Искусственный интеллект на ЭКГ предскажет внезапную сердечную смерть

Внезапная сердечная смерть всегда становится шоком — человек может выглядеть абсолютно здоровым, а через минуту его сердце останавливается. Однако недавнее открытие ученых позволяет заглянуть в будущее и с высокой точностью предсказывать такие трагедии. Речь идет о скрытых сигналах на обычной электрокардиограмме (ЭКГ), которые способен распознать только искусственный интеллект.

ЭКГ — старый метод, но с новыми возможностями. Электрокардиография была изобретена более века назад, и в 1924 году ее создатель Виллем Эйнтховен получил Нобелевскую премию. Долгое время врачи не могли заметить на кардиограмме предвестники внезапной смерти, потому что изменения слишком тонкие для человеческого глаза. Но алгоритмы машинного обучения справляются с этой задачей.

Что именно нашли ученые? Группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Зиада Обермайера разработала систему ИИ, которая анализирует форму зубцов на ЭКГ. Оказалось, что у людей с высоким риском внезапной остановки сердца конечная часть зубца R (эр) выглядит слегка иначе — она становится более пологой перед переходом в зубец S (эс). Этот едва заметный дефект и есть новый биомаркер. Важно: это не просто статистическая связь, а конкретный электрический паттерн, который теперь можно визуализировать.

Как проверяли алгоритм? Для обучения ИИ использовали более 440 000 ЭКГ, собранных в Швеции за шесть лет. Затем алгоритм протестировали на пациентах из США (Сан-Диего) и Тайваня (Тайбэй). Точность прогноза составила 87,2% в Швеции, 82,2% в США и 76,7% на Тайване. Это подтвердило, что маркер работает в разных этнических группах.

Почему это важно? Сегодня главным критерием риска считается фракция выброса — объем крови, который сердце выбрасывает за одно сокращение. Но этот показатель информативен только при уже имеющейся патологии. Новый же маркер выявляет риск у внешне здоровых людей. ИИ определил группу с 7-процентным риском внезапной смерти в течение года, тогда как традиционный метод давал лишь 4,6%. При этом многие из тех, кого старый способ считал здоровыми, на самом деле были в опасности.

Практическая польза. Главный вопрос кардиологии: кому имплантировать кардиовертер-дефибриллятор — устройство, которое запускает сердце при смертельной аритмии. Сейчас две трети таких приборов ставят людям, которым они никогда не понадобятся, а те, кому они действительно нужны, остаются без защиты. Новый биомаркер поможет более точно выбирать пациентов для имплантации. В перспективе врачи смогут использовать алгоритм для первичного скрининга: пациентов с «подозрительной» ЭКГ направят на углубленное обследование, например на холтеровское мониторирование или носимые датчики.

Ограничения открытия. Маркер работает не для всех видов внезапной смерти. Он эффективен при ишемической болезни сердца (в том числе скрытой), миокардите, кардиомиопатиях — состояниях, которые ведут к диффузному фиброзу миокарда левого желудочка (замещению мышечной ткани рубцами). Но он не предсказывает смерть у детей, молодых людей, спортсменов, а также при наследственных каналопатиях.

Ученые продолжают исследования, чтобы доказать: если лечить людей на основе прогнозов ИИ, смертность действительно снизится. В будущем планируется запустить публичный веб-ресурс для оценки риска. Возможно, уже через несколько лет обычная ЭКГ в поликлинике станет мощным инструментом профилактики внезапной смерти.