ympäristön kohinanvaimennus, 4000 Hz:n näytteenottotaajuus ja 4 äänisuodatinta. EKG-komponentti koostuu kahdesta ruostumattomasta teräksestä valmistettusta elektrodista, 0,01 Hz:n ylipäästösuodattimesta, valittavasta 50/60 Hz verkkosuodattimesta ja 500 Hz:n näytteenottotaajuudesta. Tunnistamattomat auskultatiiviset DUO-tallenteet välittyvät langattomasti Bluetoothin kautta älypuhelimen tai tabletin suojattuun, HIPAA-yhteensopivaan Eko-sovellukseen, jonka avulla käyttäjä voi toistaa sydänäänitallenteita, merkitä muistiinpanoja tallennettuun ääneen ja tallentaa äänitteitä. Nämä tiedot synkronoidaan reaaliajassa suojattuun, HIPAA-yhteensopivaan, pilvipohjaiseen Amazon Web Services (AWS) -tietokantapalvelimeen, jota hallinnoi Eko Devices.

Aiemmin on osoitettu, että tekoäly käsittelee 12-kytkentäisen EKG:n tietoja voi auttaa tunnistamaan ihmisiä, joilla on alentunut vasemman kammion EF1. Mayo Clinicin 44 959 potilaasta saatujen 12-kytkentäisten EKG- ja kaikukardiogrammitietojen, mukaan lukien vasemman kammion ejektiofraktio, parillisten 12-kytkentäisten EKG- ja kaikututkimustietojen avulla opetettiin konvoluutiohermoa tunnistamaan potilaat, joilla on alhainen ejektiofraktio. Kun mallia testattiin riippumattomalla 52 870 potilaan ryhmällä, mallin käyrän alla oleva pinta-ala ("AUC") oli 0,93 ja tarkkuus 86 %. Olemme myös kehittäneet samasta algoritmista yksikytkentäisen version, joka on helpommin käytettävissä kliinisessä ympäristössä, koska sitä voidaan käyttää yksikytkentäisen EKG-laitteen, kuten Eko DUO -laitteen, kanssa. Ehdotamme tämän uuden mallin suorituskyvyn validointia nykyisen tutkimuksen avulla.