Ένα καινοτόμο λογισμικό που αξιοποιεί την Τεχνητή Νοημοσύνη για την αξιολόγηση της λειτουργίας της δεξιάς κοιλίας της καρδιάς, χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον απλό δισδιάστατο υπέρηχο, ανέπτυξαν δύο Έλληνες ερευνητές στο Κέντρο Έρευνας Τεχνητής Νοημοσύνης «Αρχιμήδης».
Πρόκειται για τον επεμβατικό καρδιολόγο και πρώην επίκουρο καθηγητή Καρδιολογίας στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια, Πολύδωρο Καμπακτσή, και τον επίκουρο καθηγητή Επιστήμης Δεδομένων στο Nottingham Trent University, Αρχοντή Γιαννακίδη. Η εφαρμογή δοκιμάζεται ήδη σε ευρεία κλινική έρευνα στην Ελλάδα, στο Ωνάσειο Νοσοκομείο.
Το «αδύναμο σημείο» της καρδιάς
Η δυσλειτουργία της δεξιάς κοιλίας αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για το προσδόκιμο ζωής, ανεξάρτητα από άλλες καρδιακές παθήσεις. Μπορεί να επηρεαστεί από διαταραχές της αριστερής κοιλίας, όπως το έμφραγμα του μυοκαρδίου ή η ισχαιμική καρδιομυοπάθεια.
Σύμφωνα με μελέτες, έως και το 20% των ασθενών που υποβάλλονται σε υπερηχοκαρδιογράφημα εμφανίζουν κάποια διαταραχή στη δομή ή τη λειτουργία της.
Ωστόσο, η αξιόπιστη απεικόνισή της παραμένει δύσκολη. Το πολύπλοκο σχήμα της δεξιάς κοιλίας καθιστά τον δισδιάστατο υπέρηχο –την πιο διαδεδομένη εξέταση– συχνά ανεπαρκή, ενώ η πιο ακριβής μέθοδος, η μαγνητική τομογραφία καρδιάς, δεν είναι εύκολα προσβάσιμη λόγω κόστους και περιορισμένης διαθεσιμότητας.
Η λύση της Τεχνητής Νοημοσύνης
Απαντώντας σε αυτή την ανάγκη, οι δύο ερευνητές ανέπτυξαν ένα εργαλείο που φιλοδοξεί να καταστήσει τον απλό υπέρηχο πολύ πιο «έξυπνο».
«Πρόκειται για μια νέα μέθοδο που μπορεί να αποτελέσει καθημερινό εργαλείο για πιο αντικειμενική και ακριβή εκτίμηση της δεξιάς κοιλίας. Ο καρδιολόγος πραγματοποιεί ορισμένες μετρήσεις και στη συνέχεια ο αλγόριθμος Τεχνητής Νοημοσύνης επεξεργάζεται τα δεδομένα και παράγει τα αποτελέσματα», εξηγεί ο Πολύδωρος Καμπακτσής.
Από την πλευρά του, ο Αρχοντής Γιαννακίδης υπογραμμίζει ότι βασικό πλεονέκτημα της εφαρμογής είναι η ικανότητά της να «διαβάζει» πολύπλοκα μοτίβα μέσα στα ιατρικά δεδομένα, ενώ ταυτόχρονα απαιτεί ελάχιστους υπολογιστικούς πόρους. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργήσει ακόμη και σε φορητές συσκευές, όπως laptops ή κινητά τηλέφωνα.
Σημειώνει επίσης ότι δεν υπάρχουν αντίστοιχες εφαρμογές που να αξιοποιούν Τεχνητή Νοημοσύνη για την αξιολόγηση της δεξιάς κοιλίας μέσω δισδιάστατου υπερήχου, γεγονός που αναδεικνύει τον πρωτοποριακό χαρακτήρα της έρευνας.
Credit: P.Kampaktsis
Κλινική έρευνα στο Ωνάσειο
Η αξιοπιστία του λογισμικού βρίσκεται ήδη στο μικροσκόπιο της κλινικής πράξης.
Η πρώτη πιλοτική μελέτη, σε 50 ασθενείς στο Irving Medical Center του Πανεπιστημίου Κολούμπια, έδειξε ότι η μέθοδος προσεγγίζει σε ακρίβεια τη μαγνητική τομογραφία καρδιάς.
Σήμερα, η έρευνα επεκτείνεται στο Ωνάσειο Νοσοκομείο, σε συνεργασία με τον καρδιοχειρουργό και αναπληρωτή διευθυντή Δημήτρη Αυγερινό. Στη μελέτη συμμετέχουν 200 ασθενείς, οι οποίοι υποβάλλονται τόσο σε υπερηχογράφημα όσο και σε μαγνητική τομογραφία, προκειμένου να συγκριθούν τα αποτελέσματα.
Τα πρώτα δεδομένα από 120 ασθενείς δείχνουν ακρίβεια που ξεπερνά το 90%, με τον κ. Αυγερινό να εκτιμά ότι το λογισμικό «μπορεί να φέρει πραγματική επανάσταση στην καθημερινότητα των υπερήχων καρδιάς».
Το επόμενο βήμα
Μετά την ολοκλήρωση της μελέτης στο Ωνάσειο, στόχος είναι η εφαρμογή της τεχνικής σε μεγάλη κλίμακα, μέσω πολυκεντρικής έρευνας σε νοσοκομεία της Ελλάδας και των ΗΠΑ.
Οι ερευνητές επιδιώκουν να διαπιστώσουν πώς μπορεί να ενσωματωθεί ο αλγόριθμος στην καθημερινή κλινική πρακτική και σε ποιο βαθμό θα βελτιώσει τη διαχείριση των ασθενών.
Παράλληλα, δίνεται έμφαση στην πλήρη αυτοματοποίηση της διαδικασίας και στην ενσωμάτωση δεικτών αβεβαιότητας, ώστε να ενισχυθεί η αξιοπιστία και η εμπιστοσύνη στη χρήση του εργαλείου.
Η επόμενη μέρα της Ιατρικής
Η συγκεκριμένη πρωτοβουλία εντάσσεται στη ραγδαία εξέλιξη της Τεχνητής Νοημοσύνης στον χώρο της Υγείας.
«Οι εξελίξεις πλέον δεν μετρώνται σε χρόνια αλλά σε μήνες», σημειώνει ο Δημήτρης Αυγερινός, εκτιμώντας ότι στο μέλλον τα ρομποτικά συστήματα θα αποκτήσουν ακόμη μεγαλύτερη αυτονομία, πάντα υπό την επίβλεψη των γιατρών.
Ο Πολύδωρος Καμπακτσής, ωστόσο, τονίζει την ανάγκη για ρεαλισμό: «Αυτό που έχει σημασία είναι αν αυτές οι εφαρμογές βοηθούν πραγματικά στην αντιμετώπιση της ασθένειας. Κάποιες φορές βοηθούν, κάποιες όχι – και αυτό πρέπει να είναι το μέτρο αξιολόγησής τους».
Από την πλευρά του, ο Αρχοντής Γιαννακίδης επισημαίνει τις προκλήσεις, με κυριότερη την προστασία των προσωπικών δεδομένων και τη συμμόρφωση με τον GDPR, αλλά και ζητήματα όπως η νομική ευθύνη, η ενσωμάτωση στα συστήματα υγείας και η ανάγκη διαφάνειας των αλγορίθμων.
Σε κάθε περίπτωση, η σύγκλιση Ιατρικής και Τεχνητής Νοημοσύνης φαίνεται να αλλάζει ήδη το τοπίο – και η ελληνική αυτή καινοτομία δείχνει ότι η επόμενη ημέρα ίσως βρίσκεται πιο κοντά απ’ όσο νομίζαμε.
