Un outil d'IA valide les évaluations de la santé cardiaque
Un nouvel outil d'IA se compare bien aux méthodes traditionnelles pour mesurer la taille des cavités cardiaques.
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La Fibrillation atriale (FA) est un problème cardiaque courant qui peut entraîner des problèmes de santé sérieux comme des AVC et d'autres problèmes cardiovasculaires. Des chercheurs se sont penchés sur la taille de l'Oreillette gauche (OG), une chambre du cœur, pour voir si ça pouvait aider à prédire qui pourrait développer une FA ou faire face à d'autres risques de santé. Même si on sait que mesurer la taille de l'OG peut être utile, cette méthode n'est pas très utilisée dans les soins quotidiens.
Actuellement, le meilleur moyen de mesurer le volume de l'OG, c'est grâce à un scan spécial appelé imagerie par résonance magnétique cardiaque avec contraste (IRM). Mais l’IRM, c'est cher, ça prend du temps, et c'est pas dispo partout. Une alternative courante est le scan CT cardiaque sans contraste, qui est souvent utilisé pour vérifier la maladie des artères coronaires. Si on pouvait mesurer le volume de l'OG avec un scan CT sans exposer les patients à une radiation supplémentaire ou utiliser du contraste, ce serait super bénéfique pour évaluer la santé cardiaque.
L'outil AI-CAC
Les chercheurs ont développé un nouvel outil qui utilise l'intelligence artificielle (IA) pour estimer la taille des chambres cardiaques dans ces scans CT sans contraste. Cet outil peut rapidement donner le volume des quatre chambres cardiaques, ainsi que la masse ventriculaire gauche. Des résultats récents montrent que cet outil d'IA, connu sous le nom de AutoChamber™, peut prédire le risque de FA dès un an après le scan initial.
Le but de l'étude actuelle est de comparer l'efficacité de cet outil d'IA pour mesurer le volume de l'OG par rapport à des méthodes traditionnelles utilisées par des experts humains avec l'IRM. Cette étude examine également comment les prévisions de l'outil d'IA se comparent à d'autres facteurs de risque comme le score de risque CHARGE-AF, le score de calcium coronaire (CAC), et les niveaux d'une substance appelée NT-proBNP dans le sang.
Population de l'étude
L'étude multiethnique sur l'athérosclérose (MESA) a fourni les participants pour cette enquête. Cette étude en cours inclut un groupe diversifié de 6 814 hommes et femmes qui n'avaient pas de maladie cardiaque lorsqu'ils se sont inscrits. Les évaluations initiales comprenaient un historique médical complet, des examens cliniques, et des tests de laboratoire. Des infos sur la démographie et l'historique de santé des participants ont été recueillies via des questionnaires.
Au cours des premières évaluations entre 2000 et 2002, les participants ont subi des scans CT sans contraste pour mesurer le calcium coronaire, ce qui aide à évaluer le risque de maladie cardiaque. D'autres facteurs importants, comme la pression artérielle et les habitudes de vie, ont également été enregistrés. Les participants ont été suivis pour repérer de nouveaux cas de FA et d'autres problèmes cardiovasculaires.
L'outil AI-CAC expliqué
L'outil AI-CAC, AutoChamber™, utilise un processus d'apprentissage profond pour analyser les scans CT. Il a été entraîné sur un grand ensemble d'images pour segmenter avec précision les quatre chambres du cœur, ainsi que d'autres structures. Cet outil d'IA est conçu pour être rapide, fournissant des estimations de volume en environ 21 secondes.
Pour l'étude actuelle, AutoChamber™ a été appliqué aux scans CT sans contraste des participants de MESA. Les chercheurs ont voulu voir à quel point l'outil pouvait prédire la FA par rapport aux experts humains utilisant l'IRM pour les mesures.
Mesurer le volume de l'OG
L'IRM est reconnue pour sa capacité à créer des images précises du cœur et de ses structures. Dans l'étude MESA, l'IRM a fourni des données précieuses sur les tailles des chambres cardiaques. Pour cette analyse, l'accent était mis sur le volume maximum de l'oreillette gauche à la fin de la diastole, c'est-à-dire quand les chambres cardiaques se remplissent de sang.
L'IRM peut révéler des motifs importants liés à la structure et à la fonction cardiaques, ce qui peut aider à indiquer des risques pour de futurs événements cardiovasculaires.
Autres facteurs de risque
Le score de risque CHARGE-AF est une autre méthode pour prédire le risque de FA. Il se base sur des données comme l'âge, l'ethnie, la taille, le poids, et des conditions de santé comme l'hypertension et le diabète. Des valeurs élevées sur ce score peuvent indiquer un risque accru de développer une FA.
Le NT-proBNP est une substance libérée lorsque le cœur est sous stress, et ses niveaux dans le sang peuvent refléter la santé cardiaque. Le score CHARGE-AF et le NT-proBNP servent d'outils supplémentaires pour évaluer le risque de FA.
Résultats et découvertes
Après avoir soigneusement analysé les données, les chercheurs ont découvert que l'outil d'IA était capable de prédire la FA avec des résultats similaires à ceux obtenus par l'IRM. Les deux méthodes ont surpassé d'autres facteurs de risque comme le NT-proBNP et le score CAC.
Au cours d'une période de suivi de 15 ans, 562 cas de FA ont été identifiés parmi les participants. Les chercheurs ont comparé ceux avec des volumes d'OG élevés des estimations AI et des mesures IRM. Les résultats ont indiqué que les individus avec des chambres cardiaques plus grandes avaient un risque plus élevé de développer une FA.
Dans l'étude, en considérant les patients catégorisés comme à faible risque selon les scores CAC, beaucoup avaient des volumes d'OG agrandis. Cela souligne l'importance de mesurer la taille de l'OG pour identifier ceux qui pourraient être à risque de FA malgré un score CAC plus bas.
Implications cliniques
La capacité de mesurer de manière fiable le volume de l'OG en utilisant un outil IA lors de scans CT de routine offre des avantages significatifs. Cette méthode fournit un moyen simple et non invasif d'évaluer la santé cardiaque et d'identifier les patients à risque de FA. En intégrant cette technologie dans les soins standards, les professionnels de santé pourraient mieux surveiller les patients et potentiellement intervenir plus tôt pour prévenir des complications comme des AVC.
Avec la FA étant une condition courante et parfois silencieuse, l'utilisation d'analyses alimentées par l'IA pourrait améliorer la stratification des risques et mener à de meilleurs résultats pour les patients.
Limitations de l'étude
Bien que l'étude ait présenté des résultats prometteurs, elle avait aussi quelques limites. Le score de risque CHARGE-AF ne pouvait pas inclure certaines problèmes de santé comme l'insuffisance cardiaque et l'infarctus du myocarde en raison de la nature asymptomatique des participants au départ. De plus, les scans CT originaux ont été principalement réalisés avec une technologie plus ancienne, même si l'entraînement de l'IA s'est fait avec des méthodes plus récentes.
L'utilisation de codes ICD pour identifier la FA comporte aussi des risques, car certains cas peuvent ne pas avoir été capturés avec précision. Ça peut signifier que certaines occurrences de FA ont été manquées dans l'analyse.
Conclusion
En résumé, l'outil AI-CAC a montré un grand potentiel pour mesurer le volume de l'OG et prédire la FA d'une manière comparable aux méthodes traditionnelles de l'IRM. Tant l'outil d'IA que l'IRM offrent de fortes valeurs prédictives pour évaluer les risques cardiovasculaires. Incorporer cette technologie dans la pratique clinique régulière pourrait aider à identifier des individus à haut risque de FA beaucoup plus tôt, améliorant finalement les soins et les résultats pour les patients. Les résultats encouragent des recherches supplémentaires sur l'utilité clinique de cette approche et mettent en lumière le potentiel de l'IA pour transformer les évaluations cardiovasculaires.
Titre: Coronary Artery Calcium Scans Powered by Artificial Intelligence Predicts Atrial Fibrillation Comparably to Cardiac Magnetic Resonance Imaging: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA)
Résumé: BackgroundApplying artificial intelligence to coronary artery calcium computed tomography scan (AI-CAC) provides more actionable information beyond the Agatston coronary artery calcium (CAC) score. We have recently shown that AI-CAC automated left atrial (LA) volumetry enabled prediction of atrial fibrillation (AF) in as early as one year. In this study we evaluated the performance of AI-CAC automated LA volumetry versus LA volume measured by human experts using cardiac magnetic resonance imaging (CMRI) for predicting AF, and compared them with CHARGE-AF risk score, Agatston score, and NT-proBNP (BNP). MethodsWe used 15-year outcome data from 3552 asymptomatic individuals (52.2% women, ages 45-84 years) who underwent both CAC scans and CMRI in the baseline examination (2000-2002) of the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). AI-CAC took on average 21 seconds per scan. CMRI LA volume was previously measured by human experts. Data on BNP, CHARGE-AF risk score and the Agatston score were obtained from MESA. ResultsOver 15 years follow-up, 562 cases of AF accrued. The ROC AUC for AI-CAC versus CMRI and CHARGE-AF were not significantly different (AUC 0.807, 0.808, 0.800 respectively, p=0.60). The AUC for BNP (0.707) and Agatston score (0.694) were significantly lower than the rest (p
Auteurs: Morteza Naghavi, A. P. Reeves, K. C. Atlas, D. LI, H. Goodarzynejad, C. Zhang, T. L. Atlas, C. Henschke, M. J. Budoff, D. Yankelevitz
Dernière mise à jour: 2024-01-04 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.04.24300746
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.04.24300746.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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