Uczenie maszynowe może pomóc klinicystom we wczesnej diagnozie

Naukowcy mogą być w stanie przewidzieć choroby sercowo-naczyniowe – takich jak migotanie przedsionków i niewydolność serca – u pacjentów za pomocą sztucznej inteligencji (AI) do badania genów w ich DNA, zgodnie z nowym badaniem Rutgers.

„Dzięki udanej realizacji naszego modelu przewidzieliśmy powiązanie bardzo istotnych genów chorób układu krążenia powiązanych ze zmiennymi demograficznymi, takimi jak rasa, płeć i wiek”. powiedział Zeeshan Ahmed, główny członek wydziału w Instytut Rutgersa ds. Zdrowia, Polityki Opieki Zdrowotnej i Badań nad Starzeniem (IFH) i główny autor tzw badanieopublikowane w Genomika.

Według Światowej Organizacji Zdrowia choroby układu krążenia to tzw główną przyczyną zgonów na całym świecie, ale szacuje się, że ponad 75% przedwczesnych chorób sercowo-naczyniowych można zapobiec. Migotanie przedsionków i niewydolność serca przyczyniają się do ok 45 proc wszystkich zgonów z powodu chorób układu krążenia.

Pomimo znacznych postępów w diagnostyce, profilaktyce i leczeniu chorób sercowo-naczyniowych, podobno około połowa pacjentów dotkniętych chorobą umiera w ciągu pięciu lat otrzymania diagnozy z różnych powodów. w tym czynniki genetyczne i środowiskowe. Naukowcy stwierdzili, że wykorzystanie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego może przyspieszyć naszą zdolność do identyfikowania genów, które mają ważne implikacje dla chorób układu krążenia, co może prowadzić do ulepszeń w diagnostyce i leczeniu.

Naukowcy z IFH przeanalizowali zdrowych pacjentów i pacjentów ze zdiagnozowaną chorobą sercowo-naczyniową oraz wykorzystali sztuczną inteligencję i modele uczenia maszynowego do zbadania genów, o których wiadomo, że są związane z najczęstszymi objawami chorób sercowo-naczyniowych, w tym migotaniem przedsionków i niewydolnością serca.

Zidentyfikowali grupę genów, które były istotnie związane z występowaniem chorób sercowo-naczyniowych. Naukowcy odkryli również znaczące różnice między czynnikami rasy, płci i wieku w zależności od choroby sercowo-naczyniowej. Podczas gdy wiek i płeć korelowały z niewydolnością serca, wiek i rasa korelowały z migotaniem przedsionków. Na przykład u badanych pacjentów im starszy pacjent, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia choroby sercowo-naczyniowej.

„Dokładne zrozumienie i precyzyjne leczenie chorób sercowo-naczyniowych ostatecznie przyniesie korzyści milionom osób, zmniejszając wysokie ryzyko śmiertelności i poprawiając jakość życia” – powiedział Ahmed, adiunkt na Wydziale Medycyny Uniwersytetu Medycznego im. Rutgers Robert Wood Johnson Medical School.

Naukowcy stwierdzili, że przyszłe badania powinny rozszerzyć to podejście o analizę pełnego zestawu genów u pacjentów z chorobami układu krążenia, co może ujawnić ważne biomarkery i czynniki ryzyka związane z podatnością na choroby układu krążenia.

Współautorami badania są Vignesh Venkat, Habiba Abdelhalim i William DeGroat z IFH oraz Saman Zeeshan z Rutgers Cancer Institute of New Jersey.