Wykrywanie chorób serca za pomocą EKG jednoodprowadzeniowego z wykorzystaniem sztucznej inteligencji (DAVID1)

Niewydolność serca ze zmniejszoną frakcją wyrzutową lewej komory (EF) jest stosunkowo częstą patologią serca o poważnych implikacjach klinicznych. Osoby ze zmniejszoną EF lewej komory są bardziej narażone na nagły zgon, komorowe i przedsionkowe zaburzenia rytmu oraz ostrą dekompensację hemodynamiczną z powodu niewydolności serca. Istnieją sprawdzone interwencje medyczne, które zapobiegają nagłemu zgonowi sercowemu i powikłaniom u osób z obniżoną EF lewej komory. Niestety, niektóre osoby ze zmniejszoną EF lewej komory są bezobjawowe lub mają niespecyficzne objawy, takie jak duszność, i nie otrzymałyby tych interwencji w odpowiednim czasie. Obecnie nie ma skutecznych sposobów skriningu w populacji pod kątem bezobjawowego zmniejszenia EF lewej komory, ponieważ wykrycie niskiej EF wymaga zastosowania echokardiografii. Istnieje znaczna potrzeba zidentyfikowania nowych technologii, które mogą pomóc w wykrywaniu osób ze zmniejszoną EF lewej komory w prosty, skuteczny i niezawodny sposób.

Eko Devices oferuje opartą na chmurze platformę urządzeń do badań przesiewowych serca w miejscu opieki i algorytmy uczenia maszynowego, które umożliwiają skuteczniejsze wykrywanie i zarządzanie chorobami układu krążenia. W tym badaniu wykorzystamy urządzenie Eko DUO do zebrania danych EKG z jednego odprowadzenia.

Eko DUO to stetoskop elektroniczny dopuszczony przez FDA i posiadający znak CE, który umożliwia rejestrację dźwięku tonu serca w celu uzyskania fonokardiogramu (PCG), a także rejestrację elektrokardiogramu jednoodprowadzeniowego (EKG). DUO oferuje 60-krotne wzmocnienie dźwięku, redukcję szumów otoczenia, częstotliwość próbkowania 4000 Hz i 4 filtry audio. Element EKG składa się z 2 elektrod ze stali nierdzewnej, filtra górnoprzepustowego 0,01 Hz, wybieralnego filtra sieciowego 50/60 Hz i częstotliwości próbkowania 500 Hz. Zanonimizowane nagrania osłuchowe DUO są przesyłane bezprzewodowo przez Bluetooth do bezpiecznej, zgodnej z HIPAA aplikacji Eko na smartfonie lub tablecie, która umożliwia użytkownikowi odtwarzanie nagrań tonów serca, dodawanie notatek do nagranego dźwięku i zapisywanie nagrań. Dane te są synchronizowane w czasie rzeczywistym z bezpiecznym, zgodnym z HIPAA, opartym na chmurze serwerem bazy danych Amazon Web Services (AWS) zarządzanym przez Eko Devices.

Wcześniej wykazano, że sztuczna inteligencja przetwarzająca informacje z 12-odprowadzeniowego EKG może pomóc w identyfikacji osób z obniżonym EF1 lewej komory. Wykorzystując sparowane 12-odprowadzeniowe dane EKG i echokardiogram, w tym frakcję wyrzutową lewej komory, od 44 959 pacjentów w Mayo Clinic, wyszkolono neuron splotowy w celu identyfikacji pacjentów z niską frakcją wyrzutową. Podczas testowania na niezależnej grupie 52 870 pacjentów model wykazał pole powierzchni pod krzywą („AUC”) na poziomie 0,93 i dokładność na poziomie 86%. Opracowaliśmy również jednoodprowadzeniową wersję tego samego algorytmu, która będzie łatwiej dostępna w warunkach klinicznych, ponieważ może być używana z jednoodprowadzeniowym urządzeniem EKG, takim jak urządzenie Eko DUO. Proponujemy zweryfikowanie wydajności tego nowego modelu przy użyciu bieżącego badania.