Powstaje aplikacja na smartfony, która może zdiagnozować problemy z sercem

Dźwięki emitowane przez elektrokardiograf wystarczą, by oprogramowanie rozróżniło dwa często mylone schorzenia serca - informuje Unijny Serwis Informacyjny Badań i Rozwoju (CORDIS).

Rozpoznano ponad dwadzieścia różnych rodzajów arytmii serca. Rozróżnienie większości z nich nie stanowi problemu dla wykwalifikowanego kardiologa. Jednak odróżnienie migotania od trzepotania przedsionków może nastręczyć trudności. Oba schorzenia dają podobny obraz na elektrokardiogramie (EKG) i są mylone nawet w 80 % przypadków, choć wymagają zupełnie różnych metod leczenia.

Pomoc diagnostyczna

Finansowany przez UE projekt MODEST ukierunkowany jest na opracowanie modeli matematycznych, z których mogliby korzystać lekarze podczas ustalania rozpoznania i planowania leczenia pacjentów.

W tym celu Sebastian Sager, koordynator projektu MODEST, i jego zespół przeanalizowali dane z 380 EKG wykonanych przez współpracującą z nimi grupę pod przewodnictwem kardiologa Eberharda Scholza ze Szpitala Uniwersyteckiego w Heidelbergu w Niemczech. Stosując modele oparte na uczeniu maszynowym, byli w stanie rozpoznać migotanie przedsionków z czułością 81 % i swoistością 87 %.

„Próbowaliśmy znaleźć w literaturze naukowej modele matematyczne, które precyzyjnie opisują to zjawisko, ale ostatecznie musieliśmy opracować taki model samodzielnie”, mówi Sager. „Kolejnym etapem była optymalizacja. Opierała się ona na wiedzy z wielu różnych dziedzin: matematyki, medycyny, informatyki, biologii i uczenia maszynowego”.

Planowanie terapii

Zespół opracował aplikację na smartfony, która analizuje EKG na podstawie dźwięków emitowanych przez elektrokardiograf lub na podstawie kształtu wykreślonej przez ten aparat krzywej. Dane EKG można również wprowadzić do aplikacji ręcznie. Prace prowadzono w Niemczech na Uniwersytecie Ottona von Guerickego w Magdeburgu.

W powiązanym projekcie grupa przebadała wyniki analiz próbek krwi pobranych od pacjentów poddawanych chemoterapii. Zwykle pacjenci z ostrą białaczką przyjmują kilka cykli terapii indukcyjnej, po których następują maksymalnie cztery cykle terapii konsolidacyjnej.

Planowanie czasu podania i dawek chemoterapeutyku często opiera się na intuicji lekarza. „Zawsze należy znaleźć odpowiednią równowagę między niszczeniem komórek a ochroną układu odpornościowego”, wyjaśnia Sager.

„Jak ważny jest odstęp czasowy między kolejnymi cyklami chemoterapii? Czy lepiej sprawdzi się jedno-, dwu- czy trzytygodniowa przerwa? Czy lepiej zastosować trzy czy cztery cykle?”

Firma typu spin-off

Dzięki badaniu wyników analiz próbek krwi zespół opracował model, który może pomoc lekarzom przy podejmowaniu tego typu decyzji. Projekt był wspierany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych. „To bardzo nam pomogło. Zyskaliśmy swobodę działania, co było dla nas niezwykle ważne”, zauważa Sager.

W związku z tym projektem firma start-up mathe.medical GmbH uzyskała grant Horyzont 2020 przeznaczony na weryfikację koncepcji. Ma on pomóc w zbadaniu możliwości komercyjnego wykorzystania tych technologii.

„Mamy już za sobą rozmowy z wyspecjalizowanymi firmami. To dość zaawansowane narzędzie, które stanowi odpowiedź na potrzeby ekspertów klinicznych, a rynek, na który ono trafi, jest wysoce uregulowany i niezwykle trudny”, dodaje Sager.

© Unia Europejska, [2021] | źródło: CORDIS