Yöntem gelecekte koroner anjiyografi için ciddi bir alternatif olabilir
Araştırmacılar, kalbin atardamarlarındaki plak erozyonunu otomatik olarak tespit etmek için optik koherens tomografi görüntülerini kullanan yepyeni bir yapay zeka tekniği oluşturdular. Arteriyel plağın izlenmesi çok önemlidir çünkü parçalanırsa kalbe giden kan akışını engelleyebilir, kalp krizini veya diğer tehlikeli sorunları tetikleyebilir.
Atardamarları kaplayan kolesterol plakları aşınmaya başlarsa, akut koroner sendrom olarak bilinen ve acil tedavi gerektiren kalbe giden kan akışında ani bir azalmaya yol açabilir. Kan akışındaki bu ani azalma kalp krizine sebebiyet verebilir. Kan akımının tam kesilmediği durumlarda da “Akut koroner sendrom” ismini verdiğimiz kalp sancıları, kalp ağrıları olabilir.
Geliştirilen yeni yöntem ile kalbi besleyen koroner damarlarda tıkanmaya yol açan plakların durumunun ya da gelişebilecek erozyonunun klinik teşhisini iyileştirmeye yardımcı olabilir ve kalp hastalığı olan hastalar için yeni tedaviler geliştirmek için kullanılabilir.
Optik Koherens Tomografi (OCT) Görüntüleri
Araştırmacılar, OCT görüntülerini kullanarak arterlerdeki plak erozyonunu otomatik olarak tespit edebilen yeni bir Yapay Zeka yöntemi geliştirdi. Bu tür erozyon kalbe giden kan akışını engelleyerek kalp krizine veya diğer ciddi durumlara yol açabilir.
OCT, kalbe kan taşıyan koroner arterlerin 3 boyutlu resimlerini üretmek için kan damarlarında kullanılabilecek mikron ölçekli çözünürlüğe sahip bir optik görüntüleme tekniğidir. Plak erozyonunu kontrol etmek için doktorlar tarafından intravasküler OCT daha sık kullanılmasına rağmen, oluşturulan veri hacmi ve görüntüleri görsel olarak yorumlamanın zorluğu nedeniyle gözlemciler arası önemli düzeyde değişkenlik vardır.
Yeni geliştirilen yöntemle oluşturan Yapay Zeka Algoritması ile bu sorun ortadan kalkabilir. Biomedical Optics Express dergisinde yayınlanan makale yeni yöntemi açıklıyorlar ve muhtemelen klinik teşhis için temel teşkil edecek kadar doğru olduğunu gösteriyorlar.
Makalede yazarlar; "Yeni Yapay Zeka tabanlı yöntemimiz, orijinal OCT görüntülerini kullanarak herhangi bir ek girdi olmadan plak erozyonunun varlığını otomatik olarak algılayabilir. Plak erozyonunu nesnel ve otomatik olarak tespit etme yeteneği, teşhisle ilgili zahmetli manuel değerlendirmeyi azaltacaktır." diyorlar.
Yeni Yapay Zeka Yönteminde Uygulama nasıl?
Yeni yöntem iki ana adımdan oluşuyor. İlk olarak, sinir ağı olarak bilinen bir yapay zeka modeli, olası plak erozyon bölgelerini tahmin etmek için orijinal görüntüyü ve iki parça şekil bilgisini kullanır. İlk tahmin daha sonra profesyonel hekimlerin teşhis koymak için kullandıkları bilgileri taklit eden klinik olarak yorumlanabilir özelliklere dayanan bir işlem sonrası algoritması ile rafine edilir.
Burada Yapay Zekanın doğru karar verebilmesi için altta yatan intravasküler OCT görüntüleme teknolojisi de çok önemlidir çünkü şu anda yaşayan hastalarda plak erozyonunu teşhis etmek için kullanılabilecek en yüksek çözünürlüklü görüntüleme yöntemidir.
OCT intravasküler görüntüleme için kullanıldığında, görüntüleme probu otomatik olarak bir kateterin içinde geriye doğru çekilir ve her geri çekme için yüzlerce görüntü üretilir. Araştırmacılar, plak erozyonu ile 5.553 klinik OCT görüntüsünün 16 geri çekilmesini ve plak erozyonu olmayan 3.224 görüntünün 10 geri çekilmesini kullanarak yöntemlerini test etti. Otomatik yöntem, yüzde 73'lük bir pozitif tahmin değeri ile plak erozyonu vakalarının yüzde 80'ini doğru bir şekilde öngördü. Ayrıca, otomatik yönteme dayalı teşhislerin, deneyimli üç doktorun teşhisleriyle iyi bir şekilde eşleştiğini buldular.
Bu durum, doktorların algoritmanın bulgusunu son bir şekilde kontrol etmesini ve ardından akut koroner sendromun nedenini ve en iyi tedavi stratejilerini belirlemesini içerecektir.
Manuel Görüntü Analizi
Yeni yöntem ayrıca, zaman alıcı ve sıkıcı manuel görüntü analizi sürecini ortadan kaldırarak büyük miktarda mevcut OCT verisini analiz etmek için de faydalı olabilir. Bu, bilim insanlarının plak erozyonunun tanımlanmasını ve tedavisini geliştirmesine yardımcı olabilir. Örneğin, akut koroner sendromlu hastalarda azalan kan akışını düzeltmek için sıklıkla bir stent kullanılır, ancak son çalışmalar bazı ilaçların daha az invaziv bir alternatif sunabileceğini düşündürmektedir.
Yeni yayınlanan makalenin özet kısmı
Plak erozyonu, akut koroner sendromun altında yatan en yaygın mekanizmalardan biridir. Optik koherens tomografi, plak erozyonunun in vivo teşhisine izin verir. Bununla birlikte, gözlemciler arası ve gözlemciler arası yüksek değişkenlik nedeniyle zorluk devam etmektedir. 0,800 ± 0,175 geri çağırma, 0,734 ±0,254 hassasiyet ve 0,707 hassasiyet-geri çağırma eğrisi altında bir alan elde eden in vivo plak erozyonunun tam otomatik tespiti için derin öğrenmeye dayalı bir yapay zeka yöntemi geliştirdik. Önerilen yöntemimiz doktorlarla iyi bir uyum içindedir ve plak erozyonunun klinik teşhisini iyileştirmeye ve AKS hastalarının optimal yönetimi için kişiselleştirilmiş tedavi stratejileri geliştirmeye yardımcı olabilir.
Hazırlayan: Doç. Dr. Ali Bestami Kepekçi ( @dralibestami )
Kaynak:
Sun, H., Zhao, C., Qin, Y., Li, C., Jia, H., Yu, B., & Wang, Z. (2022). In vivo detection of plaque erosion by intravascular optical coherence tomography using artificial intelligence. Biomedical Optics Express, 13(7), 3922-3938.
Kilispostası Dış Haberler Servisi