Машинное обучение в количественной стресс-эхокардиографии (MLQSE)

Впервые появившаяся боль в груди является частой жалобой и может быть маркером серьезного сердечно-сосудистого заболевания и риска инфаркта миокарда и смерти; поэтому получение точного диагноза имеет решающее значение для управления пациентом. Примечательно, что только 40-50% пациентов, которым выполнена инвазивная артериография, впоследствии подвергаются реваскуляризации. Это подчеркивает неточность первоначальных тестов, применявшихся до артериографии.

Исторически электрокардиографический стресс-тест во время физической нагрузки использовался для выявления индуцируемой ишемии миокарда, но его диагностическая чувствительность и специфичность низки (около 65%). Точность диагностики можно повысить, включив эхокардиографию или однофотонную эмиссионную компьютерную томографию. Текущие рекомендации NICE рекомендуют пациентам с недавно возникшей болью в груди проводить КТ-коронарографию в качестве первой линии, и если это выявляет значительный стеноз, следует выполнить функциональный визуализирующий тест.

В исследовании Myocardial Doppler in Stress Echocardiography (MYDISE) оценивалась диагностическая ценность количественной стресс-эхокардиографии во время инфузии добутамина, синтетического катехоламина короткого действия, который действует на β-1-адренорецепторы, увеличивая частоту сердечных сокращений и сократительную способность миокарда. Измерение систолической скорости функции длинной оси ЛЖ при пиковой нагрузке имело хорошую воспроизводимость (коэффициенты вариации в базальных сегментах 9-14% в покое и 11-18% при пиковой нагрузке) и аналогичную чувствительность и специфичность (около 70%) опубликованным данным. исследования, в которых наблюдатели-эксперты сообщали о показателях движения стенок. Однако с поправкой на независимое влияние возраста, пола и частоты сердечных сокращений точность диагностики значительно увеличилась со статистикой C (площадь под кривыми приемник-оператор) до 90%.

Визуальный анализ стресс-эхокардиографии для выявления ишемии миокарда зависит от качественной оценки множества параметров. Основные исследования количественной стресс-эхокардиографии были ограничены определением единственной наилучшей эхокардиографической переменной, и они использовали диаметр стеноза в качестве эталонного критерия. Прогрессирующее субклиническое снижение региональной (длинноосевой) функции миокарда было продемонстрировано у субъектов с сердечно-сосудистыми факторами риска, влияющими на деформацию миокарда (деформацию и скорость деформации), а также на скорость. Ишемия изменяет время событий во время сердечного цикла, например, продлевая фазы перед выбросом и после выброса. Эти факторы подтверждают клиническую необходимость объективного измерения регионарной функции миокарда на протяжении всего сердечного цикла.

Теперь можно создавать алгоритмы, основанные не только на одном временном моменте (например, на пиковой скорости), но и на анализе всей кривой скорости. Эту концепцию также можно расширить, включив в нее кривые деформации и скорости деформации. Исследователи из Университета Помпеу Фабра в Барселоне разработали этот подход для создания статистического атласа сердца для выявления диссинхронии. Аналогичная концепция была применена с использованием многоядерного обучения к пациентам с одышкой, прошедшим стресс-тестирование с физической нагрузкой, для выявления пациентов с признаками диастолической сердечной недостаточности. субъекты (с одышкой и без нее) и диагностированные с сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса (HFpEF); основные наблюдаемые различия заключаются в ранней диастолической функции. Это приложение ранее не использовалось для исследования индуцируемой ишемии миокарда при стресс-эхокардиографии, но можно было ожидать аналогичных результатов, поскольку изменения во время диастолы являются одними из самых ранних и наиболее чувствительных индикаторов ишемии миокарда. Сотрудники Лёвенского университета (профессор Ян Д'Хуге) недавно разработали контролируемые методы машинного обучения, которые позволяют автоматически классифицировать сегменты миокарда на основе их локального механического поведения (т. скорость/деформация/скорость деформации) после прохождения фазы обучения; Предлагаемый подход машинного обучения превосходит экспертные показания движения стенки, а также экспертную интерпретацию следов сегментарной деформации (частоты) при классификации ишемических сегментов.