טמפרטורת הפנים עשויה לחזות מחלות לב בדיוק רב יותר מהשיטות הקיימות

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת BMJ Health & Care Informatics, חוקרים העריכו את היתכנות השימוש בתרמוגרפיה אינפרא אדום של הפנים (IRT) לחיזוי מחלת לב כלילית (CHD).

מחלת לב כלילית היא אחת הגורמים המובילים למוות ויש לה נטל עולמי משמעותי. אבחון מדויק של מחלת לב כלילית חשוב לטיפול. כיום, כלי הערכה של הסתברות טרום-בדיקה (PTP) משמשים לקביעת הסבירות למחלה בחולים. עם זאת, לכלים אלה יש בעיות סובייקטיביות, הכללה מוגבלת ודיוק בינוני.

למרות שבדיקות קרדיווסקולריות נוספות (ציון סידן בעורקים הכליליים ואלקטרוקרדיוגרפיה) או מודלים קליניים מתוחכמים המשלבים סמני מעבדה נוספים וגורמי סיכון עשויים לשפר את אומדן ההסתברות, ישנן בעיות הקשורות ליעילות זמן, מורכבות פרוצדורלית וזמינות מוגבלת.

IRT, טכנולוגיית גילוי טמפרטורת פני שטח ללא מגע, מראה תוצאות מבטיחות בהערכת מחלות. היא יכולה לזהות דלקות וזרימת דם חריגה מדפוסי טמפרטורת העור. מחקרים מראים קשרים בין מידע מ-IRT לבין מחלות לב וכלי דם טרשתיות ומצבים קשורים.

במחקר זה, החוקרים העריכו את היתכנות השימוש בנתוני טמפרטורת IRT בפנים כדי לחזות אנגיוגרפיה כלילית פולשנית. מבוגרים שעברו אנגיוגרפיה כלילית פולשנית (CCTA) או אנגיוגרפיה כלילית פולשנית (ICA) נכללו במחקר. צוות מיומן השיג נתוני בסיס וביצע רכישות IRT לפני CCTA או ICA.

רשומות רפואיות אלקטרוניות שימשו להשגת מידע נוסף, כולל ביוכימיה של הדם, היסטוריה קלינית, גורמי סיכון ותוצאות בדיקת CAD. תמונת IRT אחת לכל משתתף נבחרה לניתוח ועובדה (שינוי גודל אחיד, המרה לגווני אפור וחיתוך רקע).

הצוות פיתח מודל תמונה של IRT באמצעות אלגוריתם למידה עמוקה מתקדם. שני מודלים פותחו להשוואה: האחד היה מודל PTP (בסיס קליני) שכלל מאפייני גיל, מין ותסמינים של המטופלים, והשני היה מודל היברידי, המשלב מידע IRT ומידע קליני ממודלי IRT ו-PTP, בהתאמה.

בוצעו מספר ניתוחי פרשנות, כולל ניסויי חסימה, ויזואליזציה של מפות אור, ניתוחי מינון-תגובה וחיזוי של תוויות CAD חלופיות. בנוסף, מאפיינים שונים של טבלת IRT חולצו מתמונת ה-IRT, שסווגו ברמת הפנים כולו וברמת אזור העניין (ROI).

בסך הכל, התכונות שחולצו סווגו לתכונות מרקם מסדר ראשון, מרקם מסדר שני, טמפרטורה ותכונות ניתוח פרקטליות. אלגוריתם XGBoost שילב את התכונות שחולצו והעריך את ערכן החיזוי עבור CHD. החוקרים העריכו את הביצועים באמצעות כל התכונות ורק תכונות טמפרטורה.

סך של 893 מבוגרים שעברו ניתוח CCTA או ICA עברו בדיקות סקר בין ספטמבר 2021 לפברואר 2023. מתוכם, 460 משתתפים בגיל ממוצע של 58.4 שנים נכללו במחקר; 27.4% היו נשים ו-70% סבלו ממחלת לב כלילית. לחולים עם מחלת לב כלילית היה גיל ושכיחות גבוהים יותר של גורמי סיכון בהשוואה לחולים ללא מחלת לב כלילית. מודל ההדמיה של IRT עלה באופן משמעותי על מודל PTP.

עם זאת, ביצועי מודל התמונה ההיברידי ומודל התמונה של ה-IRT לא היו שונים באופן משמעותי. שימוש בתכונות טמפרטורה בלבד או בכל התכונות שחולצו הראה ביצועי ניבוי טובים יותר, אשר היו עקביים עם מודל התמונה של ה-IRT. ברמת הפנים כולו, הפרש הטמפרטורה הכולל משמאל לימין השפיע רבות ביותר, בעוד שברמת ה-ROI, לטמפרטורה הממוצעת של הלסת השמאלית הייתה ההשפעה הגדולה ביותר.

רמות שונות של ירידה בביצועים נצפו עבור מודל תמונת ה-IRT כאשר חסימת ROIs שונים. חסימה של אזור השפה העליונה והתחתונה השפיעה רבות ביותר. בנוסף, מודל תמונת ה-IRT ביצע ביצועים טובים בניבוי סמנים חלופיים הקשורים למחלת לב כלילית, כגון היפרליפידמיה, עישון, מדד מסת גוף, המוגלובין מסוכרר ודלקת.

המחקר הדגים את היתכנות השימוש בנתוני טמפרטורת IRT בפנים כדי לחזות מחלת לב כלילית. מודל התמונה של ה-IRT עלה על מודל ה-PTP המומלץ על ידי ההנחיות, מה שהדגיש את הפוטנציאל שלו בהערכת מחלת לב כלילית. יתר על כן, שילוב מידע קליני במודל התמונה של ה-IRT לא סיפק שיפור נוסף, דבר המצביע על כך שמידע ה-IRT שחולץ כבר הכיל מידע חשוב הקשור למחלת לב כלילית.

יתר על כן, הערך החיזוי של מודל ה-IRT אושר באמצעות מאפייני טבלת ה-IRT הניתנים לפירוש, שהיו עקביים יחסית עם מודל התמונה של ה-IRT. מאפיינים אלה סיפקו גם מידע על היבטים חשובים לחיזוי מחלת לב כלילית (CHD), כגון סימטריה של טמפרטורת הפנים וחוסר אחידות בהתפלגות. יש צורך במחקרים נוספים עם מדגמים גדולים יותר ואוכלוסיות מגוונות לצורך אימות.