קרדיולוגים אימנו מודל בינה מלאכותית גדול להערכת מבנה ותפקוד הלב

מומחי בינה מלאכותית ב-Cedars-Sinai ובמכון הלב סמידט יצרו מערך נתונים של יותר ממיליון אקו לב (אולטרסאונד וידאו של הלב) ואת הפרשנויות הקליניות המתאימות להן. באמצעות מסד נתונים זה, הם פיתחו את EchoCLIP, אלגוריתם למידת מכונה רב עוצמה שיכול "לפרש" תמונות אקו לב ולהעריך מדדים מרכזיים.

התכנון וההערכה של EchoCLIP, שתוארו במאמר שפורסם ב- Nature Medicine, מצביעים על כך שפענוח אקו לב של מטופל באמצעות EchoCLIP מספק הערכות קליניות ברמת מומחה, כולל הערכת תפקוד הלב, תוצאות ניתוחים קודמים ומכשירים מושתלים, ועשוי לסייע לרופאים לזהות מטופלים הזקוקים לטיפול.

מודל הבסיס של EchoCLIP יכול גם לזהות את אותו מטופל על פני מספר סרטונים, מחקרים ונקודות זמן, ולזהות שינויים חשובים קלינית בלב המטופל.

"למיטב ידיעתנו, זהו המודל הגדול ביותר שאומן על תמונות אקו לב ", אמר מחבר המחקר הראשי, דיוויד אויאנג, חבר סגל במחלקה לקרדיולוגיה במכון הלב סמידט ובמחלקה לבינה מלאכותית ברפואה.

"מודלים קודמים רבים של בינה מלאכותית לאקו לב אומנו על עשרות אלפי דוגמאות בלבד. לעומת זאת, הביצועים הגבוהים הייחודיים של EchoCLIP בפירוש תמונות הם תוצאה של אימון על כמעט פי עשרה יותר נתונים מאשר מודלים קיימים."

"התוצאות שלנו מראות שמערך נתונים גדול של הדמיה רפואית ופרשנויות שאומתו על ידי מומחים יכולות לשמש בסיס לאימון מודלים רפואיים בסיסיים, שהם סוג של בינה מלאכותית גנרטיבית", הוסיף אויאנג.

זרימת עבודה של EchoCLIP. מקור: Nature Medicine (2024). DOI: 10.1038/s41591-024-02959-y

הוא ציין כי מודל בסיס מתקדם זה יוכל בקרוב לסייע לקרדיולוגים להעריך אקו לב על ידי יצירת הערכות של מדידות לב, זיהוי שינויים לאורך זמן ומחלות נפוצות.

צוות המחקר יצר מערך נתונים של 1,032,975 סרטוני אולטרסאונד לבביים ופרשנויות מומחים תואמות כדי לפתח את EchoCLIP. הממצאים העיקריים מהמחקר כוללים:

• EchoCLIP הדגים ביצועים גבוהים בהערכת תפקוד הלב מתמונות לב.
• המודל הבסיסי היה מסוגל לזהות התקנים תוך-לבביים מושתלים כגון קוצבי לב, שתלי מסתם מיטרלי ושתלי מסתם אבי העורקים מתמונות אקו לב.
• EchoCLIP זיהה במדויק חולים ייחודיים במחקרים שונים, זיהה שינויים חשובים קלינית כגון ניתוח לב קודם, ואפשר פיתוח של פרשנויות טקסט ראשוניות של תמונות אקו לב.

"מודלים בסיסיים הם אחד התחומים החדשים ביותר בבינה מלאכותית גנרטיבית, אך לרוב המודלים אין מספיק נתונים רפואיים כדי להיות שימושיים בתחום הבריאות", אמרה כריסטינה מ. אלברט, MD, MPH, יו"ר המחלקה לקרדיולוגיה במכון הלב סמידט.

אלברט, שלא היה מעורב במחקר, הוסיף: "מודל בסיסי חדש זה משלב ראייה ממוחשבת לפענוח תמונות אקו לב עם עיבוד שפה טבעית כדי לשפר את הפרשנויות של הקרדיולוגים."