ECG și AI: ce poate descoperi algoritmul într-o electrocardiogramă obișnuită

Antrenat pe zeci sau sute de mii de electrocardiograme, un algoritm de AI poate semnala, într-un ECG standard cu 12 derivații care pare normal, o probabilitate crescută de fracție de ejecție scăzută a ventriculului stâng sau urme ale fibrilației atriale, chiar în ritm sinusal. Rezultatul este un semnal de screening, pe care medicul cardiolog îl confirmă prin ecocardiografie sau monitorizare.

Electrocardiograma (ECG) este o investigație ieftină, rapidă și disponibilă aproape în orice cabinet. Un algoritm de inteligență artificială antrenat pe zeci sau sute de mii de trasee poate găsi în ea semne pe care ochiul nu le vede: un ventricul stâng care pompează slab sau urmele unei fibrilații atriale, într-un ECG care pare normal. Mai jos: ce arată studiile, ce a autorizat Agenția americană pentru alimente și medicamente (FDA) și unde se oprește algoritmul.

Oricum ar fi citit traseul, rezultatul ajunge în nota de consultație și în scrisoarea medicală. Aceste documente le scrie Soma, asistentul inteligent al clinicii dumneavoastră: ascultă consultația și scrie raportul, gata de verificat și semnat de medic.

Ce este AI-ECG?

AI-ECG (AI-enabled ECG) desemnează algoritmii care analizează electrocardiograma standard cu 12 derivații. Sunt antrenați pe perechi de date: ECG-ul pacientului și rezultatul unei alte investigații, de exemplu fracția de ejecție măsurată la ecocardiografie. Algoritmul învață astfel tiparele fine din semnalul electric asociate cu boala și estimează, pentru un ECG nou, probabilitatea ca aceasta să fie prezentă. Pentru context mai larg, vedeți articolul despre AI în cardiologie.

Poate un ECG să arate un ventricul stâng slab?

Da, ca semnal de screening. Un studiu al Mayo Clinic publicat în 2019 în Nature Medicine (Attia și colab.) a folosit ECG-uri și ecocardiograme de la 44.959 de pacienți pentru a antrena o rețea neurală să identifice disfuncția ventriculară, definită ca fracție de ejecție a ventriculului stâng (FEVS) de cel mult 35%, doar din ECG. Pe un set independent de 52.870 de pacienți, rezultatele au fost:

  • aria sub curbă (AUC): 0,93;
  • sensibilitate: 86,3%;
  • specificitate: 85,7%.

Un detaliu important: pacienții fără disfuncție ventriculară, dar cu rezultat AI pozitiv, au avut un risc de aproximativ patru ori mai mare (raport de risc, hazard ratio, 4,1) de a dezvolta ulterior disfuncție ventriculară.

Întrebarea următoare a fost dacă algoritmul schimbă practica. Studiul EAGLE, publicat în 2021 tot în Nature Medicine (Yao și colab.), a randomizat 120 de echipe de asistență medicală primară din 45 de clinici și spitale; 22.641 de adulți fără insuficiență cardiacă cunoscută au făcut un ECG de rutină. În grupul în care medicii au primit rezultatul AI-ECG, 2,1% dintre pacienți au fost diagnosticați cu fracție de ejecție scăzută (de cel mult 50%) în cele 90 de zile de după ECG, față de 1,6% în grupul de control. Per ansamblu, ecocardiografia a fost folosită la fel de des în cele două grupuri (19,2% față de 18,2%); la pacienții cu rezultat AI pozitiv s-au făcut însă mai multe ecocardiografii (49,6% față de 38,1%).

Poate un ECG în ritm sinusal să sugereze fibrilație atrială?

Un alt studiu al Mayo Clinic, publicat în 2019 în The Lancet, a analizat 649.931 de ECG-uri în ritm sinusal de la 180.922 de pacienți. Algoritmul a căutat semnătura electrică a fibrilației atriale într-un traseu în care aceasta nu se vedea. Un singur ECG a identificat pacienții cu fibrilație atrială cu o AUC de 0,87 (sensibilitate 79,0%, specificitate 79,5%); folosind toate ECG-urile din prima lună a perioadei analizate, AUC a crescut la 0,90.

Analiza a fost retrospectivă, iar confirmarea fibrilației atriale cere în continuare monitorizarea ritmului. Despre cealaltă cale de screening, dispozitivele purtabile, citiți articolul despre ceasul inteligent și fibrilația atrială.

Sunt autorizați acești algoritmi?

Unii dintre ei, în Statele Unite. Pe 28 septembrie 2023, FDA a autorizat prin procedura 510(k) Low Ejection Fraction AI-ECG Algorithm al companiei Anumana (K232699). Categoria în care l-a încadrat FDA este grăitoare: program de notificare bazat pe învățare automată pentru fracția de ejecție redusă. Baza de date FDA arată că aceeași companie a primit ulterior autorizări pentru încă un algoritm dedicat fracției de ejecție scăzute (2025) și pentru algoritmi AI-ECG destinați hipertensiunii pulmonare și amiloidozei cardiace (2026).

Ce rămâne în grija medicului cardiolog?

Algoritmul semnalează, iar medicul confirmă. Un rezultat AI-ECG pozitiv este un motiv pentru o ecocardiografie făcută mai devreme, nu o concluzie. Fracția de ejecție se măsoară la ecocardiografie, unde AI-ul are la rândul lui aplicații, descrise în articolul despre AI în ecografie. Indicația, diagnosticul și tratamentul rămân ale medicului cardiolog.

Unde se întâlnește AI-ECG cu documentația clinicii?

AI-ul care citește investigația și AI-ul care scrie raportul se apropie: rezultatul ECG, comentat de medic, ajunge în nota de consultație și în scrisoarea medicală Anexa 43.

Partea de documentare este cea pe care o preia Soma. În timpul consultației, Soma ascultă, înțelege și reține tot ce se spune, apoi scrie raportul în formatul clinicii, inclusiv scrisoarea medicală Anexa 43, gata de verificat și semnat de medic. Ce nu s-a spus în consultație nu apare în raport.

Vreți să vedeți cum ar lucra Soma în clinica dumneavoastră? Programați o demonstrație: vă arătăm, pe date fictive, cum devine consultația raport în formatul clinicii.

Întrebări frecvente

Ce este AI-ECG?

AI-ECG este denumirea folosită pentru algoritmii de inteligență artificială care analizează electrocardiograma standard cu 12 derivații. Sunt antrenați pe ECG-uri asociate cu rezultatul altor investigații, de exemplu ecocardiografia, și estimează probabilitatea unei afecțiuni pe care ochiul nu o vede în traseu, cum este fracția de ejecție scăzută.

Poate un ECG analizat de AI să țină locul ecocardiografiei?

Nu. Studiile publicate prezintă AI-ECG ca instrument de screening: semnalează pacienții la care o ecocardiografie merită făcută mai devreme. Fracția de ejecție se măsoară prin ecocardiografie, iar concluzia îi aparține medicului cardiolog.

Există algoritmi AI-ECG autorizați de FDA?

Da. În septembrie 2023, FDA a autorizat prin procedura 510(k) algoritmul Low Ejection Fraction AI-ECG Algorithm al companiei Anumana, încadrat în categoria programelor de notificare pentru fracția de ejecție redusă. Baza de date FDA arată și autorizări ulterioare ale aceleiași companii, inclusiv pentru hipertensiunea pulmonară (2026).

Unde apare rezultatul ECG în documentele clinicii?

În nota de consultație și, pentru pacienții care pleacă cu o scrisoare medicală, în rubricile Anexei 43. Soma, asistentul inteligent al clinicii dumneavoastră, ascultă consultația și scrie aceste documente, gata de verificat și semnat de medic.

Surse

  1. Attia ZI și colab., Screening for cardiac contractile dysfunction using an artificial intelligence-enabled electrocardiogram, Nature Medicine, 2019
  2. Yao X și colab., Artificial intelligence-enabled electrocardiograms for identification of patients with low ejection fraction: a pragmatic, randomized clinical trial, Nature Medicine, 2021
  3. Attia ZI și colab., An artificial intelligence-enabled ECG algorithm for the identification of patients with atrial fibrillation during sinus rhythm, The Lancet, 2019
  4. FDA, baza de date 510(k): K232699, Low Ejection Fraction AI-ECG Algorithm
  5. ClinicalTrials.gov: NCT04000087, ECG AI-Guided Screening for Low Ejection Fraction (EAGLE)

Vreți să vedeți Soma în clinica dumneavoastră?

Programați o demonstrație
Programați o demonstrație