Usar el ojo como una ventana a la enfermedad cardíaca
Una representación gráfica de la idea de usar un escáner del ojo para obtener una ventana a la salud del corazón. Crédito: Universidad de Leeds.
Los científicos han desarrollado un sistema de inteligencia artificial (IA) que puede analizar los escáneres oculares tomados durante una visita de rutina a un óptico o una clínica oftalmológica e identificar a los pacientes con alto riesgo de sufrir un ataque al corazón.
Los médicos han reconocido que los cambios en los diminutos vasos sanguíneos de la retina son indicadores de enfermedades vasculares más amplias, incluidos problemas cardíacos.
En la investigación, dirigida por la Universidad de Leeds, las técnicas de aprendizaje profundo se usaron para entrenar el sistema de IA para que leyera automáticamente los escaneos de retina e identificara a aquellas personas que, durante el año siguiente, probablemente sufrieran un ataque al corazón.
El aprendizaje profundo es una serie compleja de algoritmos que permiten a las computadoras identificar patrones en los datos y hacer predicciones.
Escribiendo en la revista Nature Machine Intelligence, los investigadores informan que el sistema de IA tenía una precisión de entre 70% y 80% y podría usarse como un segundo mecanismo de referencia para una investigación cardiovascular en profundidad.
El uso del aprendizaje profundo en el análisis de escáneres de retina podría revolucionar la forma en que los pacientes son examinados regularmente para detectar signos de enfermedades cardíacas.
El profesor Alex Frangi, que ocupa la cátedra Diamond Jubilee en Medicina Computacional en la Universidad de Leeds y es miembro de Turing en el Instituto Alan Turing, supervisó la investigación. Dijo que «las enfermedades cardiovasculares, incluidos los ataques cardíacos, son la principal causa de muerte prematura en todo el mundo y la segunda causa de muerte en el Reino Unido. Esto provoca enfermedades crónicas y miseria en todo el mundo».
«Esta técnica abre la posibilidad de revolucionar la detección de enfermedades cardíacas. Las exploraciones de retina son comparativamente baratas y se utilizan de forma rutinaria en muchas prácticas ópticas. Como resultado de la detección automatizada, los pacientes que tienen un alto riesgo de enfermarse podrían derivarse a servicios cardíacos especializados».
«La exploración también podría usarse para rastrear los primeros signos de enfermedad cardíaca».
Una exploración del ojo. Crédito: UK Biobank
El estudio involucró una colaboración mundial de científicos e ingenieros y médicos de la Universidad de Leeds; el NHS Trust de Leeds Teaching Hospitals; la Universidad de York; el Instituto Cixi de Imágenes Biomédicas en Ningbo, parte de la Academia China de Ciencias; la Universidad de Costa Azul, Francia; el Centro Nacional para Biotecnología Infor mation y el Instituto Nacional del Ojo, ambos parte de los Institutos Nacionales de la Salud de EE. UU.; y KU Leuven en Bélgica.
El biobanco del Reino Unido proporcionó datos para el estudio.
Chris Gale, profesor de medicina cardiovascular en la Universidad de Leeds y cardiólogo consultor en Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, fue uno de los autores del artículo de investigación.
Él dice que «el sistema de IA tiene el potencial de identificar a las personas que asisten a exámenes oculares de rutina que tienen un mayor riesgo futuro de enfermedad cardiovascular, por lo que los tratamientos preventivos podrían comenzar antes para prevenir enfermedades cardiovasculares prematuras».
Aprendizaje profundo
Durante el proceso de aprendizaje profundo, el sistema de IA analizó los escáneres de retina y cardíacos de más de 5000 personas. El sistema de IA identificó asociaciones entre la patología en la retina y los cambios en el corazón del paciente.
Una vez que se aprendieron los patrones de imagen, el sistema de IA pudo estimar el tamaño y la eficiencia de bombeo del ventrículo izquierdo, uno de los órganos del corazón. cuatro cámaras, solo a partir de escaneos de retina. Un ventrículo agrandado está relacionado con un mayor riesgo de enfermedad cardíaca.
Con información sobre el tamaño estimado del ventrículo izquierdo y su eficiencia de bombeo combinada con datos demográficos básicos sobre el paciente, su edad y sexo, la IA podría hacer una predicción sobre el riesgo de sufrir un ataque al corazón durante los siguientes 12 meses.
Actualmente, los detalles sobre el tamaño y la eficiencia de bombeo del ventrículo izquierdo de un paciente solo pueden determinarse si tienen pruebas de diagnóstico como ecocardiografía o resonancia magnética del corazón. Esas pruebas de diagnóstico pueden ser costosas y, a menudo, solo están disponibles en un entorno hospitalario, lo que las hace inaccesibles para las personas en países con sistemas de atención médica con menos recursos o aumentan innecesariamente los costos de atención médica y los tiempos de espera en los países desarrollados.
Sven Plein , profesor de imagen cardiovascular de la British Heart Foundation en la Universidad de Leeds y uno de los autores del trabajo de investigación, dice que «el sistema de IA es una herramienta excelente para desentrañar los patrones complejos que existen en la naturaleza, y eso es lo que hemos encontrado aquí el intrincado patrón de cambios en la retina vinculado a cambios en el corazón».
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Los factores de riesgo de enfermedades cardíacas modifican la estructura y el aspecto del corazón Más información: Diaz-Pinto, A. et al, Predicting myocardial infarction through retinan scans and minimal personal information, Nat Mach Intel (2022). doi.org/10.1038/s42256-021-00427-7 Información de la revista: Nature Machine Intelligence
Proporcionado por la Universidad de Leeds Cita: Uso del ojo como ventana into heart disease (25 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-eye-window-heart-disease.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.